Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Квази-свет для хранения оптических пакетов данных

Published: February 6, 2014 doi: 10.3791/50468

Summary

Статья описывает процедуру для хранения пакетов оптических данных с произвольным модуляции, длины волны и скорости передачи данных. Эти пакеты являются основой современных телекоммуникаций.

Abstract

Сегодня телекоммуникационный основана на оптических пакетов, которые передают информацию в волоконно-оптических сетей по всему миру. В настоящее время обработка сигналов выполняется в электрической области. Прямая хранения в оптическом диапазоне позволит избежать передачи пакетов к электрической и обратно в оптическом диапазоне в каждом узле сети и, следовательно, увеличить скорость и, возможно, снизить энергопотребление телекоммуникаций. Тем не менее, свет состоит из фотонов, которые распространяются со скоростью света в вакууме. Таким образом, хранение света является большой проблемой. Там существует несколько методов, чтобы замедлить скорость света, или хранить его в возбуждений среды. Однако эти способы не могут быть использованы для хранения пакетов данных, используемых оптических телекоммуникационных сетей. Здесь мы показываем, как частотно-временной когерентности, которое выполняется для каждого сигнала и, следовательно, для оптических пакетов, а также, может быть использована для создания оптической памяти. Мы Вильл отзыв фон и шоу подробно и на примерах, как частотная гребенка может быть использован для копирования оптического пакета, который входит в памяти. Один из этих временных копий домена затем экстрагируют из памяти с помощью переключателя временной области. Покажем этот метод для интенсивности, а также для фазовых модулированных сигналов.

Introduction

Транспортный данных в телекоммуникационных сетей оптически, так как только оптические волокна обеспечивают потенциал, необходимый для современной трафика данных, передаваемого во всем мире. Тем не менее, в каждом узле сети оптический сигнал должен быть передан в электрическую домена с целью его обработки. После обработки сигнал преобразуется обратно в оптическом диапазоне для дальнейшей передачи. Этот двойной передачи между доменами занимает очень много времени и энергоемким. Для того чтобы использовать все-оптического обработку данных, проблема промежуточного хранения должна быть решена. Таким образом, много методов для хранения или буферизации оптических сигналов были предложены. Самый простой способ, чтобы отправить сигналы в матрицу волноводов с различными длинами 2. Тем не менее, эти матрицы громоздки и время хранения не может быть настроена так как он предопределен длины волновода.

Метод "Замедленное Свет" опирается на tunabле изменение индекса группа рефракционной среды, чтобы замедлить скорость распространения оптического сигнала импульсов 2. Ряд физических явлений и материальные системы могут быть использованы для этой цели 3-6. Тем не менее, с помощью этих методов сигнал может быть замедлен несколько битовых длины, которая на сегодняшний день не достаточно для оптических сетевых узлов 7,8.

Другой подход использует преобразование длины волны и дисперсии для генерации перестраиваемых задержек. Таким образом, центральная длина волны входного сигнала сдвинуты по нелинейной оптической преобразования. После этого сигнал подается в очень дисперсионной волокна. Разница в групповой скорости в дисперсионной волокна приводит к задержке, которая пропорциональна произведению сдвига длины волны и дисперсии групповой скорости (дГС) в волокне. Со вторым преобразования длины волны смещается обратно в исходное значение. Для методов сдвига длины волны, как ЧВ или самостоятельно фазы моdulation могут быть использованы. С переходом и времени дисперсия способ хранения до 243 нсек перестраиваемого задержки, которые соответствуют 2400 бит, было зарегистрировано 10. Тем не менее, преобразования длины волны и дисперсионные методы в целом нуждаются в специальных компонентов и установок для производства большой сдвиг длины волны и / или большой ДГС. Кроме того, они являются одними из самых сложных и энергоемких методов задержки 2.

Другие методы хранения оптический сигнал в возбуждении материальной системы. Зонд луч затем используется для чтения информации. Как правило, эти системы не могут быть использованы в области телекоммуникаций, поскольку они требуют сверхвысоких или-низких температурах 11, не будет работать с телекоммуникационными полосы пропускания, или требуют довольно сложных установок и высокую мощность 12-14.

Здесь мы показываем, как основное свойство сигналов (частотно-временной когерентности) могут быть использованы для хранения пакетов оптических данных. Sincе не возбуждение материальной системы не используется, мы назвали метод Квази-свет хранения (QLS) 15-17. QLS не зависит от модуляции, формата данных и скорости передачи данных пакетов и может хранить оптические пакеты для нескольких тысяч бит длиной 18.

