Исследователи из Университета Твенте (Нидерланды) совместно с коллегами из Городского университета Гонконка разработали инновационный программируемый фотонный чип на базе тонкоплёночного ниобата лития (TFLN) — материала, который считается ключевым для развития фотонных технологий. Результаты работы открывают путь к созданию компактных и высокопроизводительных систем связи, радаров и компонентов для будущих сетей 6G.

Ниобат лития в тонкоплёночной форме обладает уникальными электрооптическими свойствами, позволяя эффективно управлять взаимодействием света и электрических сигналов. Это даёт возможность интегрировать на одном чипе такие компоненты, как электрооптические модуляторы и процессоры сигналов, что значительно повышает компактность, энергоэффективность и производительность устройств.

«Сейчас мы производим такие фотонные схемы в рамках проекта PhotonDelta, поддержанного Национальным фондом роста Нидерландов», — отметил профессор Дэвид Марпаунг, руководитель группы нелинейной нанофотоники Университета Твенте. Чипы изготавливаются как в лабораториях партнёров в Гонконге, так и в нидерландском наноцентре MESA+ Nanolab.

Экспериментальная установка с микроволновым фотонным чипом TFLN. Источник: University of Twente

Главным прорывом стала программируемость чипа. Объединив модулятор TFLN с сетью переконфигурируемых компонентов, учёные создали универсальную платформу для обработки как радиочастотных, так и оптических сигналов. В отличие от традиционных фотонных схем с фиксированными функциями, эта разработка позволяет динамически настраивать чип под различные задачи — аналогично тому, как работают современные электронные процессоры.

«Это приближает нас к реальному применению в высокопроизводительных системах связи и радарах», — пояснил Чуанчуан Вэй, аспирант группы Марпаунга. Важным преимуществом технологии стала её устойчивость к помехам. Чип реализует метод «анти-глушилки», который подавляет мощные помехи, сохраняя слабые информационные сигналы. В отличие от классических фильтров, ограниченных спектральным разрешением, новая система эффективно работает даже при близких частотах сигнала и помехи.

Эта особенность важна для радаров и сетей 6G, где плотный электромагнитный фон требует принципиально новых подходов к обработке. Технология TFLN не только решает проблему помех, но и обеспечивает основу для массового производства чипов, сочетающих высочайшую производительность с энергоэффективностью.

Подробнее на iXBT