Ssylka

Как микрочипы с оптическими гребенками приведут GPS к сантиметровой точности?

Современные GPS-системы, опирающиеся на сеть из более 400 атомных часов по всему миру, обеспечивают точность позиционирования в пределах нескольких метров. Однако исследователи из Университета Пердью (США) и Технологического университета Чалмерса (Швеция) разработали революционную технологию, способную повысить эту точность до нескольких сантиметров.
Как микрочипы с оптическими гребенками приведут GPS к сантиметровой точности?
Изображение носит иллюстративный характер

В основе прорыва лежит технология оптических атомных часов, использующих лазеры вместо традиционных микроволн для индуцирования колебаний атомов. Такой подход обеспечивает значительно более частые «тики» и, как следствие, существенно большую точность измерения времени.

Ключевой проблемой оптических атомных часов всегда были их внушительные размеры и сложность лабораторных установок, что делало невозможным их применение в спутниках, беспилотниках и удаленных станциях. Решением стали микрочипы с оптическими гребенками – устройства, генерирующие спектр равномерно распределенных световых частот.

«Сегодняшние атомные часы позволяют GPS-системам достигать точности в несколько метров. С оптическими атомными часами мы сможем добиться точности всего в несколько сантиметров», – поясняет профессор Минхао Ци из Университета Пердью.

Исследователи применили инновационный подход, используя два микрогребня вместо одного, с частотами, смещенными относительно друг друга примерно на 20 ГГц. Это позволило преобразовать сверхвысокие оптические частоты атомных часов (сотни терагерц) в доступные для электронных схем радиочастоты.

По словам ведущего автора исследования доктора Кайи Ву, технология интегральной фотоники позволяет объединить частотные гребни, атомные источники и лазеры на крошечных фотонных чипах. Профессор Виктор Торрес Компани из Технологического университета Чалмерса добавляет, что микрогребни служат мостом между оптическими сигналами и радиочастотами, значительно уменьшая размеры всей системы.

Следующим шагом станет интеграция всех компонентов – модуляторов, детекторов, оптических усилителей и микрогребней – на одном чипе. Это откроет путь к массовому производству доступных оптических атомных часов, что революционизирует не только GPS-навигацию, но и автономные транспортные системы, а также позволит точнее отслеживать минимальные изменения поверхности Земли, включая вулканическую активность.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Photonics, демонстрируя реальную возможность создания компактных оптических атомных часов для широкого практического применения.


Новое на сайте

19031Как древние римляне управляли капиталом, чтобы обеспечить себе пассивный доход и защитить... 19030Миссия Pandora: новый инструмент NASA для калибровки данных телескопа «Джеймс Уэбб» 19029Телескоп Джеймс Уэбб запечатлел «неудавшиеся звезды» в звездном скоплении вестерлунд 2 19028Как «пенопластовые» планеты в системе V1298 Tau стали недостающим звеном в понимании... 19027Возможно ли одновременное глобальное отключение всего мирового интернета? 19026Станет ли бактериальная система самоуничтожения SPARDA более гибким инструментом... 19025Насколько опасной и грязной была вода в древнейших банях Помпей? 19024Гравитационная ориентация и структура космических плоскостей от земли до сверхскоплений 19023Сколько частей тела и органов можно потерять, чтобы остаться в живых? 19022Зачем Сэм Альтман решил внедрить рекламу в бесплатные версии ChatGPT? 19021Хитроумная маскировка вредоноса GootLoader через тысячи склеенных архивов 19020Удастся ли знаменитому археологу Захи Хавассу найти гробницу Нефертити до ухода на покой? 19019Действительно ли «зомби-клетки» провоцируют самую распространенную форму эпилепсии и... 19018Генетический анализ мумий гепардов из саудовской Аравии открыл путь к возрождению... 19017Вредоносная кампания в Chrome перехватывает управление HR-системами и блокирует...