莫納什大學、皇家墨爾本理工大學和阿德萊德大學領導的研究開發了一種精確的方法來控制指甲大小的光子集成電路上的光電路。

發表在Optica雜志上的這項發展建立在最近創造了世界上第一個自校準光子芯片的同一個團隊的工作基礎上。

光子學，或使用光粒子來存儲和傳輸信息，是一個新興領域，支持我們創造更快、更好、更高效和更可持續的技術的需要。

可編程光子集成電路 (PIC) 在單個芯片內提供多種信號處理功能，并為從光通信到人工智能的各種應用提供有前途的解決方案。

無論是下載電影還是讓衛星保持在軌道上，光子學正在從根本上改變我們的生活方式，將大型設備的處理能力徹底改變到人類指甲蓋大小的芯片上。

今年早些時候，莫納什大學、皇家墨爾本理工大學和阿德萊德大學的研究人員開發了一種先進的光子電路，可以改變光子技術的速度和規模。然而，隨著 PIC 的規模和復雜性的增長，它們的表征和校準變得越來越具有挑戰性。

莫納什大學研究員 Mike Xu 教授說：“我們在芯片上添加了一條通用參考路徑，可以穩定準確地測量‘主力’路徑的長度（相位、時間延遲）和損耗。”

“通過發明一種新方法，即分數延遲方法，我們已經能夠從不需要的信息中分離出想要的信息，從而實現更精確的應用。”

以前，芯片是通過連接到復雜且昂貴的外部設備（稱為矢量網絡分析儀）來測量/校準的；但是，與它的連接會引入由振動和溫度變化引起的相位誤差。通過將參考放在實際芯片上，測量不受這些相位誤差的影響。

“在我們早期的工作中，我們使用了‘Kramers Kronig’方法來消除所需測量中不需要的誤差，但分數法需要的光功率要小得多，才能達到給定的精度，”莫納什大學電氣和計算機系統工程系的 ARC 獲獎者 Arthur Lowery 教授說。

“這意味著我們可以獲得對芯片狀態的可靠測量，因此能夠為所需的應用程序準確地編程，例如光學計算機中的模式識別，或從光通信網絡中榨取額外的容量。”

這項工作是對 2020 年開始的一項研究的補充，該研究開發了一種新型光學微梳芯片，該芯片每秒能夠傳輸 30 太比特，是整個國家寬帶網絡記錄數據的三倍。

在下一發展階段，在新宣布的 ARC 光學微梳（Optical Microcombs）和突破科學卓越中心 (COMBS) 內，該研究團隊將探索光子芯片如何使用多種波長來實現超快信息處理和機器智能。

“光子集成電路的復雜性正在迅速增加，需要突破才能校準和控制它們。我們開發的技術克服了這一挑戰，確保電路可以穩健地用于模式識別等應用，”來自阿德萊德大學的安迪博斯博士說。

審核編輯 ：李倩