نعرض نقل إشارات مستقلة متعددة من خلال ألياف متعددة الأوضاع باستخدام تشكيل الجبهة الموجية باستخدام معدل ضوء مكاني واحد. من خلال تعديل جبهة الموجة لكل إشارة على حدة ، يتم إرسال بؤر منفصلة مكانيا. التطبيقات المحتملة هي نقل البيانات المتعددة في هندسة الاتصالات وتوصيل الضوء بالمنظار في الضوئيات الحيوية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
انتقال إشارات متعددة من خلال الألياف البصرية عن طريق واجهة الموجة تشكيل
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
ويتم إنجاز نقل الإشارات الضوئية مستقلة متعددة من خلال الألياف متعددة باستخدام تشكيل واجهة الموجة من أجل تعويض عن تشويه خفيفة خلال نشر في الألياف. ويستند منهجيتنا في المرحلة البصرية الرقمية اقتران توظيف فقط المغير واحد المكاني للضوء، حيث التضمين واجهة الموجة الضوئية بشكل فردي في مناطق مختلفة من المغير، منطقة واحدة في إشارة الضوء. تعتبر النهج اقتران المرحلة البصرية الرقمية لتكون أسرع من النهج واجهة الموجة تشكيل أخرى، حيث (على سبيل المثال) يتم تنفيذ تقرير كامل للسلوك الموجات من الألياف. في المقابل، فإن النهج الذي عرضه هو كفاءة في استهلاك للوقت لأنه يتطلب فقط معايرة واحدة في إشارة الضوء. الطريقة المقترحة من المحتمل أن يكون مناسبا لمضاعفة تقسيم المكاني في هندسة الاتصالات. المزيد من مجالات التطبيق هي بالمنظار تسليم ضوء في بيوفوتونيك، خصوصا في سptogenetics، حيث الخلايا واحدة في الأنسجة البيولوجية يجب أن تكون مضاءة بشكل انتقائي مع القرار المكانية والزمانية عالية.
المقدمة
نقل الإشارات الضوئية متعددة من خلال الألياف متعددة (MMF) هو واضح في مجال الاتصالات والهندسة 1 و 2 بيوفوتونيك. في هندسة الاتصالات، ويعتقد تقسيم مساحة مضاعفة (SDM) ليكون حلا قابلا للتطبيق من أجل تعزيز قدرة انتقال من الألياف البصرية لتطبيقات نقل البيانات في المستقبل الاستفادة من زيادة استخدام من مساحة محدودة، مقارنة متعددة الألياف أحادية النمط 3. في بيوفوتونيك، يتم التلاعب العينات البيولوجية التي يحيل الضوء من خلال المنظار MMF 4. على سبيل المثال، والسيطرة البصرية مستقلة من الخلايا العصبية الفردية باستخدام المناظير MMF هي من مصلحة لعلم ا....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. تجميع الإعداد التجريبي
- إعداد الجانب القريب
- وضع وتحديد الليزر توفير شعاع الضوء موازى - أو استخدام الليزر إلى جانب الألياف البصرية مع الموازاة في وجه خروج من الألياف.
- وضع شعاع الخائن الاستقطاب (PBS) لتقسيم شعاع الليزر إلى مرجعية وشعاع الكائن. بدوره توجه لوحات موجة نصف (HWP) عن طريق تدوير منتجات الخشب المقطوع في دورانه جبل حتى قوة شعاع إشارة والحزم كائن (في الجانب البعيد) هي تقريبا نفس....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
وصفت الناتج اشارات نموذجية في الجانب البعيد من الألياف 2 مترا في الشكل 2. لاحظ أن بقعة التنسيق المطلوب (الذروة) مصحوبا نمط البقع غير مرغوب فيه (الخلفية)، والذي يرجع إلى النقص في DOPC كمسألة مبدأ. في المقابل نسبة الذروة إلى الخلفية (PBR) تبلغ 53 (فقط إشارة 1 هي 'على')، 36 (إشارة فقط 2 هو 'على') و 20 (كل الإشارات 1 و 2 هي 'على') هنا، على التوالي . يمكن زيادة PBR عندما الألياف التي تدعم عددا أكبر من وسائط.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
في تجميع الإعداد التجريبية (الخطوة 1 في البروتوكول) يتطلب محاذاة دقيقة من المكونات البصرية مع الاحترام لبعضهما البعض. الجانب الأكثر أهمية هو حدوث مستطيلة من الحزم إشارة إلى حركة تحرير السودان من أجل ضمان PBR عالية.
