Agradecemos el apoyo financiero de Deutsche Telekom Laboratorios de Innovación.

<html> 1. Preparación del sistema (Figura 4) <ol><li> Inserte el LD1 y LD2 diodos láser en el monte específica y conectarlo con la corriente (LDC) y controladores de temperatura (TEC). Encienda los dispositivos y compruebe la funcionalidad de los diodos láser con el analizador de espectro óptico. Por lo general, se utiliza una longitud de onda de telecomunicaciones alrededor de 1550 nm. </li><li> Conecte el diodo láser a los moduladores (IM / PM y MZM1) de acuerdo con la configuración de la figura 4. Los conectores ópticos necesitan ser limpiados antes de su uso, para asegurar la superficie limpia para el acoplamiento. Conectar la fuente de alimentación (no mostrado) y la señal desde el generador de forma de onda (AWG) con un amplificador eléctrico adicional al modulador. Asegúrese de que no se supere la potencia máxima de entrada óptica y eléctrica en el modulador. Cada modulador está equipado con un controlador de polarización. </li></ol>/ Files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg &quot;src =&quot; / files/ftp_upload/50468/50468fig4.jpg &quot;/&gt; Figura 4. Arreglo experimental de las ECV mediante el cual es posible el almacenamiento de intensidad y las señales moduladas de fase. La sección etiquetada azul sólo es necesaria para la detección de señales moduladas en fase. El proceso de QLS tiene lugar en la fibra óptica. La sección con la etiqueta amarilla define la detección heterodina del peine de frecuencias. TEC: controlador de temperatura, LDC: diodo láser fuente de corriente, LD: diodo láser, IM: modulador de intensidad, PM: modulador de fase, PC: controlador de polarización, AWG: generador de forma de onda arbitraria, MZM: Mach-Zehnder modulador, EDFA: fibra dopada con erbio amplificador, C: circulador, Lo: oscilador local, Osci: osciloscopio, OSA: Analizador de espectro óptico, PD: fotodiodo, ESA: analizador de espectro eléctrico. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg" target="_blank">Haz clic aquí para ver la imagen más grande.</a> <olstart = &quot;3&quot;&gt; <li> Conectar la fibra con el modulador de la señal de datos. Para las señales de modulación de fase tiene que ser un modulador de fase (PM) y de intensidad modulada señales de un modulador de intensidad (IM). Por lo general, la velocidad de datos para el experimento está en el intervalo Gbps. El otro lado de la fibra está conectado con el puerto 2 del circulador (C). La fibra AllWave usado en nuestros experimentos tiene las siguientes especificaciones: L = 20 km, Δ f SBS = 10,2 MHz, f SBS = 10,852 GHz, P ª ≈ 9,1 dBm. </li><li> Conecte el modulador de amplitud para la generación peine de frecuencias (MZM1) con el amplificador óptico (EDFA). El peine tiene que cubrir el ancho de banda de la señal de datos. La salida del EDFA está conectado con el puerto 1 del circulador. </li><li> Para la detección de las señales de modulación de fase, se necesita una fuente de referencia. Conectar el oscilador local (LO) junto con la salida 3 del circulador a un acoplador 50/50. Para int<html> ensity señales moduladas, no se requiere esta parte. Como LO se utiliza un láser de fibra (Koheras). </li><li> Para las señales de modulación de fase: conectar el tercer modulador (MZM2) para la extracción de las copias retardadas con la salida de la 50/50 de acoplador. Para las señales de intensidad modulada, conecte MZM2 directamente al puerto 3 del circulador. Alimentar el modulador con una tensión de polarización (no mostrado) y una señal rectangular desde el puerto de salida CH1 Mkr1 del generador de forma de onda para la extracción. Por lo tanto, las señales de datos originales, así como la señal rectangular para extracción están sincronizados. </li><li> Para la detección y análisis: conectar un acoplador 90/10 después de MZM2. El osciloscopio está conectado con el puerto 90% del acoplador y la parte 10% está conectado con el analizador de espectro óptico. </li><li> Programar el generador de forma de onda con las señales requeridas para el paquete de datos, el peine de frecuencia y la señal rectangular. El peine de frecuencia es generada por un SINC-función periódica. </li></ol>e_title &quot;&gt; 2. Medición <ol><li> Para activar la salida de la señal de datos en el generador de forma de onda (AWG). Cambiar el sesgo para el modulador (IM / PM) en el suministro de energía y el control de la calidad de la señal en el osciloscopio. Después de ajustar la mejor calidad de convertir la salida del generador de forma de onda fuera. Los moduladores se deben establecer en torno al punto de funcionamiento lineal. Valores ejemplares se pueden encontrar en la sección de resultados. </li><li> Ajustar la calidad de la peine de frecuencias con detección heterodino. Un ejemplo para una relativamente buena calidad peine de frecuencia se muestra en la Figura 5. El peine de frecuencia tiene que ser plana, por ejemplo, todos los componentes de frecuencia tienen la misma intensidad y son estables en el tiempo, así como lo suficientemente amplia para cubrir todo el espectro. Además, los bordes del peine debe ser pronunciada, por ejemplo, no hay componentes de frecuencia aparentes con una baja intensidad en los laterales. </li><li> Detección peine Heterodyne I: Conecte la salida de MZM1 con un 50/50 coupler. El otro puerto del acoplador está conectado con un láser de fibra (Koheras) como oscilador local. </li><li> Detección heterodino peine II: Debido a la limitada anchura de banda de la foto-diodo y el analizador de espectro eléctrica, la primera salida del acoplador tiene que ser conectado al analizador de espectros óptico con el fin de establecer la distancia entre el oscilador local y la señal a alrededor de 8 GHz por el cambio de la temperatura del láser. </li><li> Heterodino de detección de peine III: Después de que el ajuste de quitar el analizador de espectro óptico y conectar el fotodiodo y el analizador de espectro eléctrica a la salida de la 50/50 de acoplador. Ajustar la tensión de polarización del modulador de peine para lograr un peine de frecuencia plana. Después de la terminación conectar la salida del modulador de nuevo para el amplificador óptico (EDFA). </li><li> Ajuste la distancia entre los dos diodos láser (IM / PM y MZM1) en relación con el desplazamiento Brillouin con señales de ondas continuas. Por lo tanto, asegúrese de que la salida del generador de forma de onda es marned apagado. </li><li> Encienda el amplificador óptico. Tenga una mirada en el analizador de espectro óptico y ajuste la potencia de salida del EDFA a un valor por debajo del umbral de la dispersión estimulada Brillouin. </li><li> Ahora cambiar la longitud de onda del diodo láser que genera la señal de datos (IM / PM) en la región de ganancia de la bomba (MZM1). La señal se amplifica si la longitud de onda es correcta. </li><li> Para la optimización cambiar la polarización de la señal de datos y por lo tanto la intensidad al máximo. </li><li> Encienda ambas salidas (señal de datos y peine) del generador de forma de onda. Aumente la potencia de salida del EDFA. Ahora el peine de frecuencia que va a extraer componentes equidistantes fuera del espectro. El osciloscopio debe mostrar las diferentes copias generadas por las ECV. Para la reducción de la distorsión cambiar ligeramente la longitud de onda de la señal de datos y cambiar la polarización. </li><li> Para extraer una de las copias utilice una de las señales de los marcadores del generador de forma de onda o una fuente externaque puede producir un impulso rectangular. Establecer un impulso rectangular con la longitud del paquete. </li><li> Encienda el sesgo para MZM2 y cambiarlo al punto de operación donde se maximiza la señal extraída y todas las demás copias se suprimen. Ahora cambiar el impulso rectangular a la versión deseada del patrón almacenado. </li><li> El patrón de los datos almacenados se puede guardar con el osciloscopio y se evalúa con el software, por ejemplo, Origen. </li><li> Para cambiar entre la medición de la intensidad y eliminar señales moduladas, el modulador de la señal de datos que hay que cambiar de IM de intensidad señales moduladas en AM para señales moduladas de fase. Además, para las señales de modulación de fase tiene que ser añadido a la configuración según la figura 4 un oscilador local como una fuente de referencia. </li></ol><img alt="La 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. Casi plano peine de frecuencias con 13 sucursales. El peine se detectó a través de la detección heterodina. Para la detección de un oscilador local se combinó a través de un acoplador de 3 dB con la señal óptica y se detecta con un fotodiodo. El peine de frecuencia se mide y se registra con un analizador de espectro eléctrica. La potencia de salida del oscilador local era 6 dBm y la potencia óptica de la peine de 8 dBm. La distancia entre el oscilador local y el peine óptica fue de 9,8 GHz. Para una mejor visión de conjunto del eje de frecuencia se normaliza a la frecuencia central del peine que fue de alrededor de 193,5 THz (1550 nm). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver la imagen más grande.</a>

