GPS не работи? Фотонният чип помага на дронове да летят в зони със слаб сигнал

С финансиране от Националната научна фондация, изследователи от университета в Рочестър разработват фотонни чипове, които използват квантова техника, наречена слабо усилване, за да заменят механичните жироскопи, използвани в дроновете, позволявайки им да летят там, където GPS сигналите са блокирани или недостъпни. Квантова техника, наречена „усилване със слаба стойност“, се използва за замяна на механичните жироскопи, използвани в дроновете, позволявайки им да летят там, където GPS сигналите са блокирани или недостъпни.
Използвайки тази квантова технология, учените имат за цел да осигурят същото ниво на чувствителност на малък ръчен фотонен чип като голям блок от оптични жироскопи, които биха могли да трансформират навигацията на дронове.
Хайме Карденас, доцент в Института по оптика, получи нов грант от Националната научна фондация за разработване на такива чипове до 2026 г.
Оптичните жироскопи, използвани в момента на най-съвременните дронове, съдържат макари от оптични нишки, които са дълги няколко километра или имат ограничен динамичен обхват, каза Карденас.
Днес чувствителността и стабилността на жироскопа трябва основно да се претеглят спрямо неговия размер и тегло. „Тъй като безпилотните летателни апарати, дронове и сателити стават все по-малки и все по-разпространени, необходимостта от свръхкомпактни жироскопи с навигационен клас ще стане критична. Най-съвременните миниатюрни жироскопи са компактни и здрави, но нямат производителност, което възпрепятства използването им в навигацията."
Според Cardenas усилването със слаба стойност предлага предимства пред традиционните методи, защото подобрява сигнала от интерферометрията, без да идва за сметка на усилването на няколко форми на технически шум. Предишни демонстрации на усилване със слаба стойност обаче са изисквали сложни лабораторни настройки и прецизни калибрации; Карденас работи за реализиране на усилване със слаба стойност на микрофотонен чип, използвайки висококачествени резонатори с факторен пръстен.
Сътрудниците на Карденас по проекта включват физика Андрю Джордан, бивш член на факултета в университета в Рочестър, а сега в Chapman U. Карденас казва, че ще работи и с университетския Център за лидерство и многообразие Дейвид Т. Кърнс, за да разшири участието на слабо представените групи чрез изследователски опит с ученици от гимназията в Рочестър Сити училищен окръг участие и ги вдъхновява да се стремят към STEM кариери.