Основная идея видно на фиг.1, здесь прямоугольной формы импульсов показаны. Однако метод работает для каждого формы импульса и для пакетов импульсов. Единственное ограничение состоит в том, что сигналы должны быть ограничены во времени.

Рисунок 1
Частотно-временной когерентности при интенсивности модулированного сигнала 23 Рисунок 1.. Один прямоугольный сигнал во временной области (а) представлена ​​si-функции в частотной Domaв (б). Здесь нормированная интенсивность показано, так как это не возможно, чтобы измерить полей с оптического оборудования. Представление во временной области для последовательности прямоугольных сигналов показано в (с). Эта последовательность имеет все тот же спектральный форму. Но, он состоит из равноудаленных одиночных частот под синк-конверт (г). Ось времени нормализуются половине длительности одного сигнала и частотной оси на первые переходов через нуль, соответственно. Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение.

Прямоугольный импульс во временной области (рис. 1а) имеет "синусовый Cardinalis" или функции Sinc Sin (пикселей) / PX формы спектр (рис. 1b) где все частоты в соответствии с огибающей присутствуют. Поезд прямоугольных импульсов во временной области (рис. 1в) предстоит еще очень сиФункция пс форме спектра (рис. 1г) с пропускной способностью Δ ф. Но в связи с периодичностью, не все частоты присутствуют больше. Вместо этого, спектр состоит из эквидистантных частот и обратным шагом частоты определяет разделение времени между импульсами Δ T = 1 / Δ V.

Основная идея из QLS теперь просто извлечь эквидистантных частот из спектра входного пакета. В связи с частотно-временной когерентности это приводит к копированию пакета во временной области. Копия с требуемой задержки могут быть извлечены с помощью переключателя временной области.

Принцип нашей эксперимента приведена на рисунке 2. Ограничены во времени входной сигнал умножается на частотной гребенки в частотной области. Для умножения нелинейный эффект ВРМБ (SBS) используется. Результаты являются равноудаленными копии входного сигнала в гоэ временной области. Один из сигналов экстрагируют переключатель приводится в действие прямоугольной функции. Таким образом, на выходе памяти в принципе без искажений копия входного импульса можно ожидать.

Рисунок 2
Рисунок 2. Основная идея в квази-света хранения 15. Ограничена во времени входного сигнала (а) умножается с частотной гребенки (б) в частотной области, который обозначается с X. Это приводит к различным копий сигнал во временной области (с). От генерируемого импульсов один из экземпляров (г) экстрагируют переключателя временной области с помощью прямоугольного сигнала чтения (е). Переключатель может быть модулятор. Результатом является хранение оптического сигнала. УлOrage время определяется частотным интервалом между гребенок линий и сигнала считывания. Нажмите сюда, чтобы посмотреть увеличенное изображение.

Сам SBS является нелинейный эффект, что может произойти в стандартных одномодовых волокон (SSMF) при малых мощностях. Таким образом, сигнал взаимодействует с изменением оптической плотности, которая генерируется волны, распространяющейся счетчик насоса. Если волна сигнал понижающую передачу по частоте, усиление область образована в котором сигнал будет усилен. Если это до сдвинутый сигнал будет ослаблен в соответствующей области потерь. Частотный сдвиг между насосом и сигнала определяется акустической волны, которое зависит от свойств материала. Самое большое преимущество SBS для представленной заявки является узкая полоса пропускания Δ е СБС области усиления. Таким образом, практически SBS образует узкий оптический фильтр ширины линии. Узкая полоса пропускания тон приобретет область зависит от эффективной длины и площади волокна, а также от используемого мощности накачки 19. Естественный полной ширины на половине высоты (FWHM) пропускной способностью усиления SBS в SSMF составляет около 30 МГц. В специальных волноводов, таких как AllWave волокон, и с высокими мощностях накачки, пропускная способность может быть снижена до 10 МГц 20. В связи с пропускной способностью фильтра различные копии покрыты оболочкой. Таким образом, максимальное время хранения из QLS обратно зависит от пропускной способности SBS. Пропускная способность 10 МГц приведет к максимальным временем хранения 100 нс. Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение.

