Method Article

Quasi-light storage dla optycznych pakietów danych

DOI:

10.3791/50468

⸱

February 6th, 2014

 , 
1Institut für Hochfrequenztechnik, Hochschule für Telekommunikation, Leipzig

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Artykuł opisuje procedurę przechowywania pakietów danych optycznych o dowolnej modulacji, długości fali i szybkości transmisji danych. Pakiety te są podstawą nowoczesnej telekomunikacji.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dzisiejsza telekomunikacja opiera się na pakietach optycznych, które przesyłają informacje w sieciach światłowodowych na całym świecie. Obecnie przetwarzanie sygnałów odbywa się w domenie elektrycznej. Bezpośrednie przechowywanie w domenie optycznej pozwoliłoby uniknąć przesyłania pakietów do domeny elektrycznej i z powrotem do domeny optycznej w każdym węźle sieci, a tym samym zwiększyłoby prędkość i prawdopodobnie zmniejszyłoby zużycie energii przez telekomunikację. Jednak światło składa się z fotonów, które rozchodzą się z prędkością światła w próżni. W związku z tym magazynowanie światła jest dużym wyzwaniem. Istnieją pewne metody na zmniejszenie prędkości światła lub na jego przechowywanie w wzbudzeniach ośrodka. Metody te nie mogą być jednak stosowane do przechowywania optycznych pakietów danych stosowanych w sieciach telekomunikacyjnych. Tutaj pokazujemy, w jaki sposób spójność czasowo-częstotliwościowo-przestrzenna, która obowiązuje dla każdego sygnału, a więc także dla pakietów optycznych, może być wykorzystana do budowy pamięci optycznej. Przyjrzymy się tłu i pokażemy szczegółowo i na przykładach, w jaki sposób grzebień częstotliwości może być używany do kopiowania pakietu optycznego, który wchodzi do pamięci. Jedna z tych kopii w dziedzinie czasu jest następnie wydobywana z pamięci przez przełącznik dziedziny czasu. Pokażemy tę metodę zarówno dla intensywności, jak i dla sygnałów modulowanych fazowo.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Transport danych w sieciach telekomunikacyjnych odbywa się optycznie, ponieważ tylko światłowody oferują przepustowość wymaganą dla dzisiejszego ruchu danych przesyłanych na całym świecie. Jednak w każdym węźle sieci sygnał optyczny musi zostać przesłany do domeny elektrycznej w celu jego przetworzenia. Po przetworzeniu sygnał jest konwertowany z powrotem do domeny optycznej w celu dalszej transmisji. Ten podwójny transfer między domenami jest zarówno czasochłonny, jak i energochłonny. Aby można było korzystać z całkowicie optycznego przetwarzania danych, należy rozwiązać problem pamięci pośredniej. W związku z tym zaproponowano wiele metod przechowywania lub buforowania sygnałów optycznych. Najprostszym sposobem jest wysłanie sygnałów do matrycy falowodów o różnych długościach2. Jednak te matryce są nieporęczne, a czasu przechowywania nie można dostroić, ponieważ jest on z góry określony przez długość falowodu.

Metoda "Slow-Light" polega na regulowanej zmianie grupowego współczynnika załamania światła w celu spowolnienia prędkości propagacji impulsów sygnału optycznego2. W tym celu można wykorzystać kilka efektów fizycznych i systemów materialnych3-6. Jednak dzięki tym metodom sygnał może zostać spowolniony o zaledwie kilka długości bitów, co jest zdecydowanie niewystarczające dla węzłów sieci optycznej7,8.

Inne podejście wykorzystuje konwersję długości fali i dyspersję do generowania regulowanych opóźnień. W ten sposób środkowa długość fali sygnału wejściowego jest przesuwana poprzez nieliniową konwersję optyczną. Następnie sygnał jest podawany do światłowodu o wysokiej dyspersji. Różnica w prędkości grupowej we włóknie dyspersyjnym prowadzi do opóźnienia, które jest proporcjonalne do iloczynu przesunięcia długości fali i dyspersji prędkości grupowej (GVD) we włóknie. Przy drugiej konwersji długość fali jest przesuwana z powrotem do pierwotnej wartości. Do przesunięcia długości fali można zastosować techniki, takie jak mieszanie czterofalowe lub samodzielna modulacja fazy. W przypadku metody konwersji i dyspersji czasy przechowywania do 243 ns przestrajalnego opóźnienia, co odpowiada 2400 bitom, wynosiły10. Jednak metody konwersji i dyspersji długości fali na ogół wymagają specjalnych komponentów i konfiguracji do uzyskania dużego przesunięcia długości fali i/lub dużej GVD. Ponadto są to jedne z najbardziej złożonych i energochłonnych metod opóźniania2.

