Name: التخزين شبه ضوء لحزم البيانات البصرية (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-02-06T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 45 s
Description: اكتشف طريقة التخزين شبه ضوئي لحزم البيانات البصرية باستخدام تماسك التردد الزمني. يتيح هذا الأسلوب تأخير آلاف البتات مع الحفاظ على جودة الإشارة لمدة تصل إلى 60 نانوثانية.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

نحن نعترف بامتنان الدعم المالي من مختبرات دويتشه تليكوم الابتكار.

<html> 1. إعداد النظام (الشكل 4) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج LD1 الثنائيات الليزر وLD2 في الجبل محددة وتوصيله مع التيار (البلدان الأقل نموا) والتحكم في درجة الحرارة (تك). تحويل الأجهزة على والتحقق من وظيفة من الثنائيات الليزر مع محلل الطيف الضوئي. عادة، يتم استخدام الطول الموجي الاتصالات في جميع أنحاء 1،550 نانومتر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ربط الصمام الثنائي ليزر إلى جهري (IM / م وMZM1) وفقا لبرنامج الإعداد في الشكل 4. الموصلات البصرية تحتاج إلى تنظيفها قبل الاستخدام، لضمان سطح نظيف للاقتران. توصيل التيار الكهربائي (لا يظهر) والإشارة من مولد الموجي (AWG) مع مكبر للصوت كهربائية إضافية لالمغير. ضمان أقصى البصرية والكهربائية ومدخلات الطاقة في المغير لا يتم تجاوز. وقد تم تجهيز كل المغير مع وحدة تحكم الاستقطاب. </li></ol><html> / files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg &quot;سرك =&quot; / files/ftp_upload/50468/50468fig4.jpg &quot;/&gt; الشكل 4. الإعداد التجريبية من QLS حيث كثافة تخزين وإشارات مرحلة التضمين هو ممكن. القسم المسمى الأزرق هو ضروري فقط للكشف عن إشارات التضمين المرحلة. عملية QLS يحدث في الألياف البصرية. يحدد القسم المسمى الصفراء كشف مغايرة من مشط التردد. TEC: تحكم في درجة الحرارة، ما يتبقى: ليزر ديود مصدر في الوقت الراهن، LD: ليزر ديود، IM: المغير كثافة، PM: المرحلة المغير، وأجهزة الكمبيوتر: وحدة تحكم الاستقطاب، AWG: مولد الموجي التعسفي، MZM: ماخ زيندر المغير، EDFA: الإربيوم مخدر الألياف مكبر للصوت، C: دائري، لو: مذبذب المحلية، حلويات عمان: الذبذبات، OSA: محلل الطيف الضوئي، PD: الثنائي الضوئي، وكالة الفضاء الأوروبية: الكهربائية محلل الطيف. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدة صورة أكبر.</a> <ol </html style=";text-align:right;direction:rtl">بدء = &quot;3&quot;&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> توصيل الألياف مع المغير للإشارة البيانات. لإشارات التضمين المرحلة يجب أن يكون المغير المرحلة (PM) وكثافة التضمين إشارات المغير كثافة (IM). عادة، فإن معدل البيانات للتجربة في النطاق جيجا بت في الثانية. يتم توصيل الطرف الآخر من الألياف مع منفذ 2 من دائري (C). الألياف AllWave المستخدمة في تجاربنا لديه المواصفات التالية: L = 20 كم، و SBS Δ = 10.2 ميغاهيرتز، و SBS = 10،852 غيغاهرتز، P ال 9.1 ديسيبل ≈. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ربط المغير السعة للجيل تردد مشط (MZM1) مع مكبر للصوت البصرية (EDFA). المشط لديه لتغطية عرض النطاق الترددي للإشارة البيانات. يتم توصيل إخراج EDFA مع منفذ 1 من دائري. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> للكشف عن إشارات التضمين المرحلة، هناك حاجة إلى مصدر مرجعي. توصيل المذبذب المحلي (LO) جنبا إلى جنب مع الانتاج 3 من دائري إلى 50/50 مقرنة. لكثافة العمليات<html> ensity إشارات التضمين، لا يشترط هذا الجزء. كما LO يستخدم الليزر الألياف (Koheras). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لإشارات مرحلة التضمين: ربط المغير الثالث (MZM2) لاستخراج النسخ المتأخرة مع الناتج من مقرنة 50/50. لكثافة التضمين إشارات، وربط MZM2 مباشرة إلى ميناء 3 من دائري. توريد المغير مع الجهد التحيز (لا يظهر) وإشارة مستطيلة من CH1 Mkr1 منفذ إخراج للمولد الموجي لاستخراج. وبالتالي، تتم مزامنة الإشارات البيانات الأصلية، فضلا عن إشارة مستطيلة لاستخراج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> للكشف والتحليل: ربط مقرنة 10/90 بعد MZM2. يتم توصيل الذبذبات مع المنفذ 90٪ مقرنة ويرتبط الجزء 10٪ مع محلل الطيف الضوئي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> برمجة مولد الموجي مع الاشارات اللازمة لحزم البيانات، ومشط التردد وإشارة مستطيلة. يتم إنشاء مشط التردد من قبل سينك وظيفة الدورية. </li></ol>e_title &quot;&gt; 2. القياس <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على الإخراج للإشارة البيانات على مولد الموجي (AWG). تغيير التحيز لالمغير (IM / م) في إمدادات الطاقة والتحكم في جودة الإشارة على الذبذبات. بعد ضبط أفضل جودة تحويل الناتج من مولد الموجي قبالة. يجب تعيين جهري حول نقطة التشغيل الخطية. ويمكن الاطلاع على القيم المثالية في قسم النتائج. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط جودة مشط تردد مع الكشف مغايرة. ويرد مثال لتردد ذات نوعية جيدة نسبيا المشط في الشكل 5. مشط التردد يحتاج إلى أن تكون مسطحة، مثل جميع مكونات لها نفس التردد وشدة مستقرة على مر الزمن، وكذلك واسعة بما يكفي لتغطية الطيف كله. بالإضافة إلى ذلك، ينبغي للأطراف المشط يكون حادا، على سبيل المثال لا توجد مكونات تردد واضح مع كثافة منخفضة على الجانبين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كشف مغايرة مشط الأول: وصل الناتج من MZM1 مع 50/50 شاركupler. يتم توصيل منفذ آخر للمقرنة مع ليزر الألياف (Koheras) كما مذبذب المحلية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كشف مغايرة المشط الثاني: نظرا لعرض النطاق الترددي محدودة من الصورة الثنائي ومحلل الطيف الكهربائية، أول إخراج مقرنة أن تكون متصلا محلل الطيف الضوئي من أجل تحديد المسافة بين مذبذب المحلية وإشارة إلى حوالي 8 غيغاهرتز عن طريق تغيير درجة حرارة الليزر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كشف مغايرة مشط الثالث: بعد التعديل إزالة محلل الطيف الضوئي وتوصيل الثنائي الضوئي ومحلل الطيف الكهربائية لإخراج مقرنة 50/50. ضبط الجهد التحيز من المغير مشط لتحقيق مشط التردد مسطحة. بعد الانتهاء من ربط الانتاج المغير مرة أخرى إلى مكبر للصوت البصرية (EDFA). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضبط المسافة بين كل من الثنائيات الليزر (IM / م وMZM1) بشأن التحول بريلوين مع إشارات موجة مستمرة. وبالتالي، يجب التأكد من أن الناتج من مولد الموجي هو توrned قبالة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على مكبر للصوت البصرية. إلقاء نظرة على تحليل الطيف الضوئي وتعيين انتاج الطاقة من EDFA إلى قيمة أقل من عتبة حفز نثر بريلوين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الآن تحول الطول الموجي لليزر ديود الذي يولد إشارة البيانات (IM / م) في المنطقة مكسب للمضخة (MZM1). سوف تتضخم إشارة إذا كان الطول الموجي هو الصحيح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لتغيير الاستقطاب الأمثل للإشارة البيانات، وبالتالي فإن كثافة إلى الحد الأقصى. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على كل من النواتج (إشارة البيانات والمشط) من مولد الموجي. زيادة انتاج الطاقة من EDFA. الآن مشط التردد سيتم استخراج مكونات مسافة واحدة من الطيف. الذبذبات ينبغي أن تظهر نسخ مختلفة الناتجة عن QLS. للحد من تشويه التحول قليلا من الطول الموجي للإشارة البيانات وتغيير الاستقطاب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لاستخراج واحدة من نسخ استخدام واحدة من الإشارات علامة للمولد الموجي أو مصدر خارجيالتي يمكن أن تنتج نبضة مستطيلة. انشاء نبض مستطيلة مع طول الحزمة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدوره على التحيز لMZM2 وتغييره إلى نقطة التشغيل حيث يتم تكبير الإشارة استخراج ويتم منع جميع النسخ الأخرى. الآن تحول نبض مستطيلة إلى الإصدار المطلوب من نمط المخزنة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يمكن حفظ نمط البيانات المخزنة مع الذبذبات وتقييمها مع البرمجيات، على سبيل المثال المنشأ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> من أجل التبديل بين قياس كثافة والتخلص إشارات التضمين، والمغير للإشارة البيانات يحتاج إلى تغيير من IM لكثافة إشارات التضمين لPM لإشارات التضمين المرحلة. بالإضافة إلى ذلك، للمرحلة التضمين إشارات مذبذب المحلية كمصدر مرجعي يحتاج إلى إضافته إلى الإعداد وفقا لشكل 4. </li></ol><img alt="الرقم 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" src=&quot;/ files/ftp_upload/50468/50468fig5.jpg&quot; /&gt; الرقم 5. شقة تقريبا التردد مشط مع 13 فرعا. تم الكشف عن المشط عبر الكشف مغايرة. للكشف وكان الجمع بين مذبذب المحلية عبر مقرنة 3 ديسيبل مع الإشارات الضوئية والكشف مع الثنائي الضوئي. تم قياس مشط التردد وتسجيلها مع محلل الطيف الكهربائية. كان انتاج الطاقة من مذبذب المحلية 6 ديسيبل والطاقة الضوئية من ديسيبل مشط 8. كانت المسافة بين مذبذب المحلية ومشط البصرية 9.8 غيغاهرتز. لمحة أفضل محور التردد هو تطبيع للتردد وسط المشط الذي كان حوالي 193.5 THz لل(1،550 نانومتر). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدة صورة أكبر.</a>

