Ученые из Рочестерского университета разрабатывают фотонные чипы, которые могут заменить существующие гироскопы, используемые в беспилотных летательных аппаратах и дронах, позволяя им летать даже там, где сигналы GPS недоступны. Эта новая технология использует квантовую методику, известную как "усиление слабых значений", и цель состоит в том, чтобы предоставить высокую степень чувствительности, сопоставимую с объемными оптическими гироскопами, но на небольших портативных фотонных чипах. Это потенциально может революционизировать навигацию для дронов.
Доцент Института оптики, Хайме Карденас, получил новый грант от Национального научного фонда на разработку таких чипов до 2026 года. Современные оптоволоконные гироскопы, используемые в современных дронах, либо имеют ограниченную динамику, либо требуют катушек волокна длиной в несколько километров. Это создает дисбаланс между чувствительностью и стабильностью гироскопов, и их размером и весом.
Усиление слабых значений, по словам Карденаса, обладает преимуществами перед традиционными методами, так как оно увеличивает сигнал интерферометрического измерения без дополнительных технических шумов. В то время как предыдущие демонстрации этой методики требовали сложных лабораторных условий, Карденас стремится реализовать этот процесс на крошечном фотонном чипе с высококачественным кольцевым резонатором.
Кроме того, проект включает физика Эндрю Джордана, который ранее работал в Рочестере и теперь преподает в Университете Чепмена. Карденас также сотрудничает с Университетским Центром лидерства и разнообразия Дэвида Т. Кернса с целью привлечения старшеклассников из школьного округа Рочестера к участию в исследовательском опыте в области STEM и стимулирования их интереса к карьере в этой области.