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Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia. El autor, Thomas Schneider, es un empleado de Deutsche Telekom AG. El autor, Stefan Preußler, recibió financiamiento que fue proporcionado por Deutsche Telekom Laboratorios de Innovación.

El paso más crítico durante el experimento es el ajuste de la peine de frecuencia, es decir, el ancho de banda, planeidad y posición con respecto a la señal de datos en el dominio de la frecuencia. De acuerdo con el teorema de muestreo en el dominio de frecuencia, distorsiones de la señal se evitan si todo el ancho de banda de la óptica de paquetes se muestrea con un peine idealmente plana. Por lo tanto, el ancho de banda del paquete de óptica define el ancho de banda mínimo del peine de frecuencia y en...

El transporte de datos en las redes de telecomunicaciones es ópticamente, ya que sólo las fibras ópticas ofrecen la capacidad requerida para el tráfico de datos de hoy en día transmitida en todo el mundo. Sin embargo, en cada nodo de la red de la señal óptica tiene que ser transferido en el dominio eléctrico con el fin de procesarla. Después de procesar la señal se convierte de nuevo en el dominio óptico para su posterior transmisión. Esta doble transferencia entre los dominios es a la vez tiempo y consume mucha energía. Con el fin de utilizar un procesamiento totalmente óptico de los datos, el problema de la almacenamiento intermedio tiene que ser resuelto. Por lo tanto, se han sugerido una gran cantidad de métodos para el almacenamiento o el almacenamiento en búfer de las señales ópticas. La forma más sencilla es la de enviar las señales en una matriz de guías de ondas de diferentes longitudes 2. Sin embargo, estas matrices son voluminosos y el tiempo de almacenamiento no se pueden sintonizar, ya que está predefinida por la longitud de la guía de ondas. El método de &quot;Slow-Light&quot; se basa en una tunabLe cambio del índice de refracción grupo de un medio para ralentizar la velocidad de propagación de pulsos de la señal óptica 2. Varios efectos físicos y sistemas de materiales pueden ser utilizados para este propósito 3-6. Sin embargo, con estos métodos, la señal puede ser frenado por unos pocos-longitudes de bits, que es, con mucho, no es suficiente para los nodos de red óptica 7,8. Otro enfoque utiliza la conversión de longitud de onda y de dispersión para la generación de retrasos sintonizables. De este modo, la longitud de onda central de la señal de entrada se desplaza a través de la conversión óptica no lineal. Después, la señal se alimenta a una fibra altamente dispersiva. La diferencia en la velocidad de grupo en la fibra de dispersión conduce a un retraso que es proporcional al producto de la longitud de onda de desplazamiento y la dispersión de velocidad de grupo (EVI) en la fibra. Con una segunda conversión de la longitud de onda se desplaza de nuevo a su valor original. Para las técnicas de desplazamiento de la longitud de onda como la mezcla de cuatro ondas o mo fase de autodulation se puede utilizar. Con la conversión y tiempos método de almacenamiento de la dispersión hasta 243 ns de retardo ajustable, que corresponden a 2400 bits, se reportaron 10. Sin embargo, los métodos de conversión de longitud de onda y de dispersión en general necesitan componentes especiales y configuraciones para la producción de un gran cambio de longitud de onda y / o grande GVD. Adicionalmente, se encuentran entre los más complejos y de alto consumo métodos de retardo 2. Otros métodos de almacenar la señal óptica en una excitación de un sistema de materiales. Un haz de la sonda se utiliza para leer la información. Por lo general, estos sistemas no se pueden utilizar en el área de las telecomunicaciones puesto que requieren temperaturas ultra altas o-bajo 11, no funcionan con anchos de banda de telecomunicaciones, o bien requieren configuraciones complicadas y de alta potencia 12-14. Aquí se muestra cómo una propiedad básica de las señales (la coherencia tiempo-frecuencia) puede ser explotado para el almacenamiento de los paquetes de datos ópticos. Since no se utiliza la excitación de un sistema material, que hemos llamado el método de almacenamiento Quasi-luz (ECV) 15-17. El QLS es independiente de la modulación, el formato de datos y velocidad de datos de los paquetes y puede almacenar los paquetes ópticos para varios miles de longitudes de bits 18. La idea básica se puede ver en la Figura 1, se muestran los pulsos con forma aquí rectangulares. Sin embargo, el método funciona para cada forma de impulsos y de los paquetes de impulsos. La única restricción es que las señales tienen que ser limitado en el tiempo. <img alt="Figura 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1.jpg" /> Figura 1. Coherencia de tiempo-frecuencia para una señal de intensidad modulada 23. Una señal rectangular única en el dominio del tiempo (a) está representado por una función sinc en la frecuencia-domaen (b). Aquí se muestra la intensidad normalizada, ya que no es posible medir los campos con los equipos ópticos. La representación en el dominio de tiempo para una secuencia de señales rectangulares se muestra en (c). Esta secuencia tiene todavía la misma forma espectral. Pero, se trata de una única frecuencia equidistantes bajo la envolvente sinc (d). El eje de tiempo se normalizaron a la mitad de la duración de una única señal y el eje de frecuencias para los primeros pasos por cero, respectivamente. