Photonic Pathways to Scalable and Low-Cost Free-Space Optical Satellite Downlinks
November 28 @ 2:00 pm - 3:00 pm
Photonic Pathways to Scalable and Low-Cost Free-Space Optical Satellite Downlinks
Abstract:
Free-space optical communication (FSOC) is rapidly emerging as a cornerstone of high-bandwidth, low-latency connectivity for space-to-ground and inter-satellite networks. Yet the downlink to ground remains the most technically demanding segment, where atmospheric turbulence distorts optical wavefronts and drives system complexity and cost. Traditional bulk-optics solutions are difficult to align, power-hungry, and expensive to reproduce. Photonic technologies offer a transformative alternative: compact, robust, and inherently manufacturable architectures that merge adaptive optics, beam combination, and phase control directly on a chip. These integrated systems enable ultra-high-speed, real-time correction of turbulence with minimal mass and power, while leveraging semiconductor fabrication to achieve wafer-scale replication and dramatically lower cost. This cost reduction opens the possibility of deploying many more optical ground stations, enhancing global network coverage, redundancy, and resilience. By uniting astronomical adaptive optics with scalable photonic integration, we are charting a path toward affordable, high-performance optical downlinks to ground. I will highlight recent prototype demonstrations and outline our roadmap toward fully photonic optical ground terminals that bring the precision of astronomical instrumentation to the future of space <a href="http://communications.
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Voies photoniques pour des liaisons descendantes optiques par satellite en espace libre, évolutives et peu coûteuses
Résumé:
La communication optique en espace libre (FSOC) s’impose rapidement comme un pilier de la connectivité à haut débit et faible latence pour les réseaux sol-espace et inter-satellites. Cependant, la liaison descendante vers le sol demeure le segment le plus complexe sur le plan technique, car la turbulence atmosphérique y déforme les fronts d’onde optiques, ce qui accroît la complexité et le coût du système. Les solutions optiques classiques sont difficiles à aligner, énergivores et coûteuses à reproduire. Les technologies photoniques offrent une alternative révolutionnaire : des architectures compactes, robustes et intrinsèquement industrialisables qui intègrent l’optique adaptative, la combinaison de faisceaux et le contrôle de phase directement sur une puce. Ces systèmes intégrés permettent une correction ultrarapide et en temps réel de la turbulence avec une masse et une consommation d’énergie minimales, tout en tirant parti de la fabrication des semi-conducteurs pour une réplication à l’échelle de la plaquette et une réduction drastique des coûts. Cette réduction des coûts ouvre la voie au déploiement d’un nombre beaucoup plus important de stations optiques au sol, améliorant ainsi la couverture, la redondance et la résilience du réseau mondial. En associant l’optique adaptative astronomique à l’intégration photonique à grande échelle, nous ouvrons la voie à des liaisons optiques terrestres performantes et abordables. Je présenterai des démonstrations récentes de prototypes et décrirai notre feuille de route vers des terminaux optiques terrestres entièrement photoniques, qui mettront la précision des instruments astronomiques au service des communications spatiales de <a href="http://demain.
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Prof. Suresh Sivanandam, University of Toronto
About / A propos
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NEW: In order to promote more open discussions/interactions, at the end of the presentation and Q/A, we will allow other experts in this field (quantum comm) to present very briefly their work (1 slide, 2 min max) or their company. / Afin de favoriser des discussions/interactions plus ouvertes, à la fin de la présentation et des questions/réponses, nous permettrons aux experts de ce domaine (communications quantiques) de présenter très brièvement leurs travaux (1 diapositive, 2 min max) ou leur <a href="http://compagnie.
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Speaker(s): Prof. Suresh Sivanandam,