Descripción del proyecto
Desarrollo de un novedoso método fotónico de conversión de señal analógica a digital
Los últimos progresos en las TIC requieren anchos de banda del espectro de señal de cientos de GHz e incluso de 1 THz. Para un procesamiento ultrarrápido y flexible de la señal digital, las señales analógicas de banda ancha deben convertirse en un flujo de bits de datos a través de la conversión de señal analógica a digital (CAD, o ADC por sus siglas en inglés). Con todo, las fluctuaciones aleatorias de electrones en los semiconductores limitan la eficiencia de las CAD electrónicas. El objetivo del proyecto financiado con fondos europeos CompADC es diseñar un nuevo método fotónico de CAD mediante el empleo de peines de frecuencias ópticas duales a escala de chip. Esto favorecerá la digitalización en tiempo real de señales de radiofrecuencia y microondas de banda ultraancha con un ancho de banda de más de 100 GHz. La nueva tecnología ofrecerá un rendimiento sin parangón y una integración a escala de chip para aplicaciones modernas de procesamiento y comunicación de señales de banda ultraancha.
Objetivo
Modern information and communication technology has been propelling the rapid expansion of signal spectrum bandwidth towards the level of hundreds of GHz and even 1 Terahertz. Such wideband analog signals produced in physical world must be converted to a stream of data bits via analog-to-digital conversion (ADC), for ultra-fast and flexible digital signal processing (DSP). However, the random electron fluctuations in semiconductors set a fundamental limitation on the performance of electronic (ADCs), leading to an inherent trade-off between the sampling accuracy and bandwidth. State-of-the-art electronic ADCs typically have only GHz-level analog bandwidth, which is becoming an increasingly severe limitation on high-speed DSP applications. Although the adoption of mode-locked lasers (MLLs) can overcome some limitations using the ultra-stable pulse train for precise time-domain sampling, the GHz-level repetition rate and the challenging integration of MLLs prevents any usability of photonics-assisted ADC in practical applications. In the CompADC project, I propose to develop a radically-new photonic ADC scheme using chip-scale dual optical frequency combs, enabling real-time digitization of ultra-wideband RF and microwave signals with a bandwidth of > 100 GHz. This envisaged performance is enabled by the emerging dissipative Kerr soliton (DKS) microcombs generated in SiN microresonators, which produces a new type of on-chip mode-locked emission of optical pulses with repetition rates exceeding 100 GH. These phase-locked dual microcombs (signal comb and local oscillator comb) will perform precise frequency-domain decomposition and parallel frequency down-conversion of ultra-wideband microwave signals to the detectable range of lower-speed electronics. This CompADC approach has the clear potential to offer unparalleled performance and chip-scale integration for modern ultra-wideband signal processing and communication applications.
Ámbito científico
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringanalogue electronics
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringsignal processing
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicssemiconductivity
- natural sciencesphysical sciencesopticslaser physics
Palabras clave
Programa(s)
Régimen de financiación
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinador
1015 Lausanne
Suiza