शोधकर्ताओं ने अल्ट्राफास्ट सिग्नल प्रोसेसिंग माइक्रोवेव फोटोनिक्स चिप विकसित की है

हाल ही में, सिटी यूनिवर्सिटी ऑफ हांगकांग में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग विभाग के प्रोफेसर वांग चेंग के नेतृत्व में एक शोध दल ने सफलतापूर्वक एक विश्व-अग्रणी माइक्रोवेव फोटोनिक्स (एमडब्ल्यूपी) चिप विकसित की है। यह चिप अल्ट्रा-फास्ट एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल प्रोसेसिंग और गणना करने के लिए ऑप्टिकल सिद्धांत का उपयोग करने में सक्षम है।
चिप पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक प्रोसेसर की तुलना में न केवल 1000 गुना तेज है, बल्कि कम ऊर्जा की खपत भी करती है। इसके अनुप्रयोगों की विस्तृत श्रृंखला में 5/6G वायरलेस संचार प्रणाली, उच्च-रिज़ॉल्यूशन रडार सिस्टम, कृत्रिम बुद्धिमत्ता, कंप्यूटर विज़न और छवि/वीडियो प्रोसेसिंग जैसे विभिन्न क्षेत्र शामिल हैं।
टीम ने शोध पर हांगकांग के चीनी विश्वविद्यालय के साथ सहयोग किया, जिसे नेचर जर्नल में इंटीग्रेटेड लिथियम निओबेट माइक्रोवेव फोटोनिक प्रोसेसिंग इंजन शीर्षक से प्रकाशित किया गया है।
वायरलेस नेटवर्क, इंटरनेट ऑफ थिंग्स (आईओटी) और क्लाउड-आधारित सेवाओं के तेजी से विस्तार के साथ, अंतर्निहित आरएफ सिस्टम की मांग तेजी से बढ़ी है। माइक्रोवेव फोटोनिक्स (एमडब्ल्यूपी) तकनीक ऑप्टिकल घटकों का उपयोग करके माइक्रोवेव सिग्नल उत्पन्न करने, प्रसारित करने और संसाधित करने के अपने अद्वितीय लाभों के साथ इन चुनौतियों का एक प्रभावी समाधान प्रदान करती है। हालाँकि, एकीकृत MWP सिस्टम को कई चुनौतियों का सामना करना पड़ रहा है जैसे अल्ट्रा-हाई-स्पीड एनालॉग सिग्नल प्रोसेसिंग, चिप-स्केल एकीकरण, उच्च निष्ठा और कम बिजली की खपत का एक साथ कार्यान्वयन।
इन चुनौतियों का समाधान करने के लिए, प्रोफेसर वांग चेंग की अनुसंधान टीम ने एक नवीन एमडब्ल्यूपी प्रणाली विकसित की है। सिस्टम एक ही चिप पर कम-नुकसान वाले बहुक्रियाशील सिग्नल प्रोसेसिंग के साथ अल्ट्रा-फास्ट इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल (ईओ) रूपांतरण को अभिनव रूप से एकीकृत करता है, एक ऐसी उपलब्धि जिसे पिछले शोध में कभी महसूस नहीं किया गया है।
यह उत्कृष्ट प्रदर्शन पतली-फिल्म लिथियम नाइओबेट (एलएन) प्लेटफॉर्म पर आधारित एकीकृत एमडब्ल्यूपी प्रसंस्करण इंजन द्वारा संभव बनाया गया है। यह इंजन एनालॉग सिग्नल प्रोसेसिंग और कम्प्यूटेशनल कार्यों की एक विस्तृत श्रृंखला को निष्पादित करने में सक्षम है। रिपोर्ट के मुताबिक, इस चिप में न केवल 67 गीगाहर्ट्ज की अल्ट्रा-वाइड प्रोसेसिंग बैंडविड्थ है, बल्कि उत्कृष्ट कम्प्यूटेशनल सटीकता भी है।
वर्षों से, टीम एकीकृत एलएन फोटोनिक प्लेटफार्मों के अनुसंधान पर काम कर रही है। उल्लेखनीय है कि 2018 में, हार्वर्ड यूनिवर्सिटी और नोकिया बेल लैब्स के सहयोगियों ने पतली-फिल्म लिथियम नाइओबेट (एलएन) प्लेटफॉर्म पर दुनिया का पहला सीएमओएस (पूरक धातु ऑक्साइड सेमीकंडक्टर)-संगत एकीकृत इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर विकसित किया, जिसने एक ठोस आधार तैयार किया। वर्तमान अनुसंधान सफलता के लिए आधार। फोटोनिक्स के क्षेत्र में इसके महत्व के कारण पतली-फिल्म लिथियम नाइओबेट (एलएन) को "फोटोनिक्स का सिलिकॉन" करार दिया गया है, जो माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स में सिलिकॉन के बराबर है।
यह कार्य न केवल अनुसंधान का एक नया क्षेत्र खोलता है - पतली-फिल्म लिथियम नाइओबेट (एलएन) माइक्रोवेव फोटोनिक्स, बल्कि अन्य फायदों के साथ कॉम्पैक्ट आकार, उच्च सिग्नल निष्ठा और कम विलंबता के साथ माइक्रोवेव फोटोनिक्स चिप्स को भी सक्षम बनाता है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि यह सफलता चिप-स्केल एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक प्रसंस्करण और गणना इंजनों के लिए एक नई दिशा का प्रतिनिधित्व करती है।