[论文解读] Photonic real-time signal processing

Qingsong Ai, Hua Feng+6 more|arXiv (Cornell University)|Dec 9, 2024

Photonic and Optical Devices被引用 7

一句话总结

本综述考察将集成光学频率梳与射频光子横向滤波器相结合的实时光子信号处理系统，重点介绍微分器、积分器、希尔伯特变换器和图像处理等应用，并讨论未来的集成与并行化前景。

ABSTRACT

The simultaneous progress of integrated optical frequency comb (OFC) and radio frequency (RF) photonic signal processing technique have promoted the rapid development of real-time signal processing. Integrated optical frequency comb offer multiple wavelengths as a powerful source for RF photonic signal transversal filter. Here, we review development of real-time signal processing system consisting of integrated OFC and RF photonic signal transversal filter in chronological order, and focus on the applications of this system such as differentiator, integrator, Hilbert transformer, and image processor. We also discuss and present our outlook on more parallel functions and further integration of real-time signal processing system.

研究动机与目标

• 促进使用集成光学频率梳（OFCs）的实时信号处理系统的发展。
• 解释射频光子横向滤波器如何实现多波长处理以支持实时运算。
• 综述微分器、积分器、希尔伯特变换器和图像处理器等应用。
• 讨论这些系统在进一步并行化与集成方面的挑战与前景。

提出的方法

• 回顾将OFCs与射频光子横向滤波器结合的系统的历史与时间发展。
• 概述实现实时处理的关键功能模块与体系结构。
• 分析文献中具有代表性的应用及性能基准。
• 对未来并行功能和更深层次的集成提出展望。

实验结果

研究问题

• RQ1 集成光学频率梳在射频光子信号处理中的关键作用是什么？
• RQ2 射频光子横向滤波器如何实现微分、积分和希尔伯特变换等实时运算？
• RQ3 这些光子实时处理系统的当前应用及性能指标有哪些？
• RQ4 进一步集成与并行化的主要挑战及潜在路径是什么？

主要发现

• 集成OFCs提供多波长，成为射频光子横向滤波器的强大信号源。
• 利用这些光子系统实现了微分器、积分器和希尔伯特变换器等实时处理功能。
• 应用扩展到图像处理及其他并行信号处理任务。
• 作者展望更多的并行功能和系统的更深层集成。