Nous tenons à remercier le soutien financier de Deutsche Telekom Innovation Laboratoires.

<html> Une. Préparation du système (figure 4) <ol><li> Insérez les diodes laser LD1 et LD2 dans le montage spécifique et se connecter avec le courant (PMA) et des régulateurs de température (TEC). Tournez les appareils et vérifier la fonctionnalité des diodes laser avec l&#39;analyseur de spectre optique. Habituellement, une longueur d&#39;onde de 1550 nm autour de télécommunications est utilisé. </li><li> Connectez la diode laser aux modulateurs (IM / PM et MZM1) en fonction de la configuration de la figure 4. Les connecteurs optiques ont besoin d&#39;être nettoyés avant utilisation, afin de garantir la surface propre pour le couplage. Connecter l&#39;alimentation électrique (non représenté) et le signal provenant du générateur de forme d&#39;onde (AWG) avec un amplificateur électrique supplémentaire au modulateur. Faire en sorte que la puissance d&#39;entrée optique et électrique maximale sur le modulateur ne soit pas dépassée. Chaque modulateur est équipé d&#39;un contrôleur de polarisation. </li></ol>/ Files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg &quot;src =&quot; / files/ftp_upload/50468/50468fig4.jpg &quot;/&gt; Figure 4. D&#39;installation expérimentale des QLS lequel le stockage de l&#39;intensité et de signaux modulés en phase est possible. La section intitulée bleue est seulement nécessaire pour la détection de signaux modulés en phase. Le processus QLS a lieu dans la fibre optique. La section intitulée jaune définit la détection hétérodyne du peigne de fréquence. Régulateur de température, LDC: TEC diode laser source de courant, LD: diode laser, IM: modulateur d&#39;intensité, PM: modulateur de phase, PC: contrôleur de polarisation, AWG: générateur de signaux arbitraires, MZM: modulateur de Mach-Zehnder, EDFA: dopée à l&#39;erbium fibre amplificateur, C: circulateur, Lo: oscillateur local, Osci: oscilloscope, OSA: analyseur de spectre optique, PD: photodiode, l&#39;ESA: analyseur de spectre électrique. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image.</a> <olstart = &quot;3&quot;&gt; <li> Raccorder la fibre avec le modulateur pour le signal de données. Pour les signaux modulés en phase, il doit être un modulateur de phase (PM) et pour des signaux à modulation d&#39;intensité d&#39;un modulateur d&#39;intensité (IM). Habituellement, le débit de données pour l&#39;expérience est dans la gamme Gbps. L&#39;autre côté de la fibre est reliée à l&#39;orifice 2 du circulateur (C). La fibre AllWave utilisé dans nos expériences a les caractéristiques suivantes: L = 20 km, Δ f = 10,2 MHz SBS, SBS f = 10,852 GHz, P e ≈ 9,1 dBm. </li><li> Connecter le modulateur d&#39;amplitude pour la production d&#39;un peigne de fréquences (MZM1) avec l&#39;amplificateur optique (EDFA). Le peigne doit couvrir la largeur de bande du signal de données. La sortie de l&#39;EDFA est connecté au port 1 du circulateur. </li><li> Pour la détection de signaux modulés en phase, une source de référence est nécessaire. Se connecter l&#39;oscillateur local (LO) avec la sortie 3 du circulateur à un coupleur 50/50. Pour int<html> ensité signaux modulés, cette partie n&#39;est pas nécessaire. Comme LO un laser à fibre (Koheras) est utilisé. </li><li> Pour les signaux modulés en phase: connecter le troisième modulateur (MZM2) pour extraire les copies retardées du signal de sortie du coupleur 50/50. Pour les signaux à modulation d&#39;intensité, connectez MZM2 directement au port 3 du circulateur. Alimenter le modulateur avec une tension de polarisation (non représenté) et un signal rectangulaire à partir du port de sortie CH1 Mkr1 du générateur de forme d&#39;onde destiné à extraire. Par conséquent, les signaux de données d&#39;origine, ainsi que le signal rectangulaire pour l&#39;extraction sont synchronisés. </li><li> Pour la détection et l&#39;analyse: connecter un coupleur 90/10 après MZM2. L&#39;oscilloscope est relié à l&#39;accès du coupleur de 90% et la part de 10% est connecté à l&#39;analyseur de spectre optique. </li><li> Programmer le générateur de forme d&#39;onde avec les signaux nécessaires pour le paquet de données, le peigne de fréquences et le signal rectangulaire. Le peigne de fréquences est généré par une fonction sinc-périodique. </li></ol>e_title &quot;&gt; 2. mesure <ol><li> Activer la sortie pour le signal de données au générateur de forme d&#39;onde (AWG). Changer le biais du modulateur (IM / PM) à l&#39;alimentation et de contrôler la qualité du signal à l&#39;oscilloscope. Après ajustement de la meilleure qualité de couper la sortie de la forme d&#39;onde de générateur hors service. Les modulateurs devraient être fixées autour du point de fonctionnement linéaire. Des exemples de valeurs peuvent être trouvées dans la section des résultats. </li><li> Ajuster la qualité du peigne de fréquence à une détection hétérodyne. Un exemple pour une fréquence relativement bonne qualité de peigne est représenté sur la figure 5. Le peigne de fréquence doit être plat, par exemple, tous les composants de fréquence ont la même intensité et sont stables dans le temps, ainsi que suffisamment large pour couvrir l&#39;ensemble du spectre. En outre, les bords du peigne doivent être raide, par exemple, il n&#39;y a pas de composantes de fréquences apparentes avec une faible intensité sur les côtés. </li><li> peigne hétérodyne détection I: Connectez la sortie de MZM1 avec un co 50/50upler. L&#39;autre port du coupleur est relié à un laser à fibre (Koheras) comme oscillateur local. </li><li> détection de peigne hétérodyne II: En raison de la bande passante limitée de la photo-diode et l&#39;analyseur de spectre électrique, d&#39;une part la sortie de coupleur doit être connecté à l&#39;analyseur de spectre optique afin de régler la distance entre l&#39;oscillateur local et le signal de l&#39;ordre de 8 GHz en modifiant la température du laser. </li><li> la détection hétérodyne en peigne III: Après l&#39;ajustement supprimer l&#39;analyseur de spectre optique et connecter la photodiode et l&#39;analyseur de spectre électrique à la sortie du coupleur 50/50. Ajuster la tension de polarisation du modulateur en forme de peigne pour réaliser un peigne de fréquence plat. Après l&#39;achèvement de relier la sortie du modulateur de nouveau à l&#39;amplificateur optique (EDFA). </li><li> Réglez la distance entre les deux diodes laser (IM / PM et MZM1) en ce qui concerne le changement de Brillouin avec des signaux à ondes continues. Ainsi, assurez-vous que la sortie du générateur de forme d&#39;onde est tuRNED off. </li><li> Allumez l&#39;amplificateur optique. Jetez un oeil à l&#39;analyseur de spectre optique et régler la puissance de sortie de l&#39;EDFA à une valeur inférieure au seuil de la diffusion Brillouin stimulée. </li><li> Maintenant, décaler la longueur d&#39;onde de la diode laser qui génère le signal de données (IM / PM) dans la région de gain de la pompe (MZM1). Le signal sera amplifié si la longueur d&#39;onde est correcte. </li><li> Pour l&#39;optimisation changer la polarisation du signal de données et par conséquent l&#39;intensité au maximum. </li><li> Ouvrir les deux sorties (de signaux de données et peigne) du générateur de forme d&#39;onde. Augmenter la puissance de sortie de l&#39;EDFA. Maintenant, le peigne de fréquences va extraire les composants équidistants sur le spectre. L&#39;oscilloscope doit montrer les différentes copies générées par les QLS. Pour la réduction de la distorsion légèrement décaler la longueur d&#39;onde du signal de données et le changement de polarisation. </li><li> Pour extraire l&#39;une des copies d&#39;utiliser l&#39;un des signaux de marqueur du générateur de forme d&#39;onde ou une source externequi peut produire une impulsion rectangulaire. Mettre en place une impulsion rectangulaire avec la longueur du paquet. </li><li> Allumez le biais de MZM2 et changer au point où le signal extrait est maximisée et toutes les autres copies sont supprimées exploitation. Maintenant déplacer le créneau de la version souhaitée du motif stocké. </li><li> Le modèle de données stockée peut être enregistré avec l&#39;oscilloscope et évaluée avec le logiciel, par exemple origine. </li><li> Afin de commuter entre la mesure de l&#39;intensité et de phase des signaux modulés, le modulateur pour le signal de données a besoin d&#39;être changé de IM de l&#39;intensité des signaux modulés à PM pour des signaux modulés en phase. En outre, pour les signaux modulés en phase d&#39;un oscillateur local en tant que source de référence doit être ajoutée à la configuration selon la figure 4. </li></ol><img alt="Figure 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" src=&quot;/ Files/ftp_upload/50468/50468fig5.jpg&quot; /&gt; Figure 5. Presque plat peigne de fréquence avec 13 branches. Le peigne a été détecté par détection hétérodyne. Pour la détection d&#39;un oscillateur local a été combiné par l&#39;intermédiaire d&#39;un coupleur 3 dB avec le signal optique détecté et avec une photodiode. Le peigne de fréquence a été mesurée et enregistrée avec un analyseur de spectre électrique. La puissance de sortie de l&#39;oscillateur local est de 6 dBm et la puissance optique du peigne 8 dBm. La distance entre l&#39;oscillateur local et le peigne optique est de 9,8 GHz. Pour une meilleure vue d&#39;ensemble de l&#39;axe de fréquence est normalisée à la fréquence centrale du peigne qui était d&#39;environ 193,5 THz (1550 nm). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image.</a>

