全球首款自校准光子芯片：光学数据高速公路的交换桥梁

这一突破已经酝酿了三年之久。

在未来，自动驾驶汽车、遥控采矿和医疗设备等依赖互联网的新技术将需要更快和更高的带宽。带宽的增加不仅仅是为了改进我们的互联网所通过的光纤，它是关于提供多种颜色的紧凑型开关，向多个方向发送数据，因此数据可以一次通过多个通道发送。

InPAC的Arnan Mitchell教授说：“这项研究是一项重大突破——我们的光子技术现在已经足够先进，可以将真正复杂的系统集成在单个芯片上。设备可以有一个片上参考系统，允许其所有组件作为一个整体工作的想法是一项技术突破，它将使我们能够通过快速重新配置承载我们互联网的光网络以在最需要的地方获取数据来解决互联网瓶颈问题。”

光子电路能够操纵和路由信息的光通道，但它们也可以提供一些计算能力，例如搜索模式。模式搜索是许多应用的基础：医疗诊断、自动驾驶汽车、互联网安全、威胁识别和搜索算法。

芯片的快速可靠的重新编程使新的搜索任务能够快速准确地进行编程。然而，这种制造需要精确到光的微小波长（纳米）的程度，这目前是困难且极其昂贵的——自校准克服了这个问题。

该研究的一个关键挑战是将所有光学功能集成到一个可以“插入”到现有基础设施的设备上。

“我们的解决方案是在制造后校准芯片，通过使用片上参考而不是使用外部设备来有效地调整它们，”ARC 桂冠研究员洛厄里教授说。“我们利用因果关系之美，效果跟随原因，这表明通过芯片的路径的光学延迟可以从强度与波长的关系中唯一推导出来，这比精确的时间延迟更容易测量。我们添加了一个强大的芯片参考路径并对其进行了校准。这为我们提供了拨号所需的所有设置以及所需的开关功能或光谱响应。”

该方法是使光子芯片实用的关键步骤。研究人员无需像调谐旧收音机那样寻找设置，而是可以一步调整芯片，从而实现数据流从一个目的地快速可靠地切换到另一个目的地。

光子芯片的可靠调谐开辟了许多其他应用，例如光学相关器，它几乎可以立即找到数据流中的数据模式，例如图像——该小组也一直在研究这一点。

阿德莱德大学（University of Adelaide）的Andy Boes博士说：“随着我们将越来越多的台式设备集成到指甲大小的芯片上，让它们一起工作以达到它们更大时的速度和功能变得越来越困难。我们通过创建一种足够聪明的芯片来克服这一挑战，该芯片可以自我校准，因此所有组件都可以以他们需要的速度一致地运行。”

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