СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

13 апр 2023

Вас не слышно: в ЛЭТИ разработали генератор нелинейных волн с рекордно низким фазовым шумом

Ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» разработали источник СВЧ-сигналов нового типа, перспективный для радиофотоники. Благодаря особенностям конструкции генератора ученые впервые наблюдали в подобном устройстве волновые эффекты, которые в будущем могут найти применение в более совершенных системах радиолокации.

#СделановЛЭТИ

Радиофотоника, которую еще называют сверхвысокочастотной оптоэлектроникой, является сравнительно новым научно-техническим направлением, которое исследует способы генерации, передачи и обработки высокочастотных сигналов с помощью электромагнитных волн оптического диапазона. Основная идея радиофотоники состоит в переносе сигнала с несущей радиочастоты на оптическую несущую частоту, обработке полученного оптического сигнала средствами фотоники, последующем детектировании оптического сигнала и окончательном переносе (возвращении) обработанного сигнала в радиодиапазон.
В последнее десятилетие изучение радиофотоники активно переходит в практическую плоскость, поскольку ее принципы позволяют создавать более компактные электронные приборы, вычислительные устройства с существенно лучшими характеристиками по сравнению с классической электроникой.
Вас не слышно: в ЛЭТИ разработали генератор нелинейных волн с рекордно низким фазовым шумом - 941602454588

«Исследования в области радиофотоники мы начали в 2012 году. Первым разработанным нами устройством был оптоэлектронный СВЧ генератор. Преимуществом таких генераторов является сверхнизкий фазовый шум. Напомню, что снижение шума необходимо, например, в радиолокации для приема сигналов от более удаленных объектов. И сейчас в результате усовершенствования конструкции нам удалось получить перестраиваемый генератор с рекордно низким шумом», – рассказывает руководитель лаборатории магноники и радиофотоники, профессор кафедры физической электроники и технологии (ФЭТ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Алексей Устинов.

Обычный оптоэлектронный генератор сигнала – это гибридная кольцевая схема, состоящая из оптоэлектронных и микроэлектронных компонентов. На «кольцо» подается сверхвысокочастотный сигнал, который циркулирует в кольце. Для выбора частоты генерации сигнала в конструкции обычно используется СВЧ-фильтр. После создания сигнала нужной частоты он покидает кольцо и распространяется в нужном направлении.
Ключевое отличие нового генератора сигнала (магнонный оптоэлектронный генератор), в том, что в нем используется пленка из материала (железо-иттриевый гранат) с магнитными свойствами. Помимо того, что такая пленка служит более эффективным СВЧ-фильтром, ее использование в конструкции устройства стало причиной для появления большого многообразия нелинейных волновых эффектов, которых ранее не наблюдали подобных генераторах.
Руководитель лаборатории магноники и радиофотоники, профессор кафедры физической электроники и технологии (ФЭТ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Алексей Устинов
Руководитель лаборатории магноники и радиофотоники, профессор кафедры физической электроники и технологии (ФЭТ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Алексей Устинов
«Добавление магнитного пленочного волновода в схему оптоэлектронного генератора позволило нам получить новую физическую систему с двойной (магнонной и оптической) нелинейностями. Исследуя генерацию СВЧ-сигнала в таком устройстве в условиях одновременного развития этих нелинейностей, мы впервые наблюдали целый ряд новых волновых форм, среди которых были солитоны Мёбиуса», – рассказывает Алексей Устинов.

Оптический солитон представляет собой лазерный импульс, который способен при условии создания нелинейной среды распространяться без изменений своей формы на большие расстояния. В связи с этим на солитоны возлагаются большие надежды в целях их широкого использования в системах оптической связи и информационных систем с высокой пропускной способностью.
Вас не слышно: в ЛЭТИ разработали генератор нелинейных волн с рекордно низким фазовым шумом - 941602454332
Ученые ЛЭТИ считают, что пока рано говорить о каком-либо практическом применении обнаруженных ими солитонов Мёбиуса – сейчас изучение этих физических явлений продолжается. Что касается самого устройства, то в перспективе созданный малошумящий оптоэлектронный СВЧ-генератор может использоваться для создания более точных систем радиолокации и радионавигации, действующих на принципах радиофотоники.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале Journal of Applied Physics, они проводились при поддержке Минобрнауки РФ. Исследования продолжаются в Лаборатории магноники и радиофотоники им. Б.А. Калиникоса при кафедре ФЭТ, которая была создана в 2021 году в рамках мегагранта Правительства Российской Федерации.

#ЛЭТИ #СПбГЭТУ #первыйэлектротехнический #изобретения #разработки #сделановроссии #научныеновости #вузыпетербурга #спб #Минобрнауки
•

Комментарии