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver la imagen más grande.</a> Un impulso rectangular en el dominio del tiempo (Figura 1A) tiene un &quot;cardinalis sinusal&quot; o función sinc pecado (píxeles) / espectro en forma de píxeles (Figura 1b), donde todas las frecuencias menores de la envoltura están presentes. Un tren de impulsos rectangulares en el dominio del tiempo (Figura 1c) tiene todavía un SIfunción nc forma del espectro (Figura 1d) con el ancho de banda Δ f. Sin embargo, debido a la periodicidad, no todas las frecuencias están presentes nunca más. En lugar de ello, el espectro consiste en frecuencias equidistantes y la inversa de la separación de frecuencia define la separación de tiempo entre los pulsos Δ T = 1 / Δ v. La idea básica de los QLS es ahora simplemente para extraer las frecuencias equidistantes fuera del espectro del paquete de entrada. Debido a la coherencia de tiempo-frecuencia esto resulta en una copia del paquete en el dominio del tiempo. La copia con el retardo deseado puede ser extraído por un interruptor de dominio de tiempo. El principio de nuestro experimento se muestra en la Figura 2. Una señal de entrada limitada en el tiempo se multiplica con un peine de frecuencias en el dominio de la frecuencia. Para la multiplicación se utiliza el efecto no lineal de la dispersión de Brillouin estimulada (SBS). Los resultados son copias equidistantes de la señal de entrada en the el dominio del tiempo. Una de las señales se extrae con un interruptor accionado por una función rectangular. Por lo tanto, en la salida de la memoria, en principio, se puede esperar una copia libre de distorsión del pulso 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" /> Señal de entrada limitada Figura 2. Idea básica del almacenamiento cuasi-luz 15. Un tiempo de (a) se multiplica con un peine de frecuencia (b) en el dominio de la frecuencia, que se indica con una X. Esto lleva a varias copias de la la señal en el dominio del tiempo (c). Desde el tren de pulsos generado una de las copias (d) se extrae con un interruptor de dominio de tiempo por una señal de lectura rectangular (e). El interruptor puede ser un modulador. El resultado es un dispositivo de almacenamiento de la señal óptica. La víatiempo de orage se define por la separación de frecuencias entre las líneas de peine y la señal de lectura. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver la imagen más grande.</a> SBS es en sí un efecto no lineal que puede ocurrir en fibras monomodo estándar (SSMF) en potencias bajas. De este modo, la señal interactúa con un cambio de densidad óptica que es generado por una onda de bomba de contador de propagación. Si la onda de la señal se redujo la marcha en la frecuencia, se forma una región de ganancia en el que se amplifica la señal. Si es desplazado hacia arriba-la señal se atenúa en la región correspondiente pérdida. El desplazamiento de frecuencia entre la bomba y la señal se define por la onda acústica, que depende de las propiedades del material. La mayor ventaja de la SBS para la aplicación que se presenta es el ancho de banda estrecho Δ f SBS de la región de ganancia. Por lo tanto, prácticamente SBS forma un filtro óptico anchura de línea estrecha. El ancho de banda estrecho de tgranjeare región depende de la longitud y el área efectiva de la fibra, así como en la potencia de la bomba utilizada 19. El ancho completo natural, a media altura (FWHM) de ancho de banda de la ganancia de SBS en un SSMF es de alrededor de 30 MHz. En las guías de onda especiales, tales como fibras AllWave y con potencias altas de la bomba, el ancho de banda se puede reducir hasta 10 MHz 20. Debido a la anchura de banda de filtro de las diferentes copias están cubiertos con un sobre. Por lo tanto, el tiempo de almacenamiento máximo de los QLS depende inversamente de la anchura de banda de SBS. Un ancho de banda de 10 MHz se traduciría en un tiempo máximo de almacenamiento de 100 nanosegundos. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver la imagen más grande.</a> Para la transmisión de muy alta tasa de bits de la información tiene que ser codificado en la fase de la portadora en lugar de su amplitud, ya que este ofrece un montón de ventajas. Así, contrariamente a impulsos, las señales en estas redes ópticas tienen amplitud constante. &lt;strong&gt; La figura 3 muestra una señal de este tipo de fase modulada en el tiempo (izquierda) y el dominio de la frecuencia (derecha). Este espectro se puede muestrear en la misma forma que la de la señal modulada en amplitud 21. De hecho, el espectro de la función rectangular para señales y de intensidad modulada en fase se filtra debido a la transmisión, lo que limita el espectro. <img alt="Figura 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3.jpg" /> Figura 3. La coherencia de tiempo-frecuencia para una modulación de fase 21. En una señal modulada en fase la fase de la portadora se cambia por la señal que ha de ser transmitida. Si cada símbolo se compone de 1 bit, la fase se cambia entre 0 y π, por ejemplo. El lado izquierdo de la figura muestra la representación del dominio del tiempo como resultado de un cambio de fase, tal binario introducidoSeñal (BPSK). La señal de dominio de la frecuencia resultante se muestra en el lado derecho. En comparación con la Figura 1 se puede observar que el espectro de la señal modulada en fase es cualitativamente la misma que la de la señal modulada en intensidad. Por lo tanto, los QLS se pueden aplicar de la misma manera.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="603">
