Name: Armazenamento Quasi-luz para os pacotes de dados ópticos (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-02-06T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 45 s
Description: Aprenda a armazenar e atrasar pacotes de dados ópticos usando coerência tempo-frequência com o sistema QLS. Este método permite retardar milhares de bits simultaneamente, superando técnicas tradicionais de luz lenta.

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Agradecemos o apoio financeiro da Deutsche Telekom Inovação Laboratories.

<html> 1. Preparando o sistema (Figura 4) <ol><li> Insira o LD1 diodos de laser e LD2 no monte específico e conectá-lo com o atual (LDC) e controladores de temperatura (TEC). Ligue os dispositivos e verificar a funcionalidade dos diodos de laser com o analisador de espectro óptico. Normalmente, um comprimento de onda em torno de 1550 nm de telecomunicações é usado. </li><li> Conecte o diodo laser para os moduladores (IM / PM e MZM1) de acordo com a configuração na Figura 4. Os conectores ópticos têm de ser limpos antes da sua utilização, para garantir que a superfície limpa para o acoplamento. Ligar o fornecimento de energia (não representada) e o sinal a partir do gerador de forma de onda (AWG) com um amplificador adicional eléctrica para o modulador. Certifique-se de que a potência máxima de entrada óptica e elétrica na modulador não seja excedido. Cada modulador está equipado com um controlador de polarização. </li></ol>/ Files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg &quot;src =&quot; / files/ftp_upload/50468/50468fig4.jpg &quot;/&gt; Figura 4. Configuração experimental dos QLS em que seja possível, o armazenamento dos sinais de intensidade e de fase modulada. A secção de azul marcado apenas é necessário para a detecção de sinais modulados de fase. O processo QLS ocorre na fibra óptica. A seção amarela rotulado define a detecção heteródino do pente de frequências. TCE: controlador de temperatura, LDC: fonte de corrente de diodo laser, LD: diodo laser, IM: modulador da intensidade, PM: fase modulador, PC: controlador de polarização, AWG: gerador de forma de onda arbitrária, MZM: Mach-Zehnder modulador, EDFA: érbio dopado fibra amplificador, C: circulador, Lo: oscilador local, Osci: osciloscópio, OSA: analisador de espectro óptico, PD: fotodiodo, ESA: analisador de espectro elétrico. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver imagem ampliada.</a> <olstart = &quot;3&quot;&gt; <li> Ligue a fibra com o modulador para o sinal de dados. Para sinais de fase modulada tem que ser um modulador de fase (PM) e para os sinais de intensidade modulada de um modulador de intensidade (IM). Normalmente, a taxa de dados para a experiência é na gama Gbps. O outro lado da fibra é conectada com a porta 2 do circulador (C). A fibra AllWave utilizado nas nossas experiências tem as seguintes especificações: L = 20 km, Δ f SBS = 10,2 MHz, f SBS = 10,852 GHz, P th ≈ 9,1 dBm. </li><li> Conecte o modulador de amplitude para a geração pente de freqüência (MZM1) com o amplificador óptico (EDFA). O pente tem de cobrir a largura de banda do sinal de dados. A saída do EDFA está conectado com uma porta do circulador. </li><li> Para a detecção de sinais de fase modulada, é necessária uma fonte de referência. Ligue o oscilador local (LO), juntamente com a saída 3 do circulador para um 50/50 do acoplador. Para int<html> ensity sinais modulados, esta parte não é necessária. Como LO um laser de fibra (Koheras) é usado. </li><li> Para sinais de fase modulada: ligar o terceiro modulador (MZM2) para extrair as cópias atrasadas com a saída de 50/50 do acoplador. Para sinais de intensidade modulada, ligue MZM2 directamente à porta 3 do circulador. Fornecer o modulador com uma tensão de polarização (não mostrada) e um sinal rectangular a partir da porta de saída CH1 Mkr1 do gerador de forma de onda para a extracção. Portanto, os sinais de dados originais, assim como o sinal rectangular para extracção são sincronizados. </li><li> Para detecção e análise: conectar um 90/10 acoplador após MZM2. O osciloscópio está ligado com a porta 90% do engate e a parte de 10% está relacionada com o analisador de espectro óptico. </li><li> Programar o gerador de forma de onda com os sinais necessários para o pacote de dados, o pente de frequências e o sinal rectangular. O pente de frequência é gerada por uma função sinc periódica. </li></ol>e_title &quot;&gt; 2. Medição <ol><li> Ligar a saída para o sinal de dados no gerador de forma de onda (AWG). Altere o viés para o modulador (IM / PM) na fonte de alimentação e controlar a