Inne metody przechowują sygnał optyczny w wzbudzeniu systemu materialnego. Następnie do odczytania informacji używana jest wiązka sondy. Zazwyczaj systemy te nie mogą być stosowane w dziedzinie telekomunikacji, ponieważ wymagają bardzo wysokich lub -niskich temperatur11, nie będą działać z przepustowościami telekomunikacyjnymi lub wymagają dość skomplikowanych konfiguracji i dużej mocy12-14.

Tutaj pokazujemy, jak podstawowa właściwość sygnałów (spójność czasowo-częstotliwościowa) może być wykorzystana do przechowywania pakietów danych optycznych. Ponieważ nie stosuje się wzbudzenia układu materiałowego, nazwaliśmy metodę Quasi-light Storage (QLS)15-17. QLS jest niezależny od modulacji, formatu danych i szybkości transmisji danych pakietów i może przechowywać pakiety optyczne o długości kilku tysięcy bitów18.

Podstawową ideę można zobaczyć na rysunku 1, tutaj pokazane są impulsy o kształcie prostokątnym. Jednak metoda działa dla każdego kształtu impulsu i dla pakietów impulsów. Jedynym ograniczeniem jest to, że sygnały muszą być ograniczone czasowo.

figure-introduction-1
Rysunek 1. Koherencja czasowo-częstotliwościowa dla sygnału modulowanego natężeniem23. Pojedynczy sygnał prostokątny w dziedzinie czasu (a) jest reprezentowany przez funkcję cynkową w dziedzinie częstotliwości (b). Tutaj pokazane jest znormalizowane natężenie, ponieważ nie jest możliwe zmierzenie pól za pomocą sprzętu optycznego. Reprezentacja dziedziny czasu dla sekwencji sygnałów prostokątnych jest pokazana w (c). Sekwencja ta ma wciąż ten sam kształt widmowy. Ale składa się z równoodległych pojedynczych częstotliwości pod otoczką cynkową (d). Oś czasu jest znormalizowana odpowiednio do połowy czasu trwania pojedynczego sygnału, a oś częstotliwości do pierwszych przekroczeń zera. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większy obraz.

Prostokątny impuls w dziedzinie czasu (Rysunek 1a) ma widmo "sinus cardinalis" lub sinc function sin(px) / px (Rysunek 1b), gdzie obecne są wszystkie częstotliwości pod obwiednią. Ciąg impulsów prostokątnych w dziedzinie czasu (rysunek 1c) ma nadal widmo w kształcie funkcji (rysunek 1d) o szerokości pasma Δf. Ale ze względu na okresowość nie wszystkie częstotliwości są już obecne. Zamiast tego widmo składa się z równoodległych częstotliwości, a odwrotność odstępu częstotliwości określa separację czasową między impulsami ΔT = 1/Δv.

Podstawową ideą QLS jest teraz po prostu wyodrębnienie jednakowo odległych częstotliwości z widma pakietu wejściowego. Ze względu na spójność czasowo-częstotliwościową powoduje to skopiowanie pakietu w dziedzinie czasu. Kopia z żądanym opóźnieniem może zostać wyodrębniona za pomocą przełącznika w dziedzinie czasu.