<ol><li>Spring, J., Tucker, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photonic+2+x+2+packet+switch+with+input+buffers%5BTitle%5D)+AND+%22Electron.+Lett%22%5BJournal%5D)">Photonic 2 x 2 packet switch with input buffers.</a> Electron. Lett. 29 (3), 284-285 (1993).</li>
<li>Krauss, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Why+do+we+need+slow+light%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Photonics%22%5BJournal%5D)">Why do we need slow light.</a> Nat. Photonics. 2, 448-450 (2008).</li>
<li>Hau, L. V., Harris, S. E., Dutton, Z., Behroozi, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light+speed+reduction+to+17+meters+per+second+in+an+ultracold+atomic+gas%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Light speed reduction to 17 meters per second in an ultracold atomic gas.</a> Nature. 397, 594-598 (1999).</li>
<li>Chang-Hasnian, C. J., Ku, P. C., Kim, J., Chuang, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Variable+optical+buffer+using+slow+light+in+semiconductor+nanostructures%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+IEEE%22%5BJournal%5D)">Variable optical buffer using slow light in semiconductor nanostructures.</a> Proc. IEEE. 91 (11), 1897-1810 (2003).</li>
<li>Gersen, H., Karle, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-space+observation+of+ultraslow+light+in+Photonic+Crystal+Waveguides%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Real-space observation of ultraslow light in Photonic Crystal Waveguides.</a> Phys. Rev. Lett. 94 (7), 073903-073907 (2005).</li>
<li>Thévenaz, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Slow+and+fast+light+in+optical+fibres%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photon%22%5BJournal%5D)">Slow and fast light in optical fibres.</a> Nature Photon. 2, 472-481 (2008).</li>
<li>Uskov, A. V., Sedgwick, F. G., Chang-Hasnian, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Delay+Limit+of+Slow+Light+in+Semiconductor+Optical+Amplifiers%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Photon.+Technol.+Lett%22%5BJournal%5D)">Delay Limit of Slow Light in Semiconductor Optical Amplifiers.</a> IEEE Photon. Technol. Lett. 18 (6), 731-733 (2006).</li>
<li>Schneider, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Time+Delay+Limits+of+stimulated-Brillouin-scattering-based+slow+light+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Time Delay Limits of stimulated-Brillouin-scattering-based slow light systems.</a> Opt. Lett. 33 (13), 1398-1400 (2008).</li>
<li>Sharping, J., Okawachi, Y., van Howe, J., Xu, C., Wang, Y., Willner, A., Gaeta, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((All-optical%2C+wavelength+and+bandwidth+preserving%2C+pulse+delay+based+on+parametric+wavelength+conversion+and+dispersion%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">All-optical, wavelength and bandwidth preserving, pulse delay based on parametric wavelength conversion and dispersion.</a> Opt. Express. 13 (20), 7872-7877 (2005).</li>
<li>Okawachi, Y., Foster, M., Chen, X., Turner-Foster, A., Salem, R., Lipson, M., Xu, C., Gaeta, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large+tunable+delays+using+parametric+mixing+and+phase+conjugation+in+Si+nanowaveguides%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Large tunable delays using parametric mixing and phase conjugation in Si nanowaveguides.</a> Opt. Express. 16 (14), 10349-10357 (2008).</li>
<li>Kash, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultraslow+group+velocity+and+enhanced+nonlinear+optical+effects+in+a+coherently+driven+hot+atomic+gas%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Ultraslow group velocity and enhanced nonlinear optical effects in a coherently driven hot atomic gas.</a> Phys. Rev. Lett. 82 (26), 5229-5232 (1999).</li>
<li>Turukhin, A. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Observation+of+ultraslow+and+stored+light+pulses+in+a+solid%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Observation of ultraslow and stored light pulses in a solid.</a> Phys. Rev. Lett. 88 (2), 023602-023605 (2001).</li>
<li>Fleischhauer, M., Yelin, S. F., Lukin, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+to+trap+photons%3F+Storing+single-photon+quantum+states+in+collective+atomic+excitations%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Commun%22%5BJournal%5D)">How to trap photons? Storing single-photon quantum states in collective atomic excitations.</a> Opt. Commun. 179 (1-6), 395-410 (2000).</li>
<li>Zhu, Z., Gauthier, D. J., Boyd, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stored+Light+in+an+Optical+Fiber+via+Stimulated+Brillouin+Scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Stored Light in an Optical Fiber via Stimulated Brillouin Scattering.</a> Science. 318 (5857), 1748-1750 (2007).</li>
<li>Preußler, S., Jamshidi, K., Wiatrek, A., Henker, R., Bunge, C. A., Schneider, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quasi-Light-Storage+based+on+time-frequency+coherence%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Quasi-Light-Storage based on time-frequency coherence.</a> Opt. Express. 17 (18), 15790-15798 (2009).</li>
<li>Jamshidi, K., Preußler, S., Wiatrek, A., Schneider, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+to+the+all+optical+Quasi+Light+Storage%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+J.+Sel.+Top.+Quantum+Electron.+Special+Issue%3A+Nonlinear+Optical+Signal+Processing%22%5BJournal%5D)">A review to the all optical Quasi Light Storage.</a> IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. Special Issue: Nonlinear Optical Signal Processing. 18 (2), 884-890 (2012).</li>
<li>Preußler, S., Jamshidi, K., Schneider, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quasi-Light-Storage+Enhancement+by+Reducing+the+Brillouin+Gain+Bandwidth%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Quasi-Light-Storage Enhancement by Reducing the Brillouin Gain Bandwidth.</a> Appl. Opt. 50 (22), 4252-4256 (2011).</li>
<li>Schneider, T., Jamshidi, K., Preußler, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quasi-Light+Storage%3A+A+Method+for+the+Tunable+Storage+of+Optical+Packets+With+a+Potential+Delay-Bandwidth+Product+of+Several+Thousand%5BTitle%5D)+AND+%22Bits%2C+J.+Lightwave+Technol%22%5BJournal%5D)">Quasi-Light Storage: A Method for the Tunable Storage of Optical Packets With a Potential Delay-Bandwidth Product of Several Thousand.</a> Bits, J. Lightwave Technol. 28 (17), 2586-2592 (2010).</li>
<li>Boyd, R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBoyd%2C+R+%22Nonlinear+Optics%22">Nonlinear Optics</a>. , Academic Press. (2003).</li>
<li>Yeniay, A., Delavaux, J., Toulouse, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spontaneous+and+Stimulated+Brillouin+Scattering+Gain+Spectra+in+Optical+Fibers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Lightwave+Technol%22%5BJournal%5D)">Spontaneous and Stimulated Brillouin Scattering Gain Spectra in Optical Fibers.</a> J. Lightwave Technol. 20 (8), 1425-1432 (2002).</li>
<li>Preußler, S., Schneider, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((All+optical+storage+of+phase-shift-keyed+data+packets%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">All optical storage of phase-shift-keyed data packets.</a> Opt. Express. 20 (16), 18224-18229 (2012).</li>
<li>Preußler, S., Schneider, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bandwidth+reduction+in+a+multistage+Brillouin+system%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Bandwidth reduction in a multistage Brillouin system.</a> Opt. Lett. 37 (19), 4122-4124 (2012).</li>
<li>Preußler, S., Jamshidi, K., Wiatrek, A., Schneider, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Einfache+variable%2C+optische+Datenspeicherung+bis+zu+800+ns%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+Photonische+Netze.+%28ITG-FB+228%29%2C+P8%22%5BJournal%5D)">Einfache variable, optische Datenspeicherung bis zu 800 ns.</a> Proceedings Photonische Netze. (ITG-FB 228), P8. , (2011).</li>
</ol>