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:111px;">Laser diode</td>
			<td style="width:147px;">3S Photonics</td>
			<td style="width:185px;">A1905LMI</td>
			<td style="width:160px;">2x</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:111px;">Laser Mount</td>
			<td style="width:147px;">Tektronix</td>
			<td style="width:185px;">LDH BFY-B2</td>
			<td style="width:160px;">2x</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:111px;">Temperature Controller</td>
			<td style="width:147px;">LightWave</td>
			<td style="width:185px;">LDT-5948</td>
			<td style="width:160px;">2x</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:111px;">Current Controller</td>
			<td style="width:147px;">LightWave</td>
			<td style="width:185px;">LDX-3220</td>
			<td style="width:160px;">2x</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:111px;">Optical amplifier</td>
			<td style="width:147px;">High-Wave</td>
			<td style="width:185px;">HWT-EDFA-B-30-1-FC/PC</td>
			<td style="width:160px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:111px;">Circulator</td>
			<td style="width:147px;">OFR</td>
			<td style="width:185px;">OCT-3-IR2</td>
			<td style="width:160px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:111px;">Waveform Generator</td>
			<td style="width:147px;">Tektronix</td>
			<td style="width:185px;">AWG7102</td>
			<td style="width:160px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:111px;">Fiber 20km</td>
			<td style="width:147px;">OFS</td>
			<td style="width:185px;">AllWave-ZWP G652C-D</td>
			<td style="width:160px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:111px;">Polarization Controller</td>
			<td style="width:147px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:185px;">Fiber Pol. Contr. IPC030</td>
			<td style="width:160px;">2x</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:111px;">Modulator</td>
			<td style="width:147px;">Avanex</td>
			<td style="width:185px;">IM-10-P</td>
			<td style="width:160px;">Phase</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:111px;">Modulator</td>
			<td style="width:147px;">Avanex</td>
			<td style="width:185px;">SD20</td>
			<td style="width:160px;">Amplitude, extract</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:111px;">Modulator</td>
			<td style="width:147px;">Avanex</td>
			<td style="width:185px;">PowerBit F-10</td>
			<td style="width:160px;">Amplitude, data</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:111px;">Modulator</td>
			<td style="width:147px;">Covega</td>
			<td style="width:185px;">Mach10</td>
			<td style="width:160px;">Amplitude, comb</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:111px;">Optical Spectrum Analyzer</td>
			<td style="width:147px;">Yokogawa</td>
			<td style="width:185px;">AQ6370C</td>
			<td style="width:160px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:111px;">Oscilloscope</td>
			<td style="width:147px;">Agilent</td>
			<td style="width:185px;">DCA-J 86100C</td>
			<td style="width:160px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:111px;">Measurement Modul</td>
			<td style="width:147px;">Agilent</td>
			<td style="width:185px;">86106B</td>
			<td style="width:160px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:111px;">Fiber Laser</td>
			<td style="width:147px;">Koheras</td>
			<td style="width:185px;">Adjustik</td>
			<td style="width:160px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:111px;">Coupler</td>
			<td style="width:147px;">Newport</td>
			<td style="width:185px;">F-CPL-L22151-P</td>
			<td style="width:160px;">Ratio: 90/10</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:111px;">Coupler</td>
			<td style="width:147px;">Newport</td>
			<td style="width:185px;">F-CPL-L12155-P</td>
			<td style="width:160px;">Ratio: 50/50</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:111px;">Power supply</td>
			<td style="width:147px;">Zentro-elektrik</td>
			<td style="width:185px;">LD 2x15/1 GB</td>
			<td style="width:160px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:111px;">Electrical amplifier</td>
			<td style="width:147px;">SHF</td>
			<td style="width:185px;">826H</td>
			<td style="width:160px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:111px;">Supply port</td>
			<td style="width:147px;">SHF</td>
			<td style="width:185px;">B826</td>
			<td style="width:160px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:111px;">Electrical amplifier</td>
			<td style="width:147px;">Amplifier Research</td>
			<td style="width:185px;">10W1000</td>
			<td style="width:160px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:111px;">Photo diode</td>
			<td style="width:147px;">Newport</td>
			<td style="width:185px;">D-8ir</td>
			<td style="width:160px;"></td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:111px;">Electrical spectrum analyzer</td>
			<td style="width:147px;">HP</td>
			<td style="width:185px;">8563E</td>
			<td style="width:160px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