Zasada naszego eksperymentu jest pokazana na rysunku 2. Ograniczony czasowo sygnał wejściowy jest mnożony przez grzebień częstotliwości w dziedzinie częstotliwości. Do namnażania wykorzystuje się nieliniowy efekt wymuszonego rozpraszania Brillouina (SBS). Wyniki są równoodległymi kopiami sygnału wejściowego w dziedzinie czasu. Jeden z sygnałów jest pobierany za pomocą przełącznika sterowanego funkcją prostokątną. W ten sposób na wyjściu pamięci w zasadzie można spodziewać się wolnej od zniekształceń kopii impulsu wejściowego.

figure-introduction-2
Rysunek 2. Podstawowa idea Quasi-lekkiego Magazynu15. Ograniczony czasowo sygnał wejściowy (a) jest mnożony przez grzebień częstotliwości (b) w dziedzinie częstotliwości, który jest oznaczony znakiem X. To prowadzi do odmiennych kopii sygnału w dziedzinie czasu (c). Z wygenerowanego ciągu impulsów jedna z kopii (d) jest wydobywana za pomocą przełącznika w dziedzinie czasu przez prostokątny sygnał odczytu (e). Przełącznik może być modulatorem. Rezultatem jest zapamiętywanie sygnału optycznego. Czas przechowywania jest określony przez odstępy częstotliwości między liniami grzebienia a odczytanym sygnałem. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większy obraz.

SBS sam w sobie jest nieliniowym efektem, który może wystąpić w standardowych światłowodach jednomodowych (SSMF) przy niskich mocach. W ten sposób sygnał oddziałuje ze zmianą gęstości optycznej, która jest generowana przez przeciwbieżnie rozchodzącą się falę pompy. Jeśli częstotliwość fali sygnału zostanie zmniejszona, powstaje obszar wzmocnienia, w którym sygnał zostanie wzmocniony. Jeśli zostanie przesunięty w górę, sygnał zostanie stłumiony w odpowiednim obszarze straty. Przesunięcie częstotliwości między pompą a sygnałem jest definiowane przez falę akustyczną, która zależy od właściwości materiału. Największą zaletą SBS dla prezentowanej aplikacji jest wąskie pasmo ΔfSBS obszaru wzmocnienia. W ten sposób praktycznie SBS tworzy filtr optyczny o wąskiej szerokości linii. Wąska szerokość pasma obszaru wzmocnienia zależy od efektywnej długości i powierzchni światłowodu, a także od zastosowanej mocy pompy19. Naturalna pełna szerokość pasma przy połowie maksymalnego (FWHM) wzmocnienia SBS w SSMF wynosi około 30 MHz. W specjalnych falowodach, takich jak światłowody AllWave, i przy dużych mocach pomp, szerokość pasma można zmniejszyć do 10 MHz20. Ze względu na przepustowość filtra, różne kopie są pokryte kopertą. W związku z tym maksymalny czas przechowywania QLS jest odwrotnie proporcjonalny do przepustowości SBS. Szerokość pasma 10 MHz skutkowałaby maksymalnym czasem przechowywania wynoszącym 100 nsec. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większy obraz.

Dla transmisji z bardzo dużą szybkością transmisji bitów informacja musi być zakodowana w fazie nośnej, a nie w jej amplitudzie, ponieważ oferuje to wiele korzyści. Tak więc, w przeciwieństwie do impulsów, sygnały w tych sieciach optycznych mają stałą amplitudę. Rysunek 3 przedstawia taki sygnał modulowany fazowo w dziedzinie czasu (po lewej) i częstotliwości (po prawej). Widmo to może być próbkowane w taki sam sposób, jak widmo sygnału modulowanego amplitudą21. W rzeczywistości widmo funkcji prostokątnej dla sygnałów z modulacją intensywności i fazy jest filtrowane ze względu na transmisję, co ogranicza widmo.

figure-introduction-3
Rysunek 3. Koherencja czasowo-częstotliwościowa dla modulacji fazowej21. W sygnale modulowanym fazowo faza nośnej jest zmieniana przez sygnał, który ma zostać przesłany. Jeśli każdy symbol składa się z 1 bitu, faza jest zmieniana na przykład między 0 a π. Lewa strona rysunku pokazuje wynikową reprezentację w dziedzinie czasu dla takiego binarnego sygnału z kluczem przesunięcia fazowego (BPSK). Wynikowy sygnał w dziedzinie częstotliwości jest pokazany po prawej stronie. W porównaniu z rysunkiem 1 można zauważyć, że widmo sygnału modulowanego fazowo jest jakościowo takie samo jak widmo sygnału modulowanego natężeniem. W ten sam sposób można zastosować QLS.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Przygotowanie systemu (Rysunek 4)

