模数转换器（ADC）是连接模拟信号和数字信号的桥梁，是现代数字社会不可或缺的重要组成部分。随着ADC采样速度的不断增加，越来越多的复杂功能得以实现，例如医学影像、60GHz无线通信和认知雷达等。随着电磁频谱竞争日趋激烈，美国防部希望能将ADC尽可能靠近天线，以提高系统的灵活性和性能，并降低开发成本，因此亟需开发超高速ADC，满足军用软件无线电、雷达、电子战等需要高采样率和高带宽的军事应用需求。
现代军事战略和战场无线电系统主要特征为覆盖一系列频率、多种波形、可快速软件重置和高动态射频环境等。软件无线电（SDR）是指在无线电通信系统中用软件来替代硬件，以提供更高的灵活性和安全性。理想的SDR架构是将高性能ADC直接接到天线，将滤波器、解调器等传统射频信号处理器件的功能数字化，这样频率和带宽就可由软件来动态控制，实现系统灵活性和可重置性的最大化。SDR是军用无线电现阶段发展的重点，既可通过实现可重置的通用型全双工无线电系统，满足多平台使用，还可同时监控多个频率，满足无人机等军用系统对回声和干扰威胁检测的需求。电子战系统用来识别和应对电子威胁，如监控和跟踪雷达系统等。发现来自未知信号的威胁需接收机工作在非常宽频率范围，如传统的电子战系统就要求工作在直流到20GHz频率范围内，而ADC是实现该能力的重要因素之一。
现在的ADC一次只能处理有限频谱范围内的信号，有可能忽略雷达、干扰、通信和其他有问题的电磁频谱信号。美国国防部亟需实现可进行超高速采样的ADC。在之前的推送中已报道过，美国国防先期研究计划局（DARPA）已通过“商用时标阵列”（ACT）开发出超高速ADC，采样速率达到每秒600亿次（60 Gs/s），是现有商用ADC的10倍，足以探测和分析30GHz及以下频谱内的任何信号，基本覆盖现有雷达、通信和电子战等武器装备的工作频段。
但随着采样速率的不断提高，出现ADC无法按预定次数精确采样的问题，如孔径抖动，以及传统ADC中的采样保持电路的固有限制，已成为向更高速度和更高精确度发展的瓶颈。DARPA为此开展了光子ADC的研究。
光子ADC的研究始于20世纪70年代，可使用由锁模激光器产生的超稳定光脉冲序列进行采样，采样率可达1THz，锁模激光器能够生产非常高能、脉冲宽度非常短和抖动极低的光脉冲（均是fs级别），尤其适于微波和毫米波信号的采样。光子ADC抖动水平比现有降低3-4个数量级，加之硅光电集成制造工艺的发展，将带来ADC性能的大幅提升。DARPA与光子ADC相关的项目包括“远程反序列化和重置ADC”（RADER）和“直接采样数字接收机”（DISARMER）。
RADER项目寻求通过加入一个光电前端来获取大于10GHz带宽的采样能力，精度达到10有效比特，无杂散动态范围（SFDR）达到63dB，能够处理超过50m的远程信号，运行功率超过50瓦。具体研究内容包括低抖动采样源、全新光子ADC架构、配套后端信号处理算法。
DISARMER项目寻求研发出一个带有光电采样源的ADC，能够直接数字化X波段（8-12GHz）信号，减少定时抖动和使用RF调制器，验证信号保证度是现有最先进技术的100倍。具体研究内容包括光电集成芯片、锁模激光器、后端处理器。
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