qualidade do sinal no osciloscópio. Depois de ajustar a melhor qualidade de ligar a saída do gerador de forma de onda fora. Os moduladores deve ser ajustado em torno do ponto de funcionamento linear. Exemplos de valores pode ser encontrada na secção de resultados. </li><li> Ajuste a qualidade do pente de freqüência com detecção heteródino. Um exemplo para uma relativamente boa qualidade pente frequência é mostrado na Figura 5. O pente de frequência tem que ser plano, por exemplo, todos os componentes de frequência tem a mesma intensidade e são estáveis ​​ao longo do tempo, bem como suficientemente amplo para cobrir todo o espectro. Além disso, as arestas do pente deve ser acentuado, por exemplo, não existem componentes de frequência mais aparentes com uma intensidade menor nas laterais. </li><li> Detecção Heterodyne pente I: Conecte a saída de MZM1 com um 50/50 coupler. A outra porta do acoplador está ligada com um laser de fibra (Koheras) como oscilador local. </li><li> Detecção heteródina pente II: Devido à largura de banda limitada do foto-díodo e o analisador de espectro eléctrico, o primeiro acoplador de saída tem de ser ligada ao analisador de espectro óptico, a fim de definir a distância entre o oscilador local e o sinal a cerca de 8 GHz, alterando a temperatura do laser. </li><li> Heterodyne detecção pente III: Após o ajuste remover o analisador de espectro óptico e ligar o fotodiodo e o analisador de espectro eléctrica à saída de 50/50 do acoplador. Ajuste a tensão de polarização do modulador pente para alcançar um pente de freqüência plana. Após a conclusão ligar a saída do modulador de novo para o amplificador óptico (EDFA). </li><li> Ajuste a distância entre os dois diodos de laser (IM / PM e MZM1) sobre a mudança de Brillouin com sinais de ondas contínuas. Assim, certifique-se de que a saída do gerador de forma de onda é turned fora. </li><li> Ligue o amplificador óptico. Dê uma olhada no analisador de espectro óptico e definir o poder do EDFA saída para um valor inferior ao limiar de Brillouin estimulado dispersão. </li><li> Agora mudar o comprimento de onda do laser de diodo, que gera o sinal de dados (IM / AM) para a região de ganho de a bomba (MZM1). O sinal será amplificado, se o comprimento de onda é correcta. </li><li> Para optimização alterar a polarização do sinal de dados e, portanto, a intensidade do máximo. </li><li> Ligue as duas saídas (sinal de dados e pente) do gerador de forma de onda. Aumente o poder do EDFA saída. Agora, o pente de freqüência irá extrair componentes eqüidistantes fora do espectro. O osciloscópio deve mostrar as diferentes cópias geradas pelos QLS. Para a redução de distorção ligeiramente deslocar o comprimento de onda do sinal de dados e alterar a polarização. </li><li> Para extrair uma das cópias utilizar um dos sinais de marcação de o gerador de forma de onda ou de uma fonte externaque pode produzir um impulso rectangular. Defina-se um pulso rectangular com o comprimento do pacote. </li><li> Ligue o viés para MZM2 e alterá-lo para o ponto de operação onde o sinal extraído é maximizada e todas as outras cópias são suprimidos. Agora deslocar o impulso rectangular para a versão desejada do padrão armazenado. </li><li> O padrão de dados armazenados podem ser salvas com o osciloscópio e avaliados com software, por exemplo, Origin. </li><li> Para alternar entre a medição da intensidade e fase sinais modulados, o modulador para o sinal de dados precisa ser mudado a partir de IM para intensidade de sinais modulados a PM para sinais modulados de fase. Além disso, para os sinais de fase modulada necessita de ser adicionado à configuração de acordo com a Figura 4 um oscilador local de uma fonte de referência. </li></ol><img alt="Figura 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" src=&quot;/ Files/ftp_upload/50468/50468fig5.jpg&quot; /&gt; Figura 5. Quase plana pente de freqüência com 13 filiais. O pente foi detectada através da detecção heteródino. Para a detecção de um oscilador local foi combinado através de um acoplador de 3 dB com o sinal óptico e detectada com um fotodiodo. O pente de freqüência foi medida e registrada com um analisador de espectro elétrico. A potência de saída do oscilador local foi de 6 dBm e a potência óptica do pente 8 dBm. A distância entre o oscilador local e o pente óptico foi de 9,8 GHz. Para uma melhor visão do eixo de freqüência é normalizado para a freqüência central do pente que estava em torno de 193,5 THz (1.550 nm). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver imagem ampliada.</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>

Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes. O autor, Thomas Schneider, é um funcionário da Deutsche Telekom AG. O autor, Stefan Preussler, recebeu financiamento que foi fornecida pela Deutsche Telekom Inovação Laboratories.

O passo mais importante durante o ensaio é o ajustamento do pente de frequência, ou seja, a largura de banda, o nivelamento e a posição em relação ao sinal de dados no domínio da frequência. De acordo com o teorema de amostragem no domínio da frequência, são evitadas distorções do sinal, se toda a largura de banda do pacote óptico é amostrado com um pente de preferência plana. Assim, a largura de banda do pacote óptico define a largura de banda mínima do pente frequência e largura de banda, neste pente tem de s...

O transporte de dados nas redes de telecomunicações é opticamente, uma vez que apenas as fibras ópticas oferecem a capacidade necessária para o tráfego de dados de hoje transmitido em todo o mundo. No entanto, em todos os nós da rede o sinal óptico tem que ser transferido para o domínio eléctrico, a fim de processar. Depois de processar o sinal é convertido de novo para o domínio óptico para transmissão posterior. Esta dupla de transferência entre os domínios é tanto tempo e poder consumir. A fim de usar um processamento de todas as ópticas dos dados, o problema da armazenagem intermédia tem de ser resolvido. Assim, foram sugeridos vários métodos para a armazenagem ou tamponamento dos sinais ópticos. A maneira mais simples é enviar os sinais em uma matriz de guias de ondas com diferentes comprimentos de 2. No entanto, estas matrizes são volumosos e não o tempo de armazenamento pode ser ajustado uma vez que ele é pré-definido pelo comprimento do guia de ondas. O método de &quot;Slow-Light&quot; se baseia em uma tunable mudança do índice de refracção de um grupo médio para abrandar a velocidade de propagação de impulsos de sinal óptico 2. Vários efeitos físicos e sistemas de materiais pode ser usada para esta finalidade 3-6. No entanto, com estes métodos, o sinal pode ser retardado por apenas alguns bits de comprimentos, o que é, de longe, não é suficiente para nós de rede óptica 7,8. Outra abordagem utiliza a conversão de comprimento de onda e de dispersão para a geração de atrasos ajustáveis. Deste modo, o comprimento de onda central do sinal de entrada é deslocado através da conversão óptica não linear. Em seguida, o sinal é transmitido em uma fibra altamente dispersivo. A diferença na velocidade de grupo na fibra dispersiva leva a um atraso, que é proporcional ao produto do deslocamento do comprimento de onda e a dispersão da velocidade de grupo (GVD) na fibra. Com uma segunda conversão do comprimento de onda é deslocado de volta para o valor original. Para as técnicas de mudança de comprimento de onda, como a mistura de quatro ondas ou mo fase de autodulation pode ser usado. Com o tempo de armazenamento e de conversão método dispersão até 243 nseg de atraso ajustável, o que corresponde a 2400 bits, foram relatados 10. Entretanto, os métodos de conversão de comprimento de onda e de dispersão, em geral, precisam componentes especiais e configurações para a produção de uma grande mudança de comprimento de onda e / ou grande GVD. Além disso, eles estão entre os métodos mais complexos de atraso e sedentos de poder 2. Outros métodos de armazenar o sinal óptico para uma excitação de um sistema de material. Um feixe de sonda é então usado para a leitura da informação. Normalmente, estes sistemas não podem ser usados ​​na área de telecomunicações, uma vez que requerem temperaturas extremamente altas ou menor 11, não vai trabalhar com larguras de banda de telecomunicações, ou exigir, em vez configurações complicadas e alta potência 12-14. Aqui, mostramos como uma propriedade básica de sinais (a coerência tempo-frequência) pode ser explorada para o armazenamento de pacotes de dados ópticos. Since não de excitação de um sistema material é utilizado, temos chamado de método de armazenamento Quasi-light (QLS) 15-17. A QLS é independente da modulação, o formato de dados e os pacotes de taxa de dados e pode armazenar os pacotes ópticos por vários milhares de bits comprimentos 18. A ideia básica pode ser visto na Figura 1, em forma de impulsos rectangulares são mostradas aqui. No entanto, o método funciona para todas as formas de pulso e para pacotes de pulsos. A única restrição é que os sinais têm de ser limitado no tempo. <img alt="Figura 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1.jpg" /> Coerência tempo-frequência Figura 1. Por um sinal de modulação de intensidade 23. Um sinal rectangular única no domínio do tempo (a) é representada por uma função de sincronismo no-doma frequênciaem (b). Aqui a intensidade normalizada é mostrado, uma vez que não é possível medir os campos com equipamento óptico. A representação do domínio de tempo para uma sequência de sinais rectangulares é mostrado em (c). Esta sequência ainda tem o mesmo formato espectral. Mas, trata-se de freqüências individuais eqüidistantes sob o envelope sinc (d). O eixo do tempo são normalizados para metade a duração de um único sinal eo eixo de freqüência para os primeiros cruzamentos de zero, respectivamente. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver imagem ampliada.</a> Um pulso retangular no domínio do tempo (Figura 1-A) tem um &quot;Cardinalis seio&quot; ou função sinc pecado (px) / em forma px espectro (Figura 1b), onde todas as freqüências sob o envelope estão presentes. Um trem de impulsos rectangulares, no domínio do tempo (Figura 1c) tem ainda um sinc função espectro (Figura 1d) em forma com a largura de banda Δ f. Mas, devido à periodicidade, nem todas as freqüências estão presentes mais. Em vez disso, o espectro de frequências consiste equidistantes e o inverso da frequência de espaçamento define a separação temporal entre os impulsos Δ T = 1 / Δ v. A ideia básica das QLS é agora simplesmente para extrair frequências equidistantes fora do espectro do pacote de entrada. Devido à coerência tempo-frequência, isso resulta numa cópia do pacote no domínio do tempo. A cópia com o retardo desejado pode ser extraída por um interruptor no domínio do tempo. O princípio da nossa experiência é apresentado na Figura 2. Um sinal de entrada por tempo limitado é multiplicado com um pente de freqüência no domínio da frequência. Para a multiplicação do efeito não-linear de dispersão de Brillouin estimulada (SBS) é usado. Os resultados são cópias equidistantes do sinal de entrada em the no domínio do tempo. Um dos sinais é extraída com um interruptor accionado por uma função rectangular. Assim, na saída da memória, em princípio, pode ser esperada uma cópia sem distorção do impulso de entrada. <img alt="Figura 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2.jpg" /> Sinal de entrada limitado Figura 2. Idéia básica do armazenamento Quasi-luz 15. Uma vez (a) é multiplicado com um pente de freqüência (b) no domínio da freqüência, que é indicado com um X. Isto leva a várias cópias do sinal no domínio do tempo (c). Do trem de impulsos gerado uma das cópias (d) é extraído com um interruptor de domínio de tempo de um sinal de leitura rectangular (e). O interruptor pode ser um modulador. O resultado é um dispositivo de armazenamento do sinal óptico. A ruatempo Orage é definida pelo espaçamento de frequência entre as linhas do pente e do sinal de leitura. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver imagem ampliada.</a> Si SBS é um efeito não linear que pode ocorrer em fibras de modo único padrão (SSMF) a baixas potências. Desse modo, o sinal interage com uma alteração da densidade óptica, que é gerado por um contador de propagação da onda de bomba. Se a onda do sinal é downshifted em frequência, uma região de ganho é formado, em que o sinal será amplificada. Se cabe-mudou o sinal será atenuado na região correspondente perda. O desvio de frequência entre o sinal da bomba e é definido pela onda acústica, o que depende das propriedades do material. A maior vantagem do SBS para a aplicação apresentada é a largura de banda estreita Δ f SBS da região de ganho. Assim, praticamente SBS forma uma largura de linha de filtro óptico estreito. A largura de banda estreita de tele ganhar região depende do comprimento e área eficaz da fibra, bem como sobre a potência da bomba usada 19. A largura total natural na metade do máximo (FWHM) largura de banda do ganho SBS em um SSMF é de cerca de 30 MHz. Nas guias de ondas especiais, tais como fibras de AllWave, e com potências elevadas de bomba, a largura de banda pode ser reduzida até 10 MHz. 20. Devido à largura de banda do filtro os diferentes exemplares são cobertas com um envelope. Portanto, o tempo máximo de armazenamento dos QLS depende inversamente da largura de banda de SBS. A largura de banda de 10 MHz que resultaria em um tempo máximo de armazenamento de 100 nanossegundos. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver imagem ampliada.</a> Para a transmissão muito elevada taxa de bits a informação tem de ser codificado para a fase da portadora, em vez da sua amplitude, uma vez que esta oferece uma série de vantagens. Assim, contrariamente aos impulsos, os sinais nessas redes ópticas tem amplitude constante. &lt;strong&gt; A Figura 3 mostra um tal sinal modulado fase no tempo (esquerda) e no domínio da frequência (direita). Este espectro pode ser amostrado da mesma forma que a do sinal de amplitude modulada 21. De facto, o espectro da função rectangular para-e intensidade de sinais modulados em fase é filtrada, devido à transmissão, o que limita o espectro. <img alt="Figura 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3.jpg" /> Coerência Figura 3. Tempo-frequência para uma modulação de fase 21. Em um sinal modulado de fase a fase da portadora é alterado através do sinal, que tem de ser transmitida. Se cada símbolo é constituído por um bit, a fase é alterado entre 0 e π, por exemplo. O lado esquerdo da figura mostra a representação no domínio do tempo resultante para tal mudança de fase binário digitadoSinal (BPSK). O sinal de domínio de frequência resultante é mostrada no lado direito. Em comparação com a Figura 1, pode ser visto que o espectro do sinal modulado fase é qualitativamente a mesma que a do sinal modulado de intensidade. Assim, os QLS pode ser aplicado da mesma maneira.