  1. Włóż diody laserowe LD1 i LD2 do specjalnego uchwytu i połącz go z regulatorami prądu (LDC) i temperatury (TEC). Włącz urządzenia i sprawdź działanie diod laserowych za pomocą optycznego analizatora widma. Zwykle używana jest długość fali telekomunikacyjnej około 1,550 nm.
  2. Podłącz diodę laserową do modulatorów (IM/PM i MZM1) zgodnie z konfiguracją na rysunku 4. Złącza optyczne należy oczyścić przed użyciem, aby zapewnić czystą powierzchnię do sprzężenia. Podłącz zasilanie (nie pokazano) i sygnał z generatora przebiegów (AWG) za pomocą dodatkowego wzmacniacza elektrycznego do modulatora. Upewnij się, że maksymalna optyczna i elektryczna moc wejściowa modulatora nie została przekroczona. Każdy modulator wyposażony jest w kontroler polaryzacji.

figure-protocol-1
Rysunek 4. Eksperymentalna konfiguracja QLS, dzięki której możliwe jest przechowywanie sygnałów modulowanych intensywnością i fazą. Sekcja oznaczona na niebiesko jest potrzebna tylko do wykrywania sygnałów modulowanych fazowo. Proces QLS odbywa się w światłowodzie. Sekcja oznaczona na żółto określa wykrywanie heterodyny grzebienia częstotliwości. TEC: regulator temperatury, LDC: źródło prądu diody laserowej, LD: dioda laserowa, IM: modulator natężenia, PM: modulator fazy, PC: regulator polaryzacji, AWG: generator przebiegów arbitralnych, MZM: modulator Mach-Zehnder, EDFA: wzmacniacz światłowodowy domieszkowany erbem, C: cyrkulator, Lo: oscylator lokalny, Osci: oscyloskop, OSA: optyczny analizator widma, PD: fotodioda, ESA: elektryczny analizator widma. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większy obraz.

  1. Podłącz światłowód do modulatora dla sygnału danych. Dla sygnałów z modulacją fazy musi to być modulator fazy (PM), a dla sygnałów z modulacją natężenia modulator natężenia (IM). Zazwyczaj szybkość transmisji danych dla eksperymentu mieści się w zakresie Gb/s. Druga strona światłowodu jest połączona z portem 2 cyrkulatora (C). Zastosowane włókno AllWave w naszych eksperymentach ma następujące specyfikacje: L = 20 km, ΔfSBS = 10,2 MHz, fSBS = 10,852 GHz, Pth ≈ 9,1 dBm.
  2. Podłącz modulator amplitudy do generowania grzebienia częstotliwości (MZM1) ze wzmacniaczem optycznym (EDFA). Grzebień musi pokrywać szerokość pasma sygnału danych. Wyjście EDFA jest połączone z portem 1 pompy cyrkulacyjnej.
  3. Do wykrywania sygnałów modulowanych fazowo potrzebne jest źródło odniesienia. Podłącz lokalny oscylator (LO) razem z wyjściem 3 cyrkulatora do łącznika 50/50. W przypadku sygnałów z modulacją intensywności ta część nie jest wymagana. Jako LO używany jest laser światłowodowy (Koheras).
  4. W przypadku sygnałów modulowanych fazowo: podłączyć trzeci modulator (MZM2) w celu wyodrębnienia opóźnionych kopii z wyjściem sprzęgacza 50/50. W przypadku sygnałów z modulacją intensywności podłącz MZM2 bezpośrednio do portu 3 pompy cyrkulacyjnej. Zasil modulator napięciem polaryzacji (nie pokazano) i prostokątnym sygnałem z portu wyjściowego CH1 Mkr1 generatora przebiegów w celu ekstrakcji. W związku z tym oryginalne sygnały danych, a także prostokątny sygnał do ekstrakcji są zsynchronizowane.
  5. Do wykrywania i analizy: podłączyć łącznik 90/10 za MZM2. Oscyloskop jest połączony z portem 90% sprzęgacza, a część 10% jest połączona z optycznym analizatorem widma.
  6. Zaprogramuj generator przebiegów z wymaganymi sygnałami dla pakietu danych, grzebienia częstotliwości i sygnału prostokątnego. Grzebień częstotliwości jest generowany przez okresową funkcję cynkowania.

