- عنوان کتاب: Electronic-Photonic Integrated Systems for Ultrafast Signal Processing
- نویسنده: Johann Christoph Scheytt, Christian Kress
- حوزه: پردازش سیگنال
- سال انتشار: 2026
- تعداد صفحه: 226
- زبان اصلی: انگلیسی
- نوع فایل: pdf
- حجم فایل: 12.4 مگابایت
پردازش سیگنال نوری از نظر سرعت (نرخ داده و پهنای باند) مزایای قابل توجهی ارائه میدهد و عموماً از نظر مصرف انرژی بسیار کارآمدتر از پردازش سیگنال الکتریکی است. علاوه بر این، انتقال سیگنال نوری شامل تلفات کمتری است، به همین دلیل است که شبکههای ارتباطی فیبر نوری پرسرعت “ستون فقرات” اینترنت را تشکیل میدهند. علاوه بر این مزایا، نوسانگرهای نوری (لیزرها و شانههای فرکانسی) اساساً خواص طیفی برتر نسبت به همتایان الکترونیکی خود دارند. برعکس، الکترونیک بسیار مقرون به صرفه است، پردازش سیگنال پیچیده را امکانپذیر میکند و از عناصر پردازشی بسیار کوچک (ترانزیستورها) استفاده میکند و همچنین از طریق نرمافزار قابل برنامهریزی است. در حال حاضر، مدارهای نوری و الکترونیکی تمایل دارند اجزای جداگانهای در یک سیستم باشند، به طوری که مدارهای نوری تنها شامل چند جزء هستند. با این حال، در سالهای اخیر، فناوریهای ادغام فوتونی مانند فوتونیک سیلیکونی، فسفید ایندیوم، نیترید سیلیکون و فناوری نیوبات لیتیوم لایه نازک به طور قابل توجهی پیشرفت کردهاند. فناوری ادغام فوتونی امکان ترکیب تعداد زیادی از دستگاههای نوری در مقیاس نانو را با الکترونیک پیچیده در مقیاس نانو فراهم میکند. در نتیجه، پردازش سیگنال نوری پیچیده را میتوان با الکترونیک آنالوگ، پردازندههای دیجیتال، حافظه و نرمافزار ترکیب کرد. سیستمهای الکترونیکی-فوتونیکی مینیاتوری میتوانند روی یک تراشه یا روی چند تراشه در یک بسته واحد ادغام شوند. بنابراین، ادغام فوتونیک امکان اپتیک مینیاتوری و نزدیکی اپتیک و الکترونیک را فراهم میکند، مصرف انرژی و اندازه را کاهش میدهد، و همچنین امکان اپتیک قابل برنامهریزی و پیچیدگی سیستم نوری بالاتر را با هزینه کم فراهم میکند. این امکانات جدید، الگوی حوزههای پردازش سیگنال نوری و الکترونیکی جداگانه را در هم میشکند و بازنگری اساسی در مورد چگونگی تحقق بهینه الگوریتمهای پردازش سیگنال، پردازندههای سیگنال، شبکههای ارتباطی و حسگرها را ضروری میسازد تا بتوان از پتانسیل سیستمهای نانوفوتونیکی/نانوالکترونیکی یکپارچه به طور کامل بهرهبرداری کرد.
Optical signal processing offers significant advantages in terms of speed (data rate and bandwidth) and is generally much more energy-efficient than electrical signal processing. Furthermore, optical signal transmission involves less loss, which is why high-speed fiber-optic communication networks form the “backbone” of the internet. In addition to these benefits, optical oscillators (lasers and frequency combs) have fundamentally superior spectral properties compared to their electronic counterparts. Conversely, electronics are highly cost-efficient, enable sophisticated signal processing and use extremely small processing elements (transistors), as well as being programmable by means of software. Currently, optical and electronic circuits tend to be separate components within a system, with optical circuits containing only a few components. However, in recent years, photonic integration technologies such as silicon photonics, indium phosphide, silicon nitride and thin-film lithium niobate technology have advanced significantly. Photonic integration technology enables large numbers of nano-scale optical devices to be combined with complex nano-scale electronics. Consequently, complex optical signal processing can be combined with analogue electronics, digital processors, memory and software. Miniaturized electronic-photonic systems can be integrated onto a single chip or onto a few chips within a single package. Photonic integration therefore allows for miniaturized optics and the close proximity of optics and electronics, reducing energy consumption and size, as well as enabling programmable optics and higher optical system complexity at low cost. These new possibilities break up the paradigm of separate optical and electronic signal processing domains and make it necessary to fundamentally rethink how signal processing algorithms, signal processors, communication networks and sensors should be optimally realized in order to fully exploit the potential of integrated nanophotonic/nanoelectronic systems.
این کتاب را میتوانید از لینک زیر بصورت رایگان دانلود کنید:
Download: Electronic-Photonic Integrated Systems for Ultrafast Signal Processing





نظرات کاربران