Для передачи очень высокой скорости информация должна быть закодирована в фазе несущей вместо его амплитуды, так как это предлагает много преимуществ. Таким образом, в отличие от импульсов, сигналы на этих оптических сетей имеют постоянную амплитуду. <сильный> 3 показана такая фаза модулированного сигнала во времени (слева) и частотной области (справа). Этот спектр может быть выбраны таким же образом, что и амплитудно-модулированного сигнала 21. На самом деле спектр прямоугольной функции для интенсивности и фазово-модулированных сигналов отфильтровывают из-за передачи, который ограничивает спектр.

Рисунок 3
Частотно-временной когерентности для фазовой модуляции 21. В фазы модулированного сигнала фазы несущей изменяется посредством сигнала, который должен быть передан Рисунок 3.. Если каждый символ состоит из 1 бита, фаза изменяется между 0 и π, например. Левая часть рисунка показывает полученное представление во временной области для такого фазового сдвига двоичного шпонкой(BPSK) сигнал. Результирующий сигнал частотной области показано на правой стороне. По сравнению с фиг.1 видно, что спектр фазы модулированного сигнала качественно такая же, как и интенсивности модулированного сигнала. Таким образом, QLS могут быть применены таким же образом.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Подготовка системы (рис. 4)

  1. Вставьте LD1 лазерных диодов и LD2 в конкретной горе и подключите его с током (НРС) и терморегуляторов (TEC). Включите устройства и проверьте функциональность лазерных диодов с анализатором оптического спектра. Как правило, длина волны телеком вокруг 1550 нм.
  2. Подключите лазерный диод с модуляторов (IM / PM и MZM1) в соответствии с настройками на рисунке 4. Оптические разъемы должны быть очищены перед использованием, чтобы обеспечить чистую поверхность для сцепления. Подключите источник питания (не показан) и сигнал от генератора сигнала (AWG) с дополнительным электрическим усилителем на модулятор. Убедитесь, что максимальное оптические и электрические потребляемая мощность при модулятора не был превышен. Каждый модулятор оснащен контроллером поляризации.

/ Files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg "Первоначально" / files/ftp_upload/50468/50468fig4.jpg "/>
Рисунок 4. Экспериментальная установка из QLS причем хранение интенсивности и фазы модулированных сигналов можно. Синий помечены раздел нужен только для обнаружения фазовых модулированных сигналов. Процесс QLS происходит в оптическом волокне. Желтый помечены раздел определяет гетеродинного детектирования в частотной гребенки. TEC: регулятор температуры, НРС: источник тока лазерного диода, Л. Д.: лазерный диод, И. М.: модулятор интенсивности, PM: фазовый модулятор, ПК: контроллер поляризации, AWG: генератор сигналов произвольной формы, MZM: Маха-Цандера модулятор, EDFA: эрбия легированных волокна усилитель, C: циркуляционный насос, Ло: гетеродин, Osci: осциллограф, OSA: анализатор оптического спектра, PD: фотодиод, ЕКА: электрический анализатор спектра. Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение.

Подключение волокна с модулятором для сигнала данных. Для фазовых модулированных сигналов он должен быть фазовый модулятор (ПМ) и для сигналов с модуляцией интенсивности модулятора света (IM). Как правило, скорость передачи данных для эксперимента находится в диапазоне Гбит. Другая сторона волокна соединен с портом 2 циркулятора (С). Используется AllWave волокна в наших экспериментах имеет следующие технические характеристики: L = 20 км, Δ е SBS = 10,2 МГц, е SBS = 10,852 ГГц, Р й ≈ 9.1 дБм.
  • Подключите модулятор амплитуды для генерации частоты гребенки (MZM1) с оптического усилителя (EDFA). Гребень должен покрывать ширину полосы сигнала данных. Выход EDFA соединен с портом 1 циркулятора.
  • Для обнаружения фазовых модулированных сигналов, ссылка на источник обязательна необходим. Подключение гетеродин (LO) вместе с выходом 3 циркуляционного насоса на 50/50 муфты. Для внутр ensity модулированных сигналов, эта часть не требуется. Как LO волоконный лазер (Koheras) используется.
  • Для фазовых модулированных сигналов: подключение третьей модулятор (MZM2) для извлечения отложенных копии с выходом 50/50 муфты. Для сигналов с модуляцией интенсивности, подключите MZM2 непосредственно к порту 3 циркуляционного насоса. Поставка модулятор с напряжения смещения (не показан) и прямоугольного сигнала от выходного порта CH1 Mkr1 генератора формы сигнала для извлечения. Таким образом, первоначальные сигналы данных, а также прямоугольный сигнал для извлечения синхронизированы.
  • Для обнаружения и анализа: подключить 90/10 соединителя после MZM2. Осциллограф связано с 90%-порту ответвителя и 10% часть связана с анализатора оптического спектра.
  • Запрограммировать генератор сигналов с требуемыми сигналами для пакета данных, в частотной гребенки и прямоугольного сигнала. Частотная гребенка порождается периодической синк-функции.
  • e_title "> 2. Измерение