<table><tbody><tr><td>Diodo laser</td><td>3S Photonics</td><td>A1905LMI</td><td>2x</td></tr><tr><td>Laser Mount</td><td>Tektronix</td><td>LDH BFY-B2</td><td>2x</td></tr><tr><td>Controlador de temperatura</td><td>LightWave</td><td>LDT-5948</td><td>2x</td></tr><tr><td>Controlador de corrente</td><td>LightWave</td><td>LDX-3220</td><td>2x</td></tr><tr><td>Amplificador óptico</td><td>High-Wave</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>Gerador de Forma de Onda</td><td>Tektronix</td><td>AWG7102</td><td></td></tr><tr><td>Fibra 20 km</td><td>OFS</td><td>AllWave-ZWP G652C-D</td><td></td></tr><tr><td>Controlador de Polarização</td><td>Thorlabs</td><td>Fiber Pol. Contr. IPC030</td><td>2x</td></tr><tr><td>Modulador</td><td>Avanex</td><td>IM-10-P</td><td>Modulador</td></tr> de <tr><td>Fase</td><td>Avanex</td><td>SD20</td><td>Amplitude, extrato</td></tr><tr><td>Modulador</td><td>Avanex</td><td>PowerBit F-10</td><td>Amplitude,</td></tr><tr><td>Modulador</td> de dados <td>Covega</td><td>Mach10</td><td>Amplitude, pente</td></tr><tr><td>Analisador de Espectro Óptico</td><td>Yokogawa</td><td>AQ6370C</td><td></td></tr><tr><td>Osciloscópio</td><td>Agilent</td><td>DCA-J 86100C</td><td></td></tr><tr><td>Módulo de Medição</td><td>Agilent</td><td>86106B</td><td></td></tr><tr><td>Laser de Fibra</td><td>Koheras</td><td>Adjustik</td><td></td></tr><tr><td>Acoplador</td><td>Newport</td><td>F-CPL-L22151-P</td><td>Relação: 90/10</td></tr><tr><td>Acoplador</td><td>Newport</td><td>F-CPL-L12155-P</td><td>Relação: 50/50</td></tr><tr><td>Fonte de alimentação</td><td>Zentro-Elektrik</td><td>LD 2x15/1 GB</td><td></td></tr><tr><td>Amplificador elétrico</td><td>SHF</td><td>826H</td><td></td></tr><tr><td>Porta de alimentação</td><td>SHF</td><td>B826</td><td></td></tr><tr><td>Amplificador elétrico</td><td>Amplificador Analisador</td><td></td> de espectro elétrico HP 8563E de Newport D-8ir do fotodiodo da pesquisa 10W1000 <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

