Fungerer ikke GPS? Fotonisk brikke hjelper droner med å fly i områder med svake signaler

Med finansiering fra National Science Foundation utvikler forskere ved University of Rochester fotoniske brikker som bruker en kvanteteknikk kalt svak verdiforsterkning for å erstatte de mekaniske gyroskopene som brukes i droner, slik at de kan fly der GPS-signaler er blokkert eller utilgjengelig. En kvanteteknikk kalt "svak verdiforsterkning" brukes til å erstatte de mekaniske gyroskopene som brukes i droner, slik at de kan fly der GPS-signaler er blokkert eller utilgjengelige.
Ved å bruke denne kvanteteknologien har forskere som mål å gi samme følsomhetsnivå på en liten håndholdt fotonisk brikke som en stor blokk med optiske gyroskoper, som kan forvandle dronenavigasjon.
Jaime Cardenas, en førsteamanuensis ved Institute of Optics, har mottatt et nytt National Science Foundation-stipend for å utvikle slike brikker innen 2026.
De fiberoptiske gyroskopene som for tiden brukes på state-of-the-art droner inneholder spoler med fiberoptiske tråder som er flere kilometer lange eller har begrenset dynamisk rekkevidde, sa Cardenas.
I dag må følsomheten og stabiliteten til et gyroskop veies grunnleggende opp mot størrelsen og vekten. "Når ubemannede fly, droner og satellitter blir mindre og mer allestedsnærværende, vil behovet for ultrakompakte navigasjonsgyroskop bli kritisk. Toppmoderne miniatyrgyroskoper er kompakte og robuste, men mangler ytelse, noe som hindrer bruken av dem. i navigasjon."
I følge Cardenas gir forsterkning med svak verdi fordeler fremfor tradisjonelle metoder fordi det forsterker signalet fra interferometri uten å gå på bekostning av å forsterke flere former for teknisk støy. Tidligere demonstrasjoner av amplifikasjon med svak verdi har imidlertid krevd komplekse laboratorieoppsett og presise kalibreringer; Cardenas jobbet for å realisere svak-verdi forsterkning på en mikrofotonisk brikke ved bruk av høykvalitets faktorringresonatorer.
Cardenas' samarbeidspartnere i prosjektet inkluderer fysiker Andrew Jordan, tidligere fakultetsmedlem ved University of Rochester og nå ved Chapman U. Cardenas sier at han også vil jobbe med universitetets David T. Kearns Center for Leadership and Diversity for å utvide deltakelsen av underrepresenterte grupper gjennom forskningserfaringer med videregående elever i Rochester City School District deltakelse og inspirere dem til å strebe etter STEM-karrierer.