    1. Включите выход для сигнала данных в генераторе сигнала (AWG). Измените уклон для модулятора (IM / PM) на источнике питания и контроля качества сигнала на экране осциллографа. После регулировки лучшее качество повернуть выход генератора офф сигнала. Модуляторы должен быть установлен вокруг линейной рабочей точки. Типичные значения можно найти в разделе результатов.
    2. Настроить качество частотной гребенки с гетеродинного детектирования. Примером относительно хорошем частотной гребенки качества показано на рисунке 5. Частотная гребенка должна быть плоской, например, все частотные компоненты имеют одинаковую интенсивность и стабильны во времени, а также достаточно широким, чтобы охватить весь спектр. Кроме того, по краям гребня должна быть крутой, например, не существует никаких очевидных частотные компоненты с низкой интенсивностью по бокам.
    3. Гетеродин гребень Я обнаружения: Подключите выход MZM1 с 50/50 соupler. Другое отверстие муфты связано с волоконного лазера (Koheras) как локального генератора.
    4. Гетеродинного детектирования гребень II: Из-за ограниченной полосы пропускания фотодиодом и электрической анализатора спектра, первый выход соединитель должен быть подключен к анализатора оптического спектра, чтобы установить расстояние между гетеродина и сигналом до примерно 8 ГГц путем изменения температуры лазера.
    5. Гетеродин обнаружение гребень III: После регулировки удалить анализатора оптического спектра и подключить фотодиод и электрического анализатора спектра к выходу 50/50 муфты. Отрегулируйте напряжение смещения гребенки модулятора для достижения плоскую частотную гребенку. После завершения подключения выходной сигнал модулятора снова к оптическому усилителю (EDFA).
    6. Отрегулируйте расстояние между обеими лазерных диодов (IM / PM и MZM1) в отношении Бриллюэна сдвига с непрерывными волновых сигналов. Таким образом, убедитесь, что выход генератора сигнала является туrned прочь.
    7. Включите оптического усилителя. Посмотрите анализатора оптического спектра и установить выходную мощность EDFA до значения ниже порога ВРМБ.
    8. Теперь сдвиг длины волны лазерного диода, который генерирует сигнал данных (IM / PM) в области усиления насоса (MZM1). Сигнал будет усилен, если длина волны является правильным.
    9. Для оптимизации изменять поляризацию сигнала данных и, следовательно, интенсивность до максимума.
    10. Включите оба выхода (сигнал данных и гребенки) генератора сигнала. Увеличение выходной мощности EDFA. Теперь частотная гребенка извлечет равноудаленные компоненты из спектра. Осциллограф должен показывать различные экземпляры, порожденные QLS. Для уменьшения искажений немного сдвинуть длину волны сигнала данных и изменять поляризацию.
    11. Чтобы извлечь один из экземпляров использовать один из маркерных сигналов генератора импульсов заданной формы или внешнего источникакоторые могут производить прямоугольного импульса. Настройка прямоугольного импульса с длиной пакета.
    12. Включите уклоном для MZM2 и изменить его в рабочей точке, где извлеченный сигнал развернутого и все другие копии подавленной. Теперь сдвига прямоугольного импульса к требуемой версии хранимой шаблона.
    13. Хранимая шаблон данных могут быть сохранены с помощью осциллографа и оценены с программным обеспечением, например, происхождения.
    14. Для переключения между измерением интенсивности и фазы модулированных сигналов, модулятор для сигнала данных должна быть изменена с IM для модуляцией интенсивности сигналов ТЧ для фазовых модулированных сигналов. Кроме того, для фазовых модулированных сигналов гетеродина в качестве справочного источника должен быть добавлен к установке в соответствии с фиг.4.

