GPS не работает? Фотонный чип помогает дронам летать в зонах со слабым сигналом

При финансовой поддержке Национального научного фонда исследователи из Рочестерского университета разрабатывают фотонные чипы, использующие квантовую технику, называемую усилением слабых значений, для замены механических гироскопов, используемых в дронах, что позволяет им летать там, где сигналы GPS заблокированы или недоступны. Квантовый метод, называемый «усилением слабых значений», используется для замены механических гироскопов, используемых в дронах, позволяя им летать там, где сигналы GPS заблокированы или недоступны.
Используя эту квантовую технологию, ученые стремятся обеспечить такой же уровень чувствительности небольшого портативного фотонного чипа, как и большой блок оптических гироскопов, что могло бы изменить навигацию дронов.
Хайме Карденас, доцент Института оптики, получил новый грант Национального научного фонда на разработку таких чипов к 2026 году.
По словам Карденаса, оптоволоконные гироскопы, которые в настоящее время используются в современных дронах, содержат катушки волоконно-оптических нитей длиной в несколько километров или имеют ограниченный динамический диапазон.
Сегодня чувствительность и стабильность гироскопа необходимо соотносить с его размером и весом. «Поскольку беспилотные летательные аппараты, дроны и спутники становятся все меньше и все более распространенными, потребность в сверхкомпактных гироскопах навигационного класса станет критической. Современные миниатюрные гироскопы компактны и надежны, но им не хватает производительности, что затрудняет их использование. в навигации».
По словам Карденаса, усиление слабых значений дает преимущества перед традиционными методами, поскольку оно усиливает сигнал интерферометрии без ущерба для усиления некоторых форм технического шума. Однако предыдущие демонстрации слабого усиления требовали сложных лабораторных установок и точной калибровки; Карденас работал над реализацией усиления слабых сигналов на микрофотонном чипе с использованием высококачественных факторных кольцевых резонаторов.
В число сотрудников Карденаса в проекте входит физик Эндрю Джордан, бывший преподаватель Рочестерского университета, а теперь Чепменского университета. Карденас говорит, что он также будет работать с университетским Центром лидерства и разнообразия Дэвида Т. Кернса, чтобы расширить участие недостаточно представленных групп населения. групп посредством исследовательского опыта с участием старшеклассников школьного округа города Рочестер и вдохновляет их стремиться к карьере в области STEM.