armazenamento quasi-luz para os pacotes de dados ópticos

Quasi-light Storage for Optical Data Packets

Telecomunicações de hoje é baseada em pacotes ópticos que transmitem as informações em redes de fibra óptica em todo o mundo. Actualmente, o processamento dos sinais é realizado no domínio eléctrico. Armazenamento directo no domínio óptico evitaria a transferência dos pacotes para o eléctrico e de volta para o domínio óptico em cada nó de rede e, por conseguinte, aumentar a velocidade e, eventualmente, reduzir o consumo de energia de telecomunicações. No entanto, a luz consiste em fotões que se propagam à velocidade da luz no vácuo. Assim, o armazenamento de luz é um grande desafio. Existem alguns métodos para retardar a velocidade da luz, ou armazená-lo em excitações de um médium. No entanto, estes métodos não podem ser utilizados para o armazenamento de pacotes de dados ópticas utilizadas em redes de telecomunicações. Aqui, mostramos como o tempo-frequência, coerência, que é válida para todos os sinais e, por conseguinte, para os pacotes ópticos assim, pode ser explorada para construir uma memória óptica. Nós will avaliação do fundo e mostram, em pormenor e por meio de exemplos, como um pente de frequências pode ser usado para a reprodução de um pacote óptico que entra na memória. Uma dessas cópias no domínio do tempo é, em seguida, extraídas da memória por um interruptor no domínio do tempo. Iremos demonstrar este método para a intensidade, bem como para os sinais modulados em fase.

Para a medição foi utilizado um padrão de dados modulado 10110101 intensidade com uma velocidade de 1 Gbps. A linha preta na Figura 6 representa o sinal original e as linhas coloridas que representam os diferentes tempos de armazenamento alcançados com os QLS. A referência é medido sem os QLS e desactivado o interruptor na saída. Sob condições ideais tempos de armazenamento de até 100 ns são realizáveis. Os resultados para o padrão armazenado 11001101 dados de um sinal de fase modulada, novamente com um...