quasi-light storage for optical data packets

Telecomunicaciones de hoy se basa en paquetes ópticos que transmiten la información en las redes de fibra óptica en todo el mundo. Actualmente, el procesamiento de las señales se realiza en el dominio eléctrico. Almacenamiento directo en el dominio óptico sería evitar la transferencia de los paquetes a la eléctrica y de vuelta al dominio óptico en cada nodo de la red y, por lo tanto, aumentar la velocidad y posiblemente a reducir el consumo de energía de las telecomunicaciones. Sin embargo, la luz se compone de fotones que se propagan con la velocidad de la luz en el vacío. Por lo tanto, el almacenamiento de la luz es un gran reto. Existen algunos métodos para ralentizar la velocidad de la luz, o almacenarlo en excitaciones de un medio. Sin embargo, estos métodos no pueden ser utilizados para el almacenamiento de paquetes de datos ópticos utilizados en las redes de telecomunicaciones. Aquí se muestra cómo el tiempo-frecuencia-coherencia, que se mantiene para cada señal y por lo tanto para los paquetes ópticos, así, puede ser explotado para construir una memoria óptica. Nos WilL opinión el fondo y muestran en detalle y a través de ejemplos, cómo un peine de frecuencias se pueden utilizar para la copia de un paquete óptico que entra en la memoria. Una de estas copias de dominio de tiempo se extrae entonces de la memoria por un interruptor de dominio de tiempo. Vamos a mostrar este método para la intensidad así como para señales moduladas en fase.

Para la medición se utilizó un patrón de datos modulada 10110101 intensidad con una velocidad de datos de 1 Gbps. La línea de color negro en la Figura 6 representa la señal original y las líneas de colores representan los diferentes tiempos de almacenamiento obtenidos con los QLS. La referencia se mide sin los QLS y el interruptor desactivado en la salida. Bajo condiciones ideales de almacenamiento veces hasta 100 nanosegundos son alcanzables. Los resultados para el patrón de datos almacenados 11...

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Quasi-light Storage for Optical Data Packets

El artículo describe un procedimiento para almacenar paquetes de datos ópticos con una modulación arbitraria, de longitud de onda, y la velocidad de datos. Estos paquetes son la base de las telecomunicaciones modernas.

Almacenamiento cuasi-luz de los datos ópticos de paquetes

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

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

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Linear Time- Invariant Systems

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10.7K vistas.  Hochschule für Telekommunikation, Leipzig.  El artículo describe un procedimiento para almacenar paquetes de datos ópticos con una modulación arbitraria, de longitud de onda, y la velocidad de datos. Estos paquetes son la base de las telecomunicaciones modernas. 

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Construction and Testing of Coin Cells of Lithium Ion Batteries

Rechargeable lithium ion batteries have wide applications in electronics, where customers always demand more capacity and longer lifetime. Lithium ion batteries have also been considered to be used in electric and hybrid vehicles1 or even electrical grid stabilization systems2. All these applications simulate a dramatic increase in the research and development of battery materials3-7, including new materials3,8, doping9, nanostructuring10-13, coatings or surface modifications14-17 and novel binders18. Consequently, an increasing number of physicists, chemists and materials scientists have recently ventured into this area. Coin cells are widely used in research laboratories to test new battery materials; even for the research and development that target large-scale and high-power applications, small coin cells are often used to test the capacities and rate capabilities of new materials in the initial stage. 
 In 2010, we started a National Science Foundation (NSF) sponsored research project to investigate the surface adsorption and disordering in battery materials (grant no. DMR-1006515). In the initial stage of this project, we have struggled to learn the techniques of assembling and testing coin cells, which cannot be achieved without numerous help of other researchers in other universities (through frequent calls, email exchanges and two site visits). Thus, we feel that it is beneficial to document, by both text and video, a protocol of assembling and testing a coin cell, which will help other new researchers in this field. This effort represents the "Broader Impact" activities of our NSF project, and it will also help to educate and inspire students.
In this video article, we document a protocol to assemble a CR2032 coin cell with a LiCoO2 working electrode, a Li counter electrode, and (the mostly commonly used) polyvinylidene fluoride (PVDF) binder. To ensure new learners to readily repeat the protocol, we keep the protocol as specific and explicit as we can. However, it is important to note that in specific research and development work, many parameters adopted here can be varied. First, one can make coin cells of different sizes and test the working electrode against a counter electrode other than Li. Second, the amounts of C black and binder added into the working electrodes are often varied to suit the particular purpose of research; for example, large amounts of C black or even inert powder were added to the working electrode to test the "intrinsic" performance of cathode materials14. Third, better binders (other than PVDF) have also developed and used18. Finally, other types of electrolytes (instead of LiPF6) can also be used; in fact, certain high-voltage electrode materials will require the uses of special electrolytes7.

