GPS ne radi? Fotonski čip pomaže dronovima da lete u područjima sa slabim signalom

Uz financiranje Nacionalne zaklade za znanost, istraživači na Sveučilištu u Rochesteru razvijaju fotonske čipove koji koriste kvantnu tehniku ​​zvanu pojačanje slabe vrijednosti kako bi zamijenili mehaničke žiroskope koji se koriste u dronovima, omogućujući im da lete tamo gdje su GPS signali blokirani ili nedostupni. Kvantna tehnika nazvana "pojačanje slabe vrijednosti" koristi se za zamjenu mehaničkih žiroskopa koji se koriste u dronovima, omogućujući im da lete tamo gdje su GPS signali blokirani ili nedostupni.
Koristeći ovu kvantnu tehnologiju, znanstvenici imaju za cilj osigurati istu razinu osjetljivosti na malom ručnom fotoničkom čipu kao veliki blok optičkih žiroskopa, koji bi mogli transformirati navigaciju dronova.
Jaime Cardenas, izvanredni profesor na Institutu za optiku, dobio je novu potporu Nacionalne zaklade za znanost za razvoj takvih čipova do 2026.
Žiroskopi s optičkim vlaknima koji se trenutno koriste na najsuvremenijim bespilotnim letjelicama sadrže namotaje niti od optičkih vlakana duge nekoliko kilometara ili ograničenog dinamičkog raspona, rekao je Cardenas.
Danas se osjetljivost i stabilnost žiroskopa moraju temeljno mjeriti s njegovom veličinom i težinom. "Kako bespilotne letjelice, dronovi i sateliti postaju sve manji i sveprisutniji, potreba za ultrakompaktnim žiroskopima navigacijske razine postat će kritična. Najsuvremeniji minijaturni žiroskopi su kompaktni i robusni, ali im nedostaju performanse, što otežava njihovu upotrebu u navigaciji."
Prema Cardenasu, pojačanje slabe vrijednosti nudi prednosti u odnosu na tradicionalne metode jer pojačava signal iz interferometrije, a da ne dolazi nauštrb pojačanja nekoliko oblika tehničkog šuma. Međutim, prethodne demonstracije slabog pojačanja zahtijevale su složene laboratorijske postavke i precizne kalibracije; Cardenas je radio na realizaciji pojačanja slabe vrijednosti na mikrofotonskom čipu koristeći visokokvalitetne prstenaste faktorske rezonatore.
Cardenasovi suradnici na projektu uključuju fizičara Andrewa Jordana, bivšeg člana fakulteta na Sveučilištu Rochester, a sada na Chapman U. Cardenas kaže da će također raditi sa sveučilišnim David T. Kearns Centrom za vodstvo i raznolikost kako bi proširio sudjelovanje nedovoljno zastupljenih grupe kroz istraživačka iskustva s učenicima srednjih škola u gradskom školskom okrugu Rochester i nadahnite ih da teže karijerama u STEM području.