ABD Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı (DARPA), fotonik tabanlı yeni nesil Radyo frekansı (RF) sistemleri geliştirmeyi amaçlayan bir program olan Düşük Gürültü için Fotonik Osilatörlerle (‘GRYPHON’) RF Üretme’yi başlattı.
RF ve mikrodalga sinyalleri, radar imzalarından cep telefonlarımızdaki verilere kadar her şeyi taşıyarak etrafımızdaki çevreye görünmez bir şekilde nüfuz eder. RF sistemlerinde, elektronik osilatörler hassas saatler olarak hareket edebilir veya doğrudan temel mikrodalga tonlarını oluşturabilir. İdeal bir osilatör, tekil bir frekansta bir ton sağlarken, bileşen kusurları ve çevreye bağlanma, gerçek dünya kaynaklarına önemli derecede faz gürültüsü getirir. Daha iyi osilatörler için askeri ve ticari itici güçler bol miktarda bulunur: Taşıyıcıya yakın faz gürültüsü, Doppler radarında küçük veya yavaş hareket eden hedeflerin tespit edilmesini engelleyen birincil bir faktörken, RF iletişiminde zamanlama titreşimi alıcıların ve sınırların örnekleme hassasiyetini belirler.
Son on yılda, RF osilatör performansında, yüksek kaliteli mikrodalga sinyallerini (yani, 1 ila 100 GHz frekansları) sentezlemek için optik teknikler kullanılarak büyük ilerlemeler gerçekleştirilmiştir. Bu tür RF osilatörleri, kayıt ayar seviyelerine ulaşabilen düşük faz gürültüsü elde etmek için tipik olarak optik frekans bölümü (OFD) kullanır. Ancak mevcut çözümler, spektral saflık arayışında diğer önemli özellikleri feda eder. Modül boyutu, maliyet, ayarlanabilirlik ve çevresel duyarlılık, mikrodalga kaynaklarının ticari ve askeri sistemlere uygulanabilirliğini belirleyen kritik faktörler olduğundan, bu tür ödünleşimler sorunludur.
GRYPHON programı, minyatürleştirme, entegrasyon ve hassas optik bileşenlerin litografik mikroelektronik üretim yoluyla hacimli üretimindeki son gelişmelerden yararlanarak günümüzün ödünleşimlerine meydan okumayı amaçlamaktadır.
DARPA’nın Mikrosistem Teknolojileri Ofisi program yöneticisi Dr. Gordon Keeler konu hakkında yaptığı açıklamada, “Doğrusal olmayan entegre fotonik, sistem boyutunu büyüklük sıralarına göre küçültürken inanılmaz osilatör performansı elde etmek için bir yol sağlar. Maliyet ve boyut avantajlarının ötesinde, entegre optik yaklaşımlar, çoklu frekans bantları ve çevresel sağlamlık üzerinde ayarlamaya izin verebilir. Ekiplerimiz başarılı olursa çok geniş bir etki potansiyeli var.” ifadelerini kullandı.
GRYPHON programının izleyeceği ilk teknik alan, 1-40 GHz aralığında çıktılar sağlayabilen düşük gürültülü, kompakt ve frekansa duyarlı prototipler geliştirmektir. Prototip hedef performans ölçümleri, hem askeri hem de ticari kuruluşlar tarafından hızla benimsenmeye yöneliktir. Programın başarısı aynı zamanda çevresel etkilere karşı dayanıklılığın kanıtlanmasına ve yüksek hacimli, düşük maliyetli yerli üretime yönelik bir yol haritasının gösterilmesine bağlı olacaktır.