O artigo descreve um procedimento para armazenar os pacotes de dados ópticos com uma modulação arbitrário, comprimento de onda, e taxa de dados. Estes pacotes são a base de telecomunicações moderno.

Armazenamento Quasi-luz para os pacotes de dados ópticos

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

O objetivo geral deste procedimento é armazenar e atrasar informações codificadas em pacotes de dados ópticos explorando a coerência tempo-frequência. Isso é realizado primeiramente injetando um pacote de dados óptico no sistema de Armazenamento Quântico de Luz (QLS) para um único pacote. A representação espectral é contínua, o que significa que a diferença entre duas frequências adjacentes do espectro é zero.O segundo passo é multiplicar o espectro por um pente de frequências dentro do sistema QLS por meio de espalhamento estimulado de Bria wall. Essa multiplicação no domínio da frequência corresponde à extração de frequências únicas EQU distantes do espectro do pacote. A multiplicação no domínio da frequência equivale a uma convolução com o pulso no domínio do tempo.Isso resulta em uma sequência de cópias do sinal original. O passo final consiste em extrair uma dessas cópias por meio de um sinal de leitura retangular. O sinal de dados atrasado aparece na saída do sistema QLS.No final, um osciloscópio é utilizado para exibir e medir o atraso dos sinais ópticos de dados. A principal vantagem deste método em comparação com outras técnicas, como a luz lenta, na qual apenas um bit pode ser armazenado, é que com o armazenamento quase luminoso, vários milhares de bits podem ser atrasados e armazenados. Em geral, indivíduos novos neste método terão dificuldades, pois é utilizada coerência tempo-frequência, que não é um conhecimento comum a todos.O método VDIs pode fornecer uma compreensão sobre o armazenamento de sinais com modulação em amplitude. Também pode ser aplicado ao armazenamento de formatos de modulação de ordem superior, que utilizam uma combinação de modulação em fase e amplitude. O experimento é realizado em uma bancada óptica com equipamentos auxiliares montados em racks.A configuração do banco de ensaio é mostrada neste diagrama. A luz no experimento segue dois caminhos principais. Conecte o modulador à fibra e a outra extremidade da fibra à porta dois do circulador; conecte o modulador à porta dois do circulador.O segundo caminho é para a geração de pente de frequência. Novamente, monte um diodo laser, conecte-o a um modulador de fase com um controlador de polarização. A partir daí, utilize uma fibra.Vá até um amplificador óptico, leve sua saída para a porta um do circulador e conecte cada um dos diodos laser aos controladores de temperatura e corrente. Além disso, introduza o sinal de um gerador de formas de onda que passa por um amplificador elétrico em cada modulador. Para detectar sinais com modulação de fase, adicione componentes adicionais além do circulador.Conecte a saída do circulador a um acoplador 50 50. Em seguida, conecte um oscilador local ao acoplador. Depois disso, conecte um terceiro modulador para extração de cópias com atraso à saída do acoplador 50 50.Em seguida, conecte um acoplador 90 10 à saída do modulador. Para finalizar a montagem, aplique uma tensão de polarização ao modulador e sincronize-a com um sinal retangular. A partir da porta de saída do gerador de forma de onda, conecte um osciloscópio à porta de 90% do acoplador e um analisador de espectro óptico à porta de 10% do programa.O gerador de forma de onda para o pacote de dados, o pente de frequência e o sinal de recuperação. Com o sistema preparado e os lasers de diodo em funcionamento, inicie as medições ativando a saída para o sinal de dados.No gerador de forma de onda, ajuste a polarização no modulador na fonte de alimentação para obter um sinal de boa qualidade no osciloscópio. Desligue o gerador de forma de onda. Em seguida, utilize detecção heteródina para ajustar a qualidade do pente de frequência, desconecte a saída do modulador de pente do amplificador óptico e conecte-a a um acoplador 50 50.Conecte um laser de fibra como oscilador local à outra entrada e ajuste a diferença entre o sinal e o oscilador em aproximadamente oito gigahertz. Após isso, conecte a saída do acoplador a um fotodiodo e a um analisador espectral elétrico. Retorne ao modulador de pente para ajustar a polarização aplicada.Altere o polarização até obter um pente de frequência plano. Quando houver um pente de boa qualidade, reconecte a saída do modulador de pente ao amplificador óptico. Certifique-se de que o gerador de formas de onda esteja desligado e ajuste a diferença de frequência entre os dois diodos a laser ao deslocamento de Bria.Ligue o amplificador óptico e use o analisador de espectro óptico para ajustar sua potência a um valor abaixo do limiar de espalhamento estimulado por parede de domínio. Agora, desloque o comprimento de onda do laser de dados DDE para dentro da região de ganho do modulador co. Verifique se o sinal está amplificado.Ajuste a polarização no modulador de dados para maximizar a intensidade do sinal de dados. Ligue as saídas de dados e do comb do gerador de forma de onda e aumente a potência de saída do amplificador óptico. O osciloscópio deve mostrar as diferentes cópias geradas pelo sistema quase de armazenamento de luz.Extraia uma cópia utilizando um dos sinais marcadores do gerador de formas de onda para configurar um pulso retangular com o comprimento do pacote. Ligue o polarizador para o modulador de extração e ajuste-o até que o sinal extraído seja maximizado e todas as outras cópias sejam suprimidas. Desloque o pulso retangular para a versão desejada do padrão armazenado.O padrão armazenado pode ser salvo com o osciloscópio. Mostrado aqui em preto está o sinal original modulado em fase com uma taxa de dados de um gigabit por segundo. As linhas coloridas representam as cópias extraídas em diferentes tempos de armazenamento utilizando o armazenamento quase luminoso baseado em espalhamento estimulado de brios.As versões armazenadas do sinal são quase isentas de distorção. A qualidade e o número de cópias dependem da potência da bomba, da planicidade do pente e da polarização; neste caso, devido às limitações do equipamento, o tempo máximo de armazenamento foi de 60 nanossegundos após este procedimento. Outros formatos de modulação, como modulação de amplitude verdadeira ou deslocamento de fase, também podem ser armazenados e atrasados.Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como funciona o método Quai Light Storage e de como ele pode ser realizado também no seu laboratório.