يعلن الكتاب أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة. المؤلف، توماس شنايدر، هو موظف في شركة Deutsche Telekom AG. المؤلف، شتيفان Preußler، تلقى التمويل الذي تم توفيره من قبل معامل دويتشه تليكوم الابتكار.

<html> الخطوة الأكثر أهمية أثناء التجربة هو تعديل المشط تردد، أي عرض النطاق الترددي، والتسطيح في موقف يتعلق إشارة البيانات في مجال التردد. وفقا لنظرية أخذ العينات في مجال التردد، وتجنب التشوهات إشارة إذا تم أخذ عينات من عرض النطاق الترددي كاملة من الحزمة الضوئية مع مشط مسطح مثالي. وبالتالي، فإن عرض النطاق الترددي من الحزمة الضوئية يحدد الحد الأدنى من عرض النطاق الترددي للمشط التردد وعرض النطاق الترددي في هذا المشط يجب أن تكون مسطحة قدر الإمكان. وهناك مشط التردد nonideal يؤ...

نقل البيانات في شبكات الاتصالات السلكية واللاسلكية بصريا، منذ الألياف البصرية فقط توفر القدرة اللازمة لحركة مرور البيانات اليوم تنتقل في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك، في كل عقدة من شبكة الإشارات الضوئية لابد من نقلها إلى المجال الكهربائي من أجل معالجته. بعد معالجة يتم تحويل الإشارة مرة أخرى إلى المجال البصري لمزيد من الإرسال. هذا نقل مزدوج بين المجالات هو الوقت واستهلاك الطاقة. من أجل استخدام تجهيز جميع البصرية للبيانات، ومشكلة تخزين وسيطة لابد من حلها. وهكذا، وقد اقترحت الكثير من الطرق لتخزين أو التخزين المؤقت من الإشارات الضوئية. أبسط طريقة لإرسال إشارات إلى مصفوفة من الدليل الموجي مع أطوال مختلفة 2. ومع ذلك، هذه المصفوفات هي ضخمة ولا يمكن ضبطها وقت التخزين حيث يتم مسبقا من قبل طول الدليل الموجي. تعتمد طريقة &quot;البطيء الضوء&quot; على tunabلو تغير مؤشر الانكسار مجموعة من وسيلة لإبطاء سرعة انتشار النبضات إشارة ضوئية 2. العديد من الآثار الجسدية وأنظمة المواد يمكن استخدامها لهذا الغرض 3-6. ومع ذلك، مع هذه الأساليب إشارة يمكن أن يبطئ من قبل عدد قليل بت أطوال، التي هي حتى الآن غير كافية لعقد الشبكة البصرية 7،8. يستخدم نهج آخر تحويل الطول الموجي والتشتت لتوليد التأخير الانضباطي. وبالتالي، يتم إزاحة الطول الموجي مركز إشارة الدخل عن طريق التحويل البصرية غير الخطية. بعد ذلك، يتم تغذية إشارة إلى الألياف التشتت للغاية. الفرق في سرعة المجموعة في الألياف التشتت يؤدي إلى التأخير الذي يتناسب مع نتاج التحول الطول الموجي وتشتت جماعة سرعة (GVD) في الألياف. مع التحويل الثاني هو تحول الطول الموجي مرة أخرى إلى القيمة الأصلية. لتقنيات الطول الموجي تحول مثل أربعة موجة خلط أو مرحلة النفس موdulation يمكن استخدامها. مع تحويل والأوقات أسلوب تشتت تخزين تصل إلى 243 NSEC تأخير الانضباطي، والتي تتوافق مع 2،400 بت، تم الإبلاغ عن 10. ومع ذلك، وتحويل الطول الموجي وتشتت الطرق بشكل عام تحتاج مكونات والاجهزة الخاصة لإنتاج تحولا الطول الموجي كبيرة و / أو GVD كبيرة. بالإضافة إلى ذلك، فإنها هي من بين الأساليب الأكثر تعقيدا تأخير والمتعطشين للسلطة 2. أساليب أخرى تخزين الإشارات الضوئية إلى الإثارة من نظام المواد. ثم يتم استخدام شعاع التحقيق لقراءة المعلومات. عادة هذه الأنظمة لا يمكن استخدامها في مجال الاتصالات السلكية واللاسلكية لأنها تتطلب عالية جدا أو منخفضة درجات الحرارة 11، لن تعمل مع عرض الموجات الاتصالات السلكية واللاسلكية، أو تتطلب بدلا الاجهزة معقدة وعالية الطاقة 12-14. نحن هنا تبين كيف يمكن استغلال خاصية أساسية من إشارات (تماسك الوقت التردد) لتخزين حزم البيانات البصرية. سينكه عدم استخدام الإثارة لنظام المواد، طالبنا طريقة التخزين شبه ضوء (QLS) 15-17. وQLS مستقلة عن التشكيل، تنسيق البيانات ومعدل البيانات من الحزم ويمكن تخزين الحزم الضوئية لعدة آلاف من أطوال 18 بت. يمكن أن ينظر إلى الفكرة الأساسية في الشكل 1، وتظهر على شكل نبضات مستطيلة هنا. ومع ذلك، يعمل طريقة كل شكل النبض وللحزم من النبضات. والقيد الوحيد هو أن الإشارات يجب أن تكون محدودة زمنيا. <img alt="الشكل 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1.jpg" /> الشكل 1. التماسك وقت التردد لكثافة التضمين إشارة 23. إشارة مستطيلة واحد في المجال الوقت (أ) ويمثله الوظائف سينك في التردد دومةفي (ب). هنا يظهر كثافة تطبيع، لأنه ليس من الممكن لقياس الحقول مع المعدات البصرية. يظهر تمثيل المجال الزمني لسلسلة من الإشارات مستطيلة في (ج). هذا التسلسل لا يزال لديه نفس الشكل الطيفي. ولكن، وتتكون من الترددات واحدة على مسافة واحدة تحت مغلف سينك (د). يتم تطبيع محور الوقت لنصف مدة إشارة واحدة ومحور التردد على المعابر الصفر الأولى، على التوالي. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدة صورة أكبر.