Благодаря финансированию со стороныНациональный научный фондИсследователи из Университета Рочестера 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 под названием «усиление слабого значения» заменяет механические гироскопы, используемые в дронах, позволяя им летать в местах, 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 самолеты, 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. использовать 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 вУниверситет Рочестераи теперь в Чепмене У. Карденас говорит, что он также будет работать с университетским Центром лидерства и разнообразия Дэвида Т. Кернса, чтобы расширить участие недостаточно представленных групп посредством исследовательского опыта с участием старшеклассников в школьном округе города Рочестер и вдохновить их на стремление к STEM-карьере.