    Рисунок 5 Рисунок 5. Почти плоская частотная гребенка с 13 филиалов. Гребень был обнаружен с помощью гетеродинного детектирования. Для обнаружения гетеродин объединяли через ответвитель 3 дБ с оптического сигнала и детектировали с фотодиодом. Частотная гребенка измеряли и записывался с электрической анализатора спектра. Выходная мощность гетеродина было 6 дБм, а оптическая сила гребень 8 дБм. Расстояние между гетеродином и оптической гребенки был 9,8 ГГц. Для лучшего обзора в ось частоты нормирована на центральной частоте гребенки, которая была вокруг 193,5 ТГц (1550 нм). Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Representative Results

    Для измерения был использован 10110101 модуляцией интенсивности шаблон данных со скоростью передачи данных 1 Гбит. Черная линия на рисунке 6 представляет собой исходный сигнал и цветные линии представляют различные сроки хранения, достигнутые с QLS. Ссылка измеряется без QLS и отключенной выключателем на выходе. Под раз идеальные условия хранения до 100 нс достижимы. Результаты для хранимой 11001101 комбинации данных сигнала фазы модулированного, снова скоростью передачи данных 1 Гбит можно увидеть на рисунке 7, с опорным сигналом на левой стороне (черной) и различные извлеченные копии SBS основе QLS . Сохраненные версии оригинального сигнала практически без искажений. Это означает, что есть только небольшие изменения в амплитуде битов в пакете, а также просто небольшое уширение импульса. Измерение искажений осуществляется качественное для каждого пакета наизмерения определенных значений с помощью осциллографа.

    Качество и количество копий зависит от мощности накачки, плоскостности гребенки и поляризации. Если частотная гребенка не достаточно плоским, искажения в структуре и различных копий произойти. Если мощность насоса слишком низкое будет меньшее количество копий, так как мощность для каждой отдельной строки в гребенке будет уменьшаться. В случае низкой мощности накачки ширина полосы усиления SBS будет шире, и поэтому максимальное время хранения уменьшается. Кроме того, если мощность накачки является слишком низкой, нет усиление SBS и нет фильтрации. Как видно, максимальное время хранения на рисунке 7 60 нс. В связи с ограничениями оборудования, мощности накачки во время измерения была слишком низкой. Поэтому Бриллюэна ширина полосы усиления не может быть сведена до минимума, а максимальное время хранения не должна превышать 60 нс.

    Рисунок 6. Квази свет хранение интенсивностью модулированного сигнала 17. В рисунке результаты измерений при интенсивности модулированного сигнала с битовой последовательности 10110101 могут быть видны. Копии генерируемые QLS показаны в дополнение к опорным сигналом слева (черный). Используется частотная гребенка создана по СРГ и MZM. Ввода высокочастотной энергии из MZM составила 20 дБм, а напряжение смещения 3,76 В. В эксперименте выходная мощность EDFA для гребенки составила 26 дБм. Сигнал данных был сгенерирован СРГ и другим модулятора, а также. Входная мощность РЧ данные на модулятор был 24 дБм, а напряжение смещения 1,54 В. оптической мощности сигнала данных было 6 дБм. Как Бриллюэна среды был использован в 20 км AllWave волокна. В QLS генерировать различные копии исходного сигнала. EvERy копия экстрагировали отдельно с MZM с приводом от прямоугольного сигнала. Мощность входного ВЧ было 4 дБм и напряжение смещения было 2,57 В. измерение сигнала данных, а также копии было сделано с помощью осциллографа с оптическим входом. Ху данные извлеченных экземпляров был спасен и проанализированы. Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение.

    Рисунок 7
    На рисунке 7. Квази хранение свет фазового модулированного сигнала 21. Черная линия на левой стороне показано исходное 11001101 шаблон данных. Цветные линии показывают различные извлеченные копии, которые генерируются с помощью QLS. Используется частотная гребенка создана по фазовую функцию из СРГ и МЗМ. MZM был обусловлен при 20 входной мощности дБм РФ и напряжении смещения 3,76 В. Сигнал данных генерируется из СРГ, а также, и переносят в оптическом диапазоне с фазового модулятора приводом с ВЧ мощности от 19 дБм. Как Бриллюэна среды был использован в 20 км AllWave волокна. Выходная мощность ВУЛЭ для гребенки был 23 дБм. Оптическая сила сигнала данных перед волокна составила 10 дБм. Копии, созданные с помощью QLS извлекаются с MZM и прямоугольного сигнала из СРГ. Мощность входного ВЧ было 4 дБм и напряжение смещения составляет 3,5 В. Для обнаружения копии с осциллографом сигнал в сочетании с гетеродином, чтобы получить опорной фазой, как описано в процедуре части. Сигнал измеряется и записывается с помощью осциллографа и оценены с происхождения. Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Discussion

