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

19989Шесть историй, которые умещаются на ладони 19986Как 30 000 аккаунтов Facebook оказались в руках вьетнамских хакеров? 19985LofyGang вернулась: как бразильские хакеры охотятся на геймеров через поддельные читы 19984Автономная проверка защиты: как не отстать от ИИ-атак 19983Взлом Trellix: хакеры добрались до исходного кода одной из ведущих компаний по... 19982Почему почти 3000 монет в норвежском поле перевернули представление о викингах? 19981Как поддельная CAPTCHA опустошает ваш счёт и крадёт криптовалюту? 19980Слежка за каждым шагом: как ИИ превращает государство в машину тотального контроля 19979Как хакеры грабят компании через звонок в «техподдержку» 19978Почему именно Нью-Йорк стал самым уязвимым городом восточного побережья перед... 19977Как одна команда git push открывала доступ к миллионам репозиториев 19976Зачем древние народы убивали ножами и мечами: оружие как основа власти 19975Как Python-бэкдор DEEPDOOR крадёт ваши облачные пароли незаметно? 19974Послание в бутылке: математика невозможного 19973Почему ИИ-инфраструктура стала новой целью хакеров быстрее, чем ждали все?
Ссылка