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Research

JoVE Journal

Engineering

Engenharia

Este protocolo ilustra como sensíveis à voltagem corantes permitir a gravação ótica da atividade elétrica de redes neurais intactos, como os plexos do cobaia sistema nervoso entérico, com uma resolução ajustável que varia de single-células ganglionares para multi-circuitos.

A gravação óptica de atividade elétrica na Guiné-porco Networks Enteric usando Tensão sensível Corantes

O uso de guias de onda de luz de cristal fotônico lentos e cavidades tem sido amplamente adotado pela comunidade fotônica em muitas aplicações diferentes. Portanto fabricação e caracterização destes dispositivos são de grande interesse. Este artigo descreve a nossa técnica de fabricação e dois métodos de caracterização óptica, a saber: a dispersão interferométrica (guias de onda) e ressonância (cavidades).

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A memória eco gradiente é um protocolo para armazenar estados quânticos ópticas de luz em ensembles atômicos. Memória quântica é um elemento-chave de um repetidor quântico, o que pode ampliar o leque de distribuição quântica de chaves. Nós delinear o funcionamento do esquema quando implementado em um conjunto atômico de 3 níveis.

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Fabricação e caracterização de polímeros desordenados fibras ópticas para Transverse Anderson localização da Luz

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Nós demonstramos o uso da Transferência (LIFT) técnica Atacante induzida por laser para montagem flip-chip componentes optoeletrônicos. Esta abordagem fornece um, de baixo custo, baixa temperatura simples, solução rápida e flexível para o bem-pitch colidindo e colagem no chip de escala para a realização de circuitos de alta densidade para aplicações optoeletrônicos.

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