</a> A نبض مستطيلة في نطاق الوقت (الشكل 1A) لديها &quot;cardinalis الجيوب الأنفية&quot; أو وظيفة سينك الخطيئة (بكسل) / مقصف شكل الطيف (الشكل 1B)، حيث جميع الترددات تحت المغلف موجودة. قطار من النبضات المستطيلة في نطاق الوقت (الشكل 1C) ما زال الاشتراكيةوظيفة نورث كارولاينا على شكل الطيف (الشكل 1D) مع عرض النطاق الترددي و Δ. ولكن نظرا لتواترها، وليس جميع الترددات موجودة بعد الآن. بدلا من ذلك، يتكون طيف الترددات مسافة واحدة ومعكوس تردد التباعد يحدد الفصل الزمني بين النبضات Δ T = 1 / Δ ت. الفكرة الأساسية من QLS الآن ببساطة لاستخراج الترددات مسافة واحدة من الطيف من الحزمة الإدخال. بسبب تماسك الوقت التردد هذه النتائج في نسخ الحزمة في المجال الزمني. نسخة مع تأخير المطلوب يمكن استخراجها بواسطة مفتاح المجال الزمني. ويرد مبدأ تجربتنا في الشكل 2. يتم ضرب A-محدودة الوقت إشارة الدخل مع مشط التردد في تردد المجال. للتكاثر يتم استخدام تأثير غير الخطية من حفز نثر بريلوين (SBS). النتائج هي على مسافة واحدة من نسخ إشارة الدخل في الالمجال الساعة الإلكترونية. يتم استخراج واحدة من الإشارات مع التحول يقودها ظيفة مستطيلة. وبالتالي، في إخراج الذاكرة من حيث المبدأ يمكن توقع نسخة خالية من التشويه للنبض الإدخال. <img alt="الرقم 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2.jpg" /> يتم ضرب الرقم 2. الفكرة الأساسية من شبه ضوء التخزين 15. وقت مدخلات محدودة إشارة (أ) مع تردد مشط (ب) في مجال التردد، الذي هو الرمز مع X. وهذا يؤدي إلى نسخ مختلفة من إشارة في المجال الزمني (ج). من القطار نبض ولدت واحدة من نسخ (د) يتم استخراج مع التبديل الوقت المجال بإشارة قراءة مستطيلة (ه). التحول يمكن أن يكون المغير. والنتيجة هي تخزين للإشارة الضوئية. في الحادي وويعرف الوقت أوراج من تباعد التردد بين السطور مشط وإشارة للقراءة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدة صورة أكبر.</a> SBS نفسه هو تأثير غير الخطية التي يمكن أن تحدث في الألياف وضع معيار واحد (SSMF) في القوى منخفضة. وبالتالي، يتفاعل إشارة مع تغير الكثافة البصرية التي يتم إنشاؤها بواسطة موجة مضخة مكافحة التكاثر. إذا تم downshifted موجة إشارة في التردد، يتم تشكيل المنطقة مكاسب التي سوف تتضخم الإشارة. إذا كان يصل تحولت سيتم الموهن إشارة في المنطقة خسارة المقابلة. يتم تعريف التحول تردد بين المضخة وإشارة من الموجة الصوتية، والتي تعتمد على خصائص المواد. أكبر ميزة لSBS الطلب المقدم هو عرض النطاق الترددي الضيق Δ و SBS في المنطقة مكسب. وبالتالي، عمليا SBS يشكل linewidth مرشح الضوئية الضيقة. عرض النطاق الترددي الضيق روقال انه كسب المنطقة يعتمد على طول ومساحة فعالة من الألياف وكذلك على استخدام قوة المضخة 19. الطبيعية عرض كامل في نصف كحد أقصى (FWHM) عرض النطاق الترددي من الربح SBS في SSMF حوالي 30 ميغاهرتز. في الدليل الموجي الخاصة، مثل الألياف AllWave، ومع القوى مضخة عالية، وعرض النطاق الترددي ويمكن تخفيض وصولا الى 10 ميغاهيرتز 20. ويرجع ذلك إلى عرض النطاق الترددي تصفية تتم تغطية نسخ مختلفة مع مغلف. لذا، في المرة التخزين القصوى للQLS يعتمد عكسيا على عرض النطاق الترددي SBS. ومن شأن عرض النطاق الترددي من 10 ميغاهرتز يؤدي في وقت التخزين أقصى قدره 100 نانو ثانية <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" target="_blank">اضغط هنا لمشاهدة صورة أكبر.</a> لنقل عالية جدا معدل بت المعلومات يجب أن يتم تشفيرها في مرحلة من الناقل بدلا من السعة لها، لأن هذا يوفر الكثير من المزايا. وبالتالي، على عكس والبقول، والإشارات الضوئية في هذه الشبكات لديها السعة ثابتة. &lt;ويبين الشكل قوية&gt; 3 مثل هذا التضمين إشارة المرحلة في ذلك الوقت (يسار) ومجال التردد (يمين). يمكن أخذ عينات هذا الطيف في نفس الطريق كما ان من السعة التضمين إشارة 21. في الواقع يتم تصفية الطيف وظيفة مستطيلة لوكثافة إشارات التضمين المرحلة نظرا لنقل، مما يحد من الطيف. <img alt="الرقم 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3.jpg" /> الرقم 3. تماسك وقت التردد لمرحلة التشكيل 21. وفي مرحلة التضمين إشارة يتم تغيير مرحلة الناقل من إشارة له إلى أن تنتقل. إذا يتكون كل رمز من 1 بت، يتم تغيير المرحلة بين 0 و π، على سبيل المثال. على الجانب الأيسر من الرقم يظهر الناتجة تمثيل الوقت المجال لمثل هذا التحول مرحلة ثنائي مقفول(BPSK) إشارة. ويظهر الناتج إشارة التردد المجال على الجانب الأيمن. بالمقارنة مع الشكل 1 فإنه يمكن ملاحظة أن الطيف للمرحلة التضمين إشارة نوعيا نفس كما ان من شدة إشارة التضمين. وبالتالي، فإن QLS يمكن تطبيقها بنفس الطريقة.

