美芯片提升通信系統效率

    芯片被喻為工業的"糧食"、是信息產業的基石，更是抓住新一輪科技和產業革命機遇的關鍵。目前全球芯片主要應用於包括：通信、電腦、消費電子、汽車、工業和政府機構等六大領域。美國科學家日前發佈消息稱，他們研製出了一款緊湊型芯片，可將光無縫轉換為微波。該芯片有望提高依賴高精度定時和通信技術的系統的性能，這些系統包括全球定位系統、電話和互聯網連接、雷達、傳感系統等。新研究也將徹底改變人類對光和微波的利用方式。

    研究團隊指出，在新一輪科技革命中，以人工智能、量子計算、5G、物聯網、區塊鏈技術為核心等新興產業將是芯片應用的主戰場。隨着數字經濟時代全面來臨，研究人員研製出了一款緊湊型芯片，可將光無縫轉換為微波。研究人員的技術減少了定時抖動，即微波信號定時的微小隨機變化，能使信號更穩定和精確，從而可提高雷達的靈敏度、模數轉換器的精度，以及望遠鏡組拍攝的天文圖像的清晰度等。

    研究人員指出，以往技術需要幾個實驗室和許多具有博士學位的人，才能將光無縫轉化為微波信號。此項研究的獨特之處在於，整個系統非常緊湊。他們首次將曾經是桌面大小的系統縮小為一塊緊湊的芯片，與數碼相機存儲卡的大小相當。在小範圍內減少定時抖動可減少功耗，並使其能更容易集成到小型設備內，適用範圍更廣。

    為實現這一點，研究人員使用了一種半導體激光器。他們將激光發出的光引導到一個參考腔內，這個空腔就像一個微型房間，光線在這裡反射。一些光的頻率與空腔的大小匹配，使光的波峰和波谷完美地位於腔壁之間。這使這些頻率的光的功率不斷累積，以保持激光器的頻率穩定。然後，研究團隊使用頻率梳將穩定的光轉換為微波。由於微波的特性，其在空氣中傳播損耗很大，傳輸距離短，但機動性好，工作頻寬大，除了應用於5G移動通信的毫米波技術之外，微波傳輸多在金屬波導和介質波導中。這些精確的微波提供了準確的定時和同步，對導航系統、通信網絡和雷達等技術至關重要。

    研究人員表示，這項技術有望在多個領域“大顯身手”。例如，天文學家在對黑洞等遙遠天體進行成像時，需要非常低噪音的信號和時鐘同步，最新系統有望助力實現這一點。未來，研究團隊將在新型緊湊型芯片基礎上，進一步實現更精準更快捷的目標，服務更多領域。

    多    姿