A protocol to construct and test coin cells of lithium ion batteries is described. The specific procedures of making a working electrode, preparing a counter electrode, assembling a cell inside a glovebox and testing the cell are presented.

Construcción y verificación de las células de la moneda de baterías de ion de litio

Rechargeable lithium ion batteries have wide applications in electronics, where customers always demand more capacity and longer lifetime.  Lithium ion ...

Investigación

Ingeniería

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe their electromagnetic properties to the structure of their constituents, instead of the atoms that compose them. For example, sub-wavelength metal wires can be arranged to possess an effective electric permittivity that is either positive or negative at a given frequency, in contrast to the metals themselves 2. This unprecedented control over the behaviour of light can potentially lead to a number of novel devices, such as invisibility cloaks 3, negative refractive index materials 4, and lenses that resolve objects below the diffraction limit 5. However, metamaterials operating at optical, mid-infrared and terahertz frequencies are conventionally made using nano- and micro-fabrication techniques that are expensive and produce samples that are at most a few centimetres in size 6-7. Here we present a fabrication method to produce hundreds of meters of metal wire metamaterials in fiber form, which exhibit a terahertz plasmonic response 8. We combine the stack-and-draw technique used to produce microstructured polymer optical fiber 9 with the Taylor-wire process 10, using indium wires inside polymethylmethacrylate (PMMA) tubes. PMMA is chosen because it is an easy to handle, drawable dielectric with suitable optical properties in the terahertz region; indium because it has a melting temperature of 156.6 &deg;C which is appropriate for codrawing with PMMA. We include an indium wire of 1 mm diameter and 99.99% purity in a PMMA tube with 1 mm inner diameter (ID) and 12 mm outside diameter (OD) which is sealed at one end. The tube is evacuated and drawn down to an outer diameter of 1.2 mm. The resulting fiber is then cut into smaller pieces, and stacked into a larger PMMA tube. This stack is sealed at one end and fed into a furnace while being rapidly drawn, reducing the diameter of the structure by a factor of 10, and increasing the length by a factor of 100. Such fibers possess features on the micro- and nano- scale, are inherently flexible, mass-producible, and can be woven to exhibit electromagnetic properties that are not found in nature. They represent a promising platform for a number of novel devices from terahertz to optical frequencies, such as invisible fibers, woven negative refractive index cloths, and super-resolving lenses.

Metamaterials at terahertz frequencies offer unique opportunities, but are challenging to fabricate in bulk. We adapt the fabrication procedure for microstructured polymer optical fibers to inexpensively fabricate metamaterials potentially on an industrial scale. We produce polymethylmethacrylate fibers containing ~10 &mu;m diameter indium wires separated by ~100 &mu;m, which exhibit a terahertz plasmonic response.

Los metamateriales Fabricacion mediante el método de dibujo de fibra

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe ...

Optical Trapping of Nanoparticles

Optical trapping is a technique for immobilizing and manipulating small objects in a gentle way using light, and it has been widely applied in trapping and manipulating small biological particles. Ashkin and co-workers first demonstrated optical tweezers using a single focused beam1. The single beam trap can be described accurately using the perturbative gradient force formulation in the case of small Rayleigh regime particles1. In the perturbative regime, the optical power required for trapping a particle scales as the inverse fourth power of the particle size. High optical powers can damage dielectric particles and cause heating. For instance, trapped latex spheres of 109 nm in diameter were destroyed by a 15 mW beam in 25 sec1, which has serious implications for biological matter2,3.
A self-induced back-action (SIBA) optical trapping was proposed to trap 50 nm polystyrene spheres in the non-perturbative regime4. In a non-perturbative regime, even a small particle with little permittivity contrast to the background can influence significantly the ambient electromagnetic field and induce a large optical force. As a particle enters an illuminated aperture, light transmission increases dramatically because of dielectric loading. If the particle attempts to leave the aperture, decreased transmission causes a change in momentum outwards from the hole and, by Newton's Third Law, results in a force on the particle inwards into the hole, trapping the particle. The light transmission can be monitored; hence, the trap can become a sensor. The SIBA trapping technique can be further improved by using a double-nanohole structure.
The double-nanohole structure has been shown to give a strong local field enhancement5,6. Between the two sharp tips of the double-nanohole, a small particle can cause a large change in optical transmission, thereby inducing a large optical force. As a result, smaller nanoparticles can be trapped, such as 12 nm silicate spheres7 and 3.4 nm hydrodynamic radius bovine serum albumin proteins8. In this work, the experimental configuration used for nanoparticle trapping is outlined. First, we detail the assembly of the trapping setup which is based on a Thorlabs Optical Tweezer Kit. Next, we explain the nanofabrication procedure of the double-nanohole in a metal film, the fabrication of the microfluidic chamber and the sample preparation. Finally, we detail the data acquisition procedure and provide typical results for trapping 20 nm polystyrene nanospheres.

The following setup approach details low power optical trapping of dielectric nanoparticles using a double-nanohole in metal film.

Trampas ópticas de las nanopartículas

Optical trapping is a technique for immobilizing and manipulating small objects in a gentle way using light, and it has been widely applied in trapping ...