2. Pomiar

  1. Włącz wyjście sygnału danych w generatorze przebiegów (AWG). Zmień odchylenie modulatora (IM/PM) na zasilaczu i kontroluj jakość sygnału na oscyloskopie. Po dostosowaniu najlepszej jakości wyłącz wyjście generatora przebiegów. Modulatory powinny być ustawione wokół liniowego punktu pracy. Przykładowe wartości można znaleźć w sekcji wyników.
  2. Dostosuj jakość grzebienia częstotliwości z wykrywaniem heterodyny. Przykład stosunkowo dobrej jakości grzebienia częstotliwości pokazano na rysunku 5. Grzebień częstotliwości musi być płaski, np. wszystkie składowe częstotliwości mają taką samą intensywność i są stabilne w czasie, a także wystarczająco szerokie, aby pokryć całe spektrum. Dodatkowo krawędzie grzebienia powinny być strome, np. po bokach nie ma widocznych składowych częstotliwości o niskiej intensywności.
  3. Detekcja grzebienia heterodynowego I: Podłącz wyjście MZM1 za pomocą łącznika 50/50. Drugi port łącznika jest połączony z laserem światłowodowym (Koheras) jako oscylator lokalny.
  4. Detekcja grzebienia heterodynowego II: Ze względu na ograniczoną szerokość pasma fotodiody i analizatora widma elektrycznego, najpierw wyjście sprzęgające musi zostać podłączone do optycznego analizatora widma, aby ustawić odległość między lokalnym oscylatorem a sygnałem na około 8 GHz poprzez zmianę temperatury lasera.
  5. Detekcja grzebienia heterodynowego III: Po regulacji wyjmij optyczny analizator widma i podłącz fotodiodę i analizator widma elektrycznego do wyjścia łącznika 50/50. Dostosuj napięcie polaryzacji modulatora grzebieniowego, aby uzyskać płaski grzebień częstotliwości. Po zakończeniu podłącz ponownie wyjście modulatora do wzmacniacza optycznego (EDFA).
  6. Dostosuj odległość między obiema diodami laserowymi (IM/PM i MZM1) w odniesieniu do przesunięcia Brillouina za pomocą sygnałów fali ciągłej. Dlatego upewnij się, że wyjście generatora przebiegów jest wyłączone.
  7. Włącz wzmacniacz optyczny. Spójrz na optyczny analizator widma i ustaw moc wyjściową EDFA na wartość poniżej progu stymulowanego rozpraszania Brillouina.
  8. Teraz przesuń długość fali diody laserowej, która generuje sygnał danych (IM/PM) do obszaru wzmocnienia pompy (MZM1). Sygnał zostanie wzmocniony, jeśli długość fali jest prawidłowa.
  9. W celu optymalizacji zmień polaryzację sygnału danych, a tym samym intensywność na maksimum.
  10. Włącz oba wyjścia (sygnał danych i grzebień) generatora przebiegów. Zwiększ moc wyjściową EDFA. Teraz grzebień częstotliwości wyodrębni równoodległe składowe z widma. Oscyloskop powinien pokazywać różne kopie wygenerowane przez QLS. W celu redukcji zniekształceń nieznacznie przesuń długość fali sygnału danych i zmień polaryzację.
  11. Aby wyodrębnić jedną z kopii, użyj jednego z sygnałów znacznikowych generatora przebiegów lub zewnętrznego źródła, które może wytworzyć impuls prostokątny. Ustaw impuls prostokątny o długości pakietu.
  12. Włącz odchylenie dla MZM2 i zmień je na punkt pracy, w którym wyodrębniony sygnał jest maksymalizowany, a wszystkie inne kopie są tłumione. Teraz przesuń impuls prostokątny do żądanej wersji zapisanego wzorca.
  13. Zapisany wzorzec danych można zapisać za pomocą oscyloskopu i ocenić za pomocą oprogramowania, np. Origin.
  14. Aby przełączyć się między pomiarem natężenia a sygnałami modulowanymi fazowo, modulator sygnału danych musi zostać zmieniony z IM dla sygnałów modulowanych intensywnością na PM dla sygnałów modulowanych fazowo. Dodatkowo, dla sygnałów modulowanych fazowo, do zestawu należy dodać lokalny oscylator jako źródło odniesienia zgodnie z rysunkiem 4.

