編譯／高晟鈞 由於月球任務仍非一種常態任務，因此一直沒有建立一個共享的月球導航，抑或定位系統。目前，前往月球的 …

編譯／高晟鈞

由於月球任務仍非一種常態任務，因此一直沒有建立一個共享的月球導航，抑或定位系統。目前，前往月球的太空船仍必須攜帶探測器偵測危險。

近期，由皇家墨爾本理工大學的Arnan Mitchell博士和阿德萊德大學的Andy Boss博士，帶領的全球團隊最近於Science雜誌上發布了一項鈮酸鋰製成的超薄晶片，並對其潛在的應用領域和能力進行了調查。

這個國際團隊正與工業界合作製造用於月球車行駛的導航系統。由於目前在月球仍沒有相應的GPS導航和定位系統，因此需要一個替代的系統，而鈮酸鋰晶片便是一項創新的人造晶體。它可以通過檢測微弱的激光變化，測量月球車的運動而無須外部信號。

鈮酸鋰是一種人造晶體，於1949年首次被發現，但最近才重新在光子學領域被重新重視。與其他材料不同，鈮酸鋰可以從微波到紫外線頻率的光譜範圍內產生和操縱電磁波；儘管矽是電子電路的首選材料，但其在光子領域中的侷限性愈發明顯，而鈮酸鋰可以很好的取代它。因此鈮酸鋰製成的薄膜晶片，很好地推動了月球導航的實現。

而鈮酸鋰晶片是如何確切使月球導航變成可能呢?透過月球車搭載一光學陀螺儀，激光會在光纖線圈中以順時針和逆時針發射；而根據相對論，當線圈移動時，光纖維在一個方向上會略短於另一者。透過鈮酸鋰晶片，可以測量這種微小的差異，便能知道月球車移動前後的相對位置，這種導航又被稱為慣性導航。

Mitchell博士說：「儘管月球導航仍處在開發的早期階段，但我們的鈮酸鋰晶片技術已足夠成熟，可以套用在各種光相關領域之中。我們現在專注於導航，但這技術也可以用於連接月球和地球的互聯網上。」

該技術還能用於遠端檢測水果的成熟度，這種晶片可以捕捉到果實成熟後的釋放出的氣體與紅外線間的作用。透過在無人機上搭載這種晶片，你將能在家裡看著電視時，便知道外面的水果是否可以被採收了。 鈮酸鋰晶片將成為光子產業中一大變革，除了補足或取代矽在光學領域中的侷限性，還可以改變光纖通信以外的行業!

資料來源:Phys.org

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編譯／高晟鈞 電子晶片的發展已經過了六十餘年，產業相對較為成熟，但這同時也意味著這項技術將逐漸觸摸到他的發展上 …

編譯／高晟鈞

電子晶片的發展已經過了六十餘年，產業相對較為成熟，但這同時也意味著這項技術將逐漸觸摸到他的發展上限。目前的集成電路主要以硅為基礎材料，當製程降低至7奈米以下時，極易出現問題。即使目前台積電仍致力於2或3奈米電子晶片的技術開發，但業內人士普遍認為，這種集成電路將在2030年達到它的物理極限，到時我們將需要發展新結構與材料。

光子學，是一個新興領域，利用光粒子來存儲或傳輸信息。這項技術可以支持創造更好、更快、持續性更高的信息存儲效果。其中光子晶片，是一項重要的發展課題。

可編成光子集成電路（PIC）在單個晶片內提供多種信號處理功能，並為光通信到人工智能提供各種不同應用，從下載電影到衛星運行，光子學正改變我們的生活，將大型設備的處理能力縮小在一指甲大小的光子晶片上。

蒙納許大學、皇家墨爾本理工大學和阿德萊德大學領導的研究開發了世界上第一個自校準光子晶片，一個只有指甲大小的光子集成電路。

隨著PIC領域規模的擴展與複雜化，它們的校準變得愈來愈有挑戰性。以前，晶片是通過連接到複雜且昂貴的外部設備來進行校準與測量，但這種連接會受到溫度與震動變化，導致誤差產生。

蒙納許大學研究團隊，透過在晶片上添加一條通用路徑，可以穩定並準確地測量相位、時間延遲和晶片損耗。透過一種名為分數延遲方法，研究團隊可以從眾多信息中篩選出有用的訊息，從而實現更精確的應用與校準。

這項技術衍伸於一項2020年所開發出的一新型光學微晶片的技術補充，該晶片每秒可以傳輸30 terabits（兆位元），大約是整個國家網路數據紀錄的3倍之多。

下一階段，研究團隊將探索光子晶片如何透過使用不同波長實現更快的信息處理與在人工智能領域中的應用。

資料來源:TechXplore

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