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Les auteurs déclarent qu&#39;ils n&#39;ont aucun intérêt financier concurrents. L&#39;auteur, Thomas Schneider, est un employé de la Deutsche Telekom AG. L&#39;auteur, Stefan Preußler, a reçu un financement qui a été fourni par Deutsche Telekom Innovation Laboratoires.

L&#39;étape la plus critique lors de l&#39;expérience est le réglage du peigne de fréquence, c&#39;est à dire la largeur de bande, de la planéité et la position en ce qui concerne le signal de données dans le domaine fréquentiel. D&#39;après le théorème de l&#39;échantillonnage dans le domaine fréquentiel, les distorsions de signal sont évitées si l&#39;ensemble de la largeur de bande du paquet optique est échantillonné avec un peigne idéalement plat. Ainsi, la largeur de bande du paquet opti...

Le transport de données dans les réseaux de télécommunications est optiquement, puisque seules les fibres optiques offrent la capacité nécessaire pour le trafic de données d&#39;aujourd&#39;hui transmis à travers le monde. Cependant, dans chaque noeud du réseau le signal optique doit être transféré dans le domaine électrique en vue de le traiter. Après le traitement du signal est converti vers le domaine optique pour la transmission. Ce double transfert entre les domaines à la fois du temps et consomme de l&#39;énergie. Afin d&#39;utiliser un traitement tout-optique des données, le problème de la conