Fungerar inte GPS? Photonic Chip hjälper drönare att flyga i områden med svaga signaler

Med finansiering från National Science Foundation utvecklar forskare vid University of Rochester fotoniska chips som använder en kvantteknik som kallas svagt värdeförstärkning för att ersätta de mekaniska gyroskopen som används i drönare, vilket gör att de kan flyga där GPS-signaler är blockerade eller otillgängliga. En kvantteknik som kallas "svag värdeförstärkning" används för att ersätta de mekaniska gyroskopen som används i drönare, vilket gör att de kan flyga där GPS-signaler är blockerade eller otillgängliga.
Med hjälp av denna kvantteknologi strävar forskare efter att ge samma känslighetsnivå på ett litet handhållet fotoniskt chip som ett stort block av optiska gyroskop, som skulle kunna förändra dronenavigering.
Jaime Cardenas, docent vid Institute of Optics, har fått ett nytt National Science Foundation-anslag för att utveckla sådana chips till 2026.
De fiberoptiska gyroskopen som för närvarande används på state-of-the-art drönare innehåller spolar av fiberoptiska trådar som är flera kilometer långa eller har begränsat dynamiskt omfång, sa Cardenas.
Idag måste ett gyroskops känslighet och stabilitet i grunden vägas mot dess storlek och vikt. "I takt med att obemannade flygplan, drönare och satelliter blir mindre och mer överallt, kommer behovet av ultrakompakta gyroskop för navigering att bli kritiskt. Toppmoderna miniatyrgyroskop är kompakta och robusta, men saknar prestanda, vilket hindrar användningen av dem. i navigering."
Enligt Cardenas erbjuder förstärkning med svagt värde fördelar jämfört med traditionella metoder eftersom det förstärker signalen från interferometri utan att det går på bekostnad av förstärkning av flera former av tekniskt brus. Tidigare demonstrationer av amplifiering med svagt värde har dock krävt komplexa laboratorieinställningar och exakta kalibreringar; Cardenas arbetade för att realisera förstärkning med svagt värde på ett mikrofotoniskt chip med hjälp av högkvalitativa faktorringresonatorer.
Cardenas medarbetare i projektet inkluderar fysikern Andrew Jordan, tidigare fakultetsmedlem vid University of Rochester och nu vid Chapman U. Cardenas säger att han också kommer att arbeta med universitetets David T. Kearns Center for Leadership and Diversity för att bredda deltagandet av underrepresenterade grupper genom forskningserfarenheter med gymnasieelever i Rochester City School District deltagande och inspirerar dem att sträva efter STEM-karriärer.