Bringing the Visible Universe into Focus with Robo-AO

The angular resolution of ground-based optical telescopes is limited by the degrading effects of the turbulent atmosphere. In the absence of an atmosphere, the angular resolution of a typical telescope is limited only by diffraction, i.e., the wavelength of interest, &lambda;, divided by the size of its primary mirror's aperture, D. For example, the Hubble Space Telescope (HST), with a 2.4-m primary mirror, has an angular resolution at visible wavelengths of ~0.04 arc seconds. The atmosphere is composed of air at slightly different temperatures, and therefore different indices of refraction, constantly mixing. Light waves are bent as they pass through the inhomogeneous atmosphere. When a telescope on the ground focuses these light waves, instantaneous images appear fragmented, changing as a function of time. As a result, long-exposure images acquired using ground-based telescopes - even telescopes with four times the diameter of HST - appear blurry and have an angular resolution of roughly 0.5 to 1.5 arc seconds at best.
Astronomical adaptive-optics systems compensate for the effects of atmospheric turbulence. First, the shape of the incoming non-planar wave is determined using measurements of a nearby bright star by a wavefront sensor. Next, an element in the optical system, such as a deformable mirror, is commanded to correct the shape of the incoming light wave. Additional corrections are made at a rate sufficient to keep up with the dynamically changing atmosphere through which the telescope looks, ultimately producing diffraction-limited images.
The fidelity of the wavefront sensor measurement is based upon how well the incoming light is spatially and temporally sampled1. Finer sampling requires brighter reference objects. While the brightest stars can serve as reference objects for imaging targets from several to tens of arc seconds away in the best conditions, most interesting astronomical targets do not have sufficiently bright stars nearby. One solution is to focus a high-power laser beam in the direction of the astronomical target to create an artificial reference of known shape, also known as a 'laser guide star'. The Robo-AO laser adaptive optics system2,3 employs a 10-W ultraviolet laser focused at a distance of 10 km to generate a laser guide star. Wavefront sensor measurements of the laser guide star drive the adaptive optics correction resulting in diffraction-limited images that have an angular resolution of ~0.1 arc seconds on a 1.5-m telescope.

Light from astronomical objects must travel through the earth's turbulent atmosphere before it can be imaged by ground-based telescopes. To enable direct imaging at maximum theoretical angular resolution, advanced techniques such as those employed by the Robo-AO adaptive-optics system must be used.

Con lo que el Universo Visible en Focus con Robo-AO

The angular  resolution of ground-based optical telescopes is limited by the degrading  effects of the turbulent atmosphere. In the absence of an ...

The Generation of Higher-order Laguerre-Gauss Optical Beams for High-precision Interferometry

Thermal noise in high-reflectivity mirrors is a major impediment for several types of high-precision interferometric experiments that aim to reach the standard quantum limit or to cool mechanical systems to their quantum ground state. This is for example the case of future gravitational wave observatories, whose sensitivity to gravitational wave signals is expected to be limited in the most sensitive frequency band, by atomic vibration of their mirror masses. One promising approach being pursued to overcome this limitation is to employ higher-order Laguerre-Gauss (LG) optical beams in place of the conventionally used fundamental mode. Owing to their more homogeneous light intensity distribution these beams average more effectively over the thermally driven fluctuations of the mirror surface, which in turn reduces the uncertainty in the mirror position sensed by the laser light.
We demonstrate a promising method to generate higher-order LG beams by shaping a fundamental Gaussian beam with the help of diffractive optical elements. We show that with conventional sensing and control techniques that are known for stabilizing fundamental laser beams, higher-order LG modes can be purified and stabilized just as well at a comparably high level. A set of diagnostic tools allows us to control and tailor the properties of generated LG beams. This enabled us to produce an LG beam with the highest purity reported to date. The demonstrated compatibility of higher-order LG modes with standard interferometry techniques and with the use of standard spherical optics makes them an ideal candidate for application in a future generation of high-precision interferometry.

Large laser-interferometers are being constructed to create a new type of astronomy based on gravitational waves. Their sensitivities, as for many other high-precision experiments, are approaching fundamental noise limits such as the atomic vibration of their components. We are pioneering technologies to overcome these limits using novel laser beam shapes.

La Generación de orden superior Laguerre-Gauss haces ópticos de Interferometría de alta precisión

Thermal noise in high-reflectivity mirrors is a major impediment for several  types of high-precision interferometric experiments that aim to reach the  ...

Fabrication and Characterization of Disordered Polymer Optical Fibers for Transverse Anderson Localization of Light

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. The developed polymer optical fiber is composed of 80,000 strands of poly (methyl methacrylate) (PMMA) and polystyrene (PS) that are randomly mixed and drawn into a square cross section optical fiber with a side width of 250 &mu;m. Initially, each strand is 200 &mu;m in diameter and 8-inches long. During the mixing process of the original fiber strands, the fibers cross over each other; however, a large draw ratio guarantees that the refractive index profile is invariant along the length of the fiber for several tens of centimeters. The large refractive index difference of 0.1 between the disordered sites results in a small localized beam radius that is comparable to the beam radius of conventional optical fibers. The input light is launched from a standard single mode optical fiber using the butt-coupling method and the near-field output beam from the disordered fiber is imaged using a 40X objective and a CCD camera. The output beam diameter agrees well with the expected results from the numerical simulations. The disordered optical fiber presented in this work is the first device-level implementation of 2D Anderson localization, and can potentially be used for image transport and short-haul optical communication systems.