<table><tbody><tr><td>الصمام الثنائي بالليزر</td><td>3S الضوئيات</td><td>A1905LMI</td><td>2x</td></tr><tr><td>ليزر جبل</td><td>Tektronix</td><td>LDH BFY-B2</td><td>2x</td></tr><tr><td>وحدة تحكم في درجة الحرارة</td><td>LightWave</td><td>LDT-5948</td><td>2x</td></tr><tr><td>وحدة تحكم التيار</td><td>LightWave</td><td>LDX-3220</td><td>2x</td></tr><tr><td>مكبر للصوت البصري</td><td>عالي الموجة</td><td>HWT-EDFA-B-30-1-FC / PC</td><td></td></tr><tr><td>Circulator</td><td>OFR</td><td>OCT-3-IR2</td><td></td></tr><tr><td>مولد الموجي</td><td>Tektronix</td><td>AWG7102</td><td></td></tr><tr><td>الألياف 20 كم</td><td>OFS</td><td>AllWave-ZWP G652C-D</td><td></td></tr><tr><td>وحدة التحكم في الاستقطاب</td><td>Thorlabs</td><td>Fiber Pol. Contr. IPC030</td><td>2x</td></tr><tr><td>Modulator</td><td>Avanex</td><td>IM-10-P</td><td>Phase Modulator</td></tr><tr><td></td><td>Avanex</td><td>SD20</td><td>السعة ، المستخلص</td></tr><tr><td>المغير</td><td>Avanex</td><td>PowerBit F-10</td><td>السعة ،</td></tr><tr><td>معدل</td> البيانات <td>Covega</td><td>Mach10</td><td>السعة ، مشط</td></tr><tr><td>محلل الطيف البصري</td><td>يوكوجاوا</td><td>راسم AQ6370C الذبذبات Agilent</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td>DCA-J 86100C</td><td></td></tr> وحدة <tr><td>القياس</td><td>Agilent</td><td>86106B</td><td></td></tr><tr><td>ألياف الليزر</td><td>Koheras</td><td>Adjustik</td><td></td></tr><tr><td>مقرنة</td><td>نيوبورت</td><td>F-CPL-L22151-P</td><td>النسبة: 90/10</td></tr><tr><td>مقرنة</td><td>نيوبورت</td><td>F-CPL-L12155-P</td><td>النسبة: 50/50</td></tr><tr><td>مزود الطاقة</td><td>Zentro-Elektrik</td><td>LD 2x15 / 1 GB</td><td></td></tr><tr><td>مكبر للصوت كهربائي</td><td>SHF</td><td>826H</td><td></td></tr><tr><td>منفذ الإمداد</td><td>SHF</td><td>B826</td><td></td></tr><tr><td>مكبر للصوت كهربائي</td><td>مكبر للصوت البحث</td><td>10W1000</td><td></td></tr><tr><td>الصمام الثنائي الضوئي</td><td>نيوبورت</td><td>D-8ir</td><td></td></tr><tr><td>محلل الطيف الكهربائي</td><td>HP</td><td>8563E</td><td></td></tr></tbody></table>