    Наиболее важным шагом в процессе эксперимента является регулировка частотной гребенки, т.е. полосы пропускания, плоскостности и позиции по отношению к сигналу данных в частотной области. Согласно теоремы отсчетов в частотной области, искажения сигнала можно избежать, если вся полоса пропускания оптического пакета дискретизируется с идеально плоским гребнем. Таким образом, ширина полосы частот оптического пакета определяет минимальную пропускную способность частотной гребенки и в этой полосе гребень должен быть как можно более плоскими. Неидеальной частотной гребенки приведет к неправильной умножения со спектром данных и, следовательно, к неравномерному выборку спектра. Это приведет к значительному увеличению искажения. Такой же эффект имеет место, когда положение усиления гребнем и спектр данных не подходит правильно. Если только половина усиления расчески находится в пределах спектра данных, например, результат будет неравномерным пробы спектр и искажения будут увеличены.

    Общий срок хранения напрямую зависит от пропускной способности усиления Бриллюэна. Таким образом, за счет уменьшения пропускной способности время хранения может быть значительно увеличена. Это может быть сделано путем наложения коэффициента усиления с двух поражений 17, а также Uспеть многопартийной системы 22 этап Бриллюэна. Эти изменения являются легко осуществить, но повысить сложность системы, соответственно. Кроме того, время хранения может быть повышена с помощью петлю вокруг системы. Поэтому извлеченный пакет подается обратно в систему после каждого цикла.

    Выдающиеся Преимущества этого метода являются перестраиваемый, время высоко хранения, а также независимость от формата модуляции и довольно простой установки. Другие сопоставимые методы все оптические запоминающие устройства ограничены сроков хранения несколько битов, как медленно света подхода 8 или имеют фиксированный срок хранения, например в матрице петли.

    Необходимые компоненты для QLS имеются в продаже и могут быть легко интегрированы. Как медленного света среде само волокно передачи могут быть использованы. Поэтому сетевые узлы могут быть легко оснащен техники QLS. Единственный компонент, который необходим в дополнениеявляется центральным логика управления, который контролирует сроки хранения.

    Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

    Disclosures

    Авторы заявляют, что они не имеют конкурирующие финансовые интересы. Автор, Томас Шнайдер, является сотрудником Deutsche Telekom AG. Автор, Стефан Пройслер, получил финансирование, который был предоставлен Deutsche Telekom инновационных лабораторий.

    Acknowledgments

    Мы выражаем глубокую признательность за финансовую поддержку Deutsche Telekom инновационных лабораторий.

    Materials

    Name Company Catalog Number Comments
    Laser diode 3S Photonics A1905LMI 2x
    Laser Mount Tektronix LDH BFY-B2 2x
    Temperature Controller LightWave LDT-5948 2x
    Current Controller LightWave LDX-3220 2x
    Optical amplifier High-Wave HWT-EDFA-B-30-1-FC/PC
    Circulator OFR OCT-3-IR2
    Waveform Generator Tektronix AWG7102
    Fiber 20 km OFS AllWave-ZWP G652C-D
    Polarization Controller Thorlabs Fiber Pol. Contr. IPC030 2x
    Modulator Avanex IM-10-P Phase
    Modulator Avanex SD20 Amplitude, extract
    Modulator Avanex PowerBit F-10 Amplitude, data
    Modulator Covega Mach10 Amplitude, comb
    Optical Spectrum Analyzer Yokogawa AQ6370C
    Oscilloscope Agilent DCA-J 86100C
    Measurement Module Agilent 86106B
    Fiber Laser Koheras Adjustik
    Coupler Newport F-CPL-L22151-P Ratio: 90/10
    Coupler Newport F-CPL-L12155-P Ratio: 50/50
    Power supply Zentro-Elektrik LD 2x15/1 GB
    Electrical amplifier SHF 826H
    Supply port SHF B826
    Electrical amplifier Amplifier Research 10W1000
    Photodiode Newport D-8ir
    Electrical spectrum analyzer HP 8563E

    DOWNLOAD MATERIALS LIST

    References

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

    Tags

    Физика выпуск 84 оптической связи оптический свет хранения ВРМБ оптическая обработка сигнала пакеты оптических данных телекоммуникации
    Квази-свет для хранения оптических пакетов данных
    Play Video
    PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

    Cite this Article

    Schneider, T., Preußler, S.More

    Schneider, T., Preußler, S. Quasi-light Storage for Optical Data Packets. J. Vis. Exp. (84), e50468, doi:10.3791/50468 (2014).

    Less
    Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
    View Video

    Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

    Waiting X
    Simple Hit Counter