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. This microstructured fiber can transport a small localized beam with a radius that is comparable to the beam radius of conventional optical fibers.

Fabricación y Caracterización de Polímeros desordenados Fibras ópticas para Transversal Anderson Localización de Luz

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. The developed ...

Writing Bragg Gratings in Multicore Fibers

Fiber Bragg gratings in multicore fibers can be used as compact and robust filters in astronomical and other research and commercial applications. Strong suppression at a single wavelength requires that all cores have matching transmission profiles. These gratings cannot be inscribed using the same method as for single-core fibers because the curved surface of the cladding acts as a lens, focusing the incoming UV laser beam and causing variations in exposure between cores. Therefore we use an additional optical element to ensure that the beam shape does not change while passing through the cross-section of the multicore fiber. This consists of a glass capillary tube which has been polished flat on one side, which is then placed over the section of the fiber to be inscribed. The laser beam enters the fiber through the flat surface of the capillary tube and hence maintains its original dimensions. This paper demonstrates the improvements in core-to-core uniformity for a 7-core fiber using this method. The technique can be generalized to larger multicore fibers.

We describe a technique for inscribing identical fiber Bragg gratings into each core of a multicore fiber. This is achieved by introducing an additional surface into the optical path to mitigate lensing by the curved surface of the fiber cladding.

La escritura de Bragg en fibras Multicore

Fiber Bragg gratings in multicore fibers can be used as compact and robust filters in astronomical and other research and commercial applications. Strong ...

Compact Lens-less Digital Holographic Microscope for MEMS Inspection and Characterization

A micro-electro-mechanical-system (MEMS) is a widely used component in many industries, including energy, biotechnology, medical, communications, and automotive. However, effective inspection and characterization metrology systems are needed to ensure the functional reliability of MEMS. This study presents a system based on digital holography as a tool for MEMS metrology. Digital holography has gained increasing attention in the past 20 years. With the fast development and decreasing cost of sensor arrays, resolution of such systems has increased broadening potential applications. Thus, it has attracted attention from both research and industry sides as a potential reliable tool for industrial metrology. Indeed, by recording the interference pattern between an object beam (which contains sample height information) and a reference beam on a CCD camera, one can retrieve the quantitative phase information of an object. However, most of digital holographic systems are bulky and thus not easy to implement on industry production lines. The novelty of the system presented is that it is lens-less and thus very compact. In this study, it is shown that the Compact Digital Holographic Microscope (CDHM) can be used to evaluate several characteristics typically consider as criteria in MEMS inspections. The surface profiles of MEMS in both static and dynamic conditions are presented. Comparison with AFM is investigated to validate the accuracy of the CDHM.

We present a compact reflection digital holographic system (CDHM) for inspection and characterization of MEMS devices. A lens-less design using a diverging input wave providing natural geometrical magnification is demonstrated. Both static and dynamic studies are presented.

Compacto holográfica microscopio digital Lente menos por MEMS Inspección y Caracterización

A micro-electro-mechanical-system (MEMS) is a widely used component in many industries, including energy, biotechnology, medical, communications, and ...

Data Acquisition Protocol for Determining Embedded Sensitivity Functions

The effectiveness of many structural health monitoring techniques depends on the placement of sensors and the location of input forces. Algorithms for determining optimal sensor and forcing locations typically require data, either simulated or measured, from the damaged structure. Embedded sensitivity functions provide an approach for determining the best available sensor location to detect damage with only data from the healthy structure. In this video and manuscript, the data acquisition procedure and best practices for determining the embedded sensitivity functions of a structure is presented. The frequency response functions used in the calculation of the embedded sensitivity functions are acquired using modal impact testing. Data is acquired and representative results are shown for a residential scale wind turbine blade. Strategies for evaluating the quality of the data being acquired are provided during the demonstration of the data acquisition process.

The data acquisition procedure for determining embedded sensitivity functions is described. Data is acquired and representative results are shown for a residential scale wind turbine blade.

Protocolo de toma de datos para la determinación de funciones de sensibilidad Embedded

The effectiveness of many structural health monitoring techniques depends on the placement of sensors and the location of input forces. Algorithms for ...

Two-way Valorization of Blast Furnace Slag: Synthesis of Precipitated Calcium Carbonate and Zeolitic Heavy Metal Adsorbent

The aim of this work is to present a zero-waste process for storing CO2 in a stable and benign mineral form while producing zeolitic minerals with sufficient heavy metal adsorption capacity. To this end, blast furnace slag, a residue from iron-making, is utilized as the starting material. Calcium is selectively extracted from the slag by leaching with acetic acid (2 M CH3COOH) as the extraction agent. The filtered leachate is subsequently physico-chemically purified and then carbonated to form precipitated calcium carbonate (PCC) of high purity (&lt;2 wt% non-calcium impurities, according to ICP-MS analysis). Sodium hydroxide is added to neutralize the regenerated acetate. The morphological properties of the resulting calcitic PCC are tuned for its potential application as a filler in papermaking. In parallel, the residual solids from the extraction stage are subjected to hydrothermal conversion in a caustic solution (2 M NaOH) that leads to the predominant formation of a particular zeolitic mineral phase (detected by XRD), namely analcime (NaAlSi2O6&#8729;H2O). Based on its ability to adsorb Ni2+, as reported from batch adsorption experiments and ICP-OES analysis, this product can potentially be used in wastewater treatment or for environmental remediation applications.

A protocol for the parallel production of precipitated calcium carbonate and zeolitic material from blast furnace slag via mineral carbonation and alkaline hydrothermal conversion, respectively, is presented. The performance of the zeolitic material towards nickel adsorption is tested.