التخزين شبه ضوء لحزم البيانات البصرية

Quasi-light Storage for Optical Data Packets

ويستند الاتصالات السلكية واللاسلكية اليوم على الحزم الضوئية التي تنقل المعلومات في شبكات الألياف البصرية في جميع أنحاء العالم. حاليا، يتم معالجة الإشارات في المجال الكهربائي. سوف التخزين المباشر في المجال البصري تجنب نقل الحزم إلى الكهربائية والعودة إلى المجال البصري في كل عقدة الشبكة، وبالتالي زيادة السرعة وربما تقلل من استهلاك الطاقة في الاتصالات السلكية واللاسلكية. ومع ذلك، وعلى ضوء يتكون من الفوتونات التي تنتشر مع سرعة الضوء في الفراغ. وبالتالي، فإن تخزين ضوء يشكل تحديا كبيرا. توجد بعض الطرق لإبطاء سرعة الضوء، أو لتخزينه في الإثارات من المتوسط. ومع ذلك، هذه الأساليب لا يمكن أن تستخدم لتخزين حزم البيانات البصرية المستخدمة في شبكات الاتصالات السلكية واللاسلكية. نحن هنا إظهار كيف أن الوقت التردد التماسك، والذي يحمل كل إشارة، وبالتالي للحزم الضوئية كذلك، يمكن استغلالها لبناء الذاكرة البصرية. نحن فيلل مراجعة الخلفية وتظهر في التفاصيل والأمثلة من خلال، كيف مشط التردد يمكن استخدامها لنسخ من حزمة الضوئية التي تدخل الذاكرة. واحدة من هذه النسخ نطاق الوقت ثم يتم استخراجها من الذاكرة بواسطة مفتاح المجال الزمني. وسوف نعرض هذا الأسلوب لشدة فضلا عن إشارات التضمين المرحلة.

لقياس استخدمت نمطا بيانات التضمين 10110101 كثافة مع البيانات بمعدل 1 جيجابايت في الثانية. خط أسود في الشكل (6) يمثل إشارة الأصلي والخطوط الملونة تمثل مرات التخزين المختلفة حققت مع QLS. يتم قياس مرجعية دون QLS والتبديل المعطلة في الإخراج. تحت الظروف المثالية مرات تخزين ما يصل إلى 100 NSEC قابلة للتحقيق. يمكن أن ينظر إلى النتائج لتخزين البيانات 11001101 نمط من مرحلة التضمين إشارة، مرة أخرى مع البيانات بمعدل 1 جيجابايت في الثانية في الشكل 7، مع إشارة...

يصف المقالة إجراء لتخزين حزم البيانات البصرية مع التشكيل التعسفي، والطول الموجي، ومعدل البيانات. هذه الحزم هي أساس الاتصالات الحديثة.

Today's telecommunication is based on optical packets which transmit the information in optical fiber networks around the world. Currently, the processing ...

الهدف العام من هذا الإجراء هو تخزين وتأخير المعلومات المشفرة في حزم البيانات الضوئية من خلال استغلال التماسك الزمني الترددي. ويتم تحقيق ذلك أولاً عن طريق حقن حزمة بيانات ضوئية في نظام تخزين الضوء الكمومي QLS لحزمة واحدة. يكون التمثيل الطيفي مستمراً، مما يعني أن الفرق بين ترددين متجاورين في الطيف يساوي صفراً.تتمثل الخطوة الثانية في ضرب الطيف بمشط ترددي داخل نظام QLS عن طريق تشتت بريلوان المحفز. يقابل هذا الضرب في المجال الترددي استخلاص ترددات فردية متباعدة بالتساوي من طيف الحزمة. كما يعادل الضرب في المجال الترددي عملية التواء مع النبضة في المجال الزمني.يؤدي هذا إلى سلسلة من النسخ من الإشارة الأصلية. وتتمثل الخطوة النهائية في استخراج إحدى هذه النسخ بواسطة إشارة قراءة مستطيلة. تظهر إشارة البيانات المؤخرة عند مخرج نظام QLS.وفي النهاية، يُستخدم راسم الإشارات (oscilloscope) لعرض وقياس تأخير إشارات البيانات الضوئية. وتتمثل الميزة الرئيسية لهذه الطريقة مقارنة بالتقنيات الأخرى مثل الضوء البطيء (slow light)، حيث يمكن تخزين بت واحد فقط، في أنه يمكن تأخير وتخزين عدة آلاف من البتات باستخدام تخزين الضوء الشبهي (quasi light storage). وبشكل عام، قد يواجه المبتدئون في هذه الطريقة بعض الصعوبات نظراً لاستخدام تماسك التردد الزمني (time frequency coherence)، وهو أمر لا يندرج ضمن المعارف العامة للجميع.ي