من أجل تعزيز الإعداد لأكثر من عقدين من الاشارات المرسلة، يمكن أن تستخدم مقسم الأشعة إضافية. وكبديل لذلك، فإن تنفيذ القائم على الألياف يكون أكثر إحكاما وقوية تسمح للنظام لتكون محمولة لفي التحقي.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
شكر وتقدير
يتم الاعتراف بامتنان بالدعم المالي المقدم من DFG (مؤسسة الأبحاث الألمانية ، المشروع CZ 55 / 30-1) لأجزاء من هذا العمل.
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| معدل الضوء المكاني | Holoeye | PLUTO-VIS-016 | |
| CMOS كاميرا | Mikrotron | MC4082 | |
| ليزر الحالة الصلبة بضخ الصمام الثنائي | ليزر الكم | torus 532 | |
| كاميرا CCD | IDS | U3-3482LE-M CMOS | CAM. مناسبة وكذلك |
| عدسة 1 | Qioptiq | G063204000 | |
| عدسة 2 | عدسة Qioptiq | G063203000 | |
| 3 | Thorlabs | AC508-180-A-ML | |
| الألياف متعددة الأوضاع | Thorlabs | M14L02 | |
| شعاع مقسمات | Thorlabs | BS013 | 9x |
| مقسمات شعاع الاستقطاب | Thorlabs | PBS251 | |
| مرايا | Thorlabs | PF10-03-P01 | 5x |
| أهداف المجهر | Thorlabs | RMS20X | 2x |
| لوحات نصف موجة | Thorlabs | WPH10M-532 | 2x |
| المستقطب الخطي | Thorlabs | LPVISB050-MP2 | |
| المعدلات البصرية | Thorlabs | MC2000B-EC | 2x |
| المرحلة الخطية والدورانية لكاميرا CMOS | موصل الألياف Thorlabs | XYR1 / M | |
| Thorlabs | S120-SMA | 2x | |
| حلقة التخفيض لأهداف المجهر | Qioptiq | G061621000 | 2x |
| xy للمحولات الموضوعية | Qioptiq | G061025000 | 2x |
| z جبل الترجمة لمحول الألياف | Thorlabs | SM1Z | 2x |
| لمحاذاة الألياف للأهداف | Qioptiq | G061210000 | 8x |
| للعدسات 1 و 2 بالإضافة إلى اثنين من حوامل فانتوم | Qioptiq | G061047000 | |
| ناقلات سكة حديدية 4x ليتصاعد الهدف والعدسة | Qioptiq | G061372000 | 6x |
| لحاملات السكك الحديدية | محول Qioptiq | G061359000 | 2x |
| لكاميرا CCD إلى محول | داخلي | ||
| لليزر إلى 4 أعمدة | حامل داخلي | ||
| للعدسة 3 | Thorlabs | LMR2 / M | |
| يتصاعد لألواح نصف الموجة | Thorlabs | RSP1D / M | 2 |
| حوامل للمرايا حامل | Thorlabs | KM100 | 5x |
| للمستقطب الخطي | Thorlabs | RSP05 / M | |
| لمقسمات الشعاع وأذرع التثبيت | SLM Thorlabs | KM100PM / M | 11x |
| لمقسمات الشعاع و SLM | Thorlabs | PM4 / M | 11x |
| أعمدة للحوامل وناقلات السكك الحديدية والمحولات حاملي | Thorlabs | TR75 / M | 29x |
| للمشاركات | Thorlabs | PH50 / M | 29x |
| الركائز لحاملي | Thorlabs | BE1 / M | 29x |
| لقط الركائز | Thorlabs | CF125 | 29x |
المراجع
- Richardson, D. J., Fini, J. M., Nelson, L. E. Space-division multiplexing in optical fibres. Nat. Photonics. 7 (5), 354-362 (2013).
- Kreysing, M., et al. Dynamic operation of optical fibres beyond the single-mode regime facilitates the orientation of biological cells. Nat. Commun. 5 (5481....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