figure-protocol-2
Rysunek 5. Prawie płaski grzebień częstotliwości z 13 gałęziami. Grzebień został wykryty za pomocą detekcji heterodyny. W celu detekcji lokalny oscylator został połączony za pomocą sprzęgacza 3 dB z sygnałem optycznym i wykryty za pomocą fotodiody. Grzebień częstotliwości został zmierzony i zarejestrowany za pomocą elektrycznego analizatora widma. Moc wyjściowa lokalnego oscylatora wynosiła 6 dBm, a moc optyczna grzebienia 8 dBm. Odległość między lokalnym oscylatorem a grzebieniem optycznym wynosiła 9,8 GHz. Dla lepszego przeglądu, oś częstotliwości jest znormalizowana do częstotliwości środkowej grzebienia, która wynosiła około 193,5 THz (1,550 nm). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większy obraz.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Do pomiaru użyto wzorca danych z modulacją intensywności 10110101 z szybkością transmisji 1 Gbps. linia na rysunku 6 reprezentuje oryginalny sygnał, a kolorowe linie reprezentują różne czasy przechowywania osiągnięte za pomocą QLS. Odniesienie jest mierzone bez QLS i dezaktywowanego przełącznika na wyjściu. W idealnych warunkach możliwe jest osiągnięcie czasu przechowywania do 100 nsec. Wyniki dla zapisanego wzorca danych 11001101 sygnału modulowanego fazowo, również z szybkością transmisji danych 1 Gb/s...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Najbardziej krytycznym krokiem podczas eksperymentu jest regulacja grzebienia częstotliwości, tj. szerokości pasma, płaskości i położenia względem sygnału danych w dziedzinie częstotliwości. Zgodnie z twierdzeniem o próbkowaniu w dziedzinie częstotliwości, zniekształceń sygnału unika się, jeśli cała szerokość pasma pakietu optycznego jest próbkowana za pomocą idealnie płaskiego grzebienia. W ten sposób szerokość pasma pakietu optycznego określa minimalną szerokość pasma grzebienia częstotliwości i w tej szerokoś...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych. Autor, Thomas Schneider, jest pracownikiem Deutsche Telekom AG. Autor, Stefan Preußler, otrzymał dofinansowanie, które zostało zapewnione przez Laboratoria Innowacji Deutsche Telekom.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Z wdzięcznością dziękujemy za wsparcie finansowe Laboratoriów Innowacji Deutsche Telekom.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Diodalaserowa 3S PhotonicsA1905LMI2x
Uchwyt laserowyTektronixLDH BFY-B22x
Regulator temperaturyLightWaveLDT-59482x
Regulator prąduLightWaveLDX-32202x
Wzmacniacz optycznyHigh-WaveHWT-EDFA-B-30-1-FC/PC
CyrkulatorGenerator przebiegów OFROCT-3-IR2
TektronixAWG7102
Fiber 20 kmOFSAllWave-ZWP G652C-D
Kontroler polaryzacjiThorlabsFiber Pol. Konfiguracja IPC0302x
ModulatorAvanexIM-10-PModulator fazy
AvanexSD20Amplituda, ekstrakt
ModulatorAvanexPowerBit F-10Amplitude,
modulatorCovegaMach10Amplitude, grzebień
Optyczny analizator widmaYokogawaAQ6370C
OscyloskopAgilentDCA-J 86100C
Moduł pomiarowyAgilent86106B
Laser światłowodowyKoherasAdjustik
ŁącznikNewportF-CPL-L22151-PStosunek: 90/10
ŁącznikNewportF-CPL-L12155-PStosunek: 50/50
Zasilacz Zentro-ElektrikLD 2x15/1 GB
Wzmacniacz elektrycznySHF826H
Port zasilaniaSHFB826
Wzmacniacz elektrycznyWzmacniacz Badania10W1000
FotodiodaNewportD-8ir
Analizator widma elektrycznegoHP8563E
danych

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Quasi Light StorageOptical Data PacketsFrequency CombStimulated Brillouin ScatteringTime Domain SwitchOptical MemoryPhase Modulated SignalsIntensity ModulationOptical Bench SetupHeterodyne Detection

Related Articles