quasi-light-storage-for-optical-data-packets

Research

JoVE Journal

Engineering

الهندسة

هذا البروتوكول يوضح كيفية الجهد الحساسة الأصباغ البصرية للتمكن من تسجيل النشاط الكهربائي من الشبكات العصبية سليمة مثل الضفائر للنظام العصبي الخنازير الغينية المعوية ، مع قرار تعديل والتي تتراوح من واحد الى خلايا متعددة الدوائر العقدية.

البصرية تسجيل النشاط الكهربائي في غينيا الخنازير المعوية باستخدام شبكات الجهد حساسة ملونات

استخدام الدليل الموجي الكريستال الضوئية ضوء بطيئة وتجاويف اعتمد على نطاق واسع من قبل المجتمع الضوئيات في العديد من التطبيقات المختلفة. ولذلك تصنيع وتوصيف هذه الأجهزة ذات أهمية كبيرة. هذه الورقة التقنية لدينا تصنيع وتوصيف بصري طريقتين، هما: نثر التداخل (الدليل الموجي) والرنانة (تجاويف).

تصنيع وتوصيف الدليل الموجي الكريستال الضوئية الخفيفة بطيئة وتجاويف

التدرج الذاكرة الصدى هو بروتوكول لتخزين الكم الدول البصرية الضوء في الفرق ذرية. الذاكرة الكم هو عنصر أساسي من مكرر الكم، والتي يمكن توسيع نطاق التوزيع الرئيسية الكم. ونحن الخطوط العريضة تشغيل نظام عند تطبيق في الفرقة ذرية على مستوى 3.

التدرج صدى الذاكرة الكم في الحارة بخار الذرية

ونحن في تطوير وتميز الألياف البصرية البوليمر المختلين يستخدم مستعرض أندرسون توطين كآلية waveguiding الرواية. هذه الألياف microstructured يمكن نقل شعاع المترجمة صغيرة مع نصف قطرها التي هي مماثلة لدائرة نصف قطرها شعاع من الألياف البصرية التقليدية.

تصنيع وتوصيف المختلين بوليمر ألياف البصرية لعرضية أندرسون توطين الضوء

نحن تصف الجيل موثوقة من الدول غير التمويه من السفر المجالات البصرية، بما في ذلك الدول واحدة من الفوتون وتراكبات متماسكة الدولة، وذلك باستخدام طريقة إعداد مشروطة تعمل على ضوء غير الكلاسيكية المنبعثة من مؤشرات التذبذب حدودي البصرية. تعتبر النوع الأول والنوع الثاني مؤشرات التذبذب مطابقة المرحلة والإجراءات المشتركة، مثل تصفية التردد المطلوب أو ذات الكفاءة العالية وتوصيف الحالة الكمومية التي كتبها homodyning، هي مفصلة.

الدولة الكم هندسة الضوء مع استمرار موجة حدودي البصرية المذبذبات

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.

انتقال إشارات متعددة من خلال الألياف البصرية عن طريق واجهة الموجة تشكيل

هذا العمل تقارير مقلوب السليكون الألياف البصرية الاستشعار عن منطلقات مبتكرة (Si-فوسب) لقياس ذات دقة عالية واستجابة سريعة لمجموعة متنوعة من البارامترات الفيزيائية، مثل درجة الحرارة، وتدفق، والإشعاع. تطبيقات لهذه الرابطة-فوسب تمتد من البحوث الأوقيانوغرافية، الصناعة الميكانيكية، لبحوث الطاقة الانصهار.

منصة مقلوب السليكون الاستشعار الألياف الضوئية بدقة عالية واستجابة سريعة

نحن نصف نظام بصري لتوليد الفوتونات غير المشروطة المتشابكة الاستقطاب على أساس تأثيرات تداخل الكم متعددة مع مخطط الكشف لتقدير الإخلاص التجريبي للفوتونات المتشابكة المولدة.

نظام ضوئي لتوليد الفوتونات غير المشروطة المتشابكة بالاستقطاب استنادًا إلى تداخل الكم المتعدد

نقدم دليلا شاملا لإعداد عينة الهدف الثابت، وجمع البيانات، ومعالجة البيانات للبلورات السنكروترون المسلسل في الماس الحزمة I24.

مجموعة بيانات تسلسلية هدف ثابت في مصدر ضوء الماس

يصف هذا البروتوكول تصنيع مادة وهمية مستقرة وذات صلة بيولوجية لتطبيقات التصوير الطبي الحيوي البصري والصوتي ، وتتميز بخصائص صوتية وبصرية قابلة للضبط بشكل مستقل.

مادة وهمية مستقرة للتصوير البصري والصوتي

اكتشف طريقة التخزين شبه ضوئي لحزم البيانات البصرية باستخدام تماسك التردد الزمني. يتيح هذا الأسلوب تأخير آلاف البتات مع الحفاظ على جودة الإشارة لمدة تصل إلى 60 نانوثانية.

التخزين شبه ضوء لحزم البيانات البصرية

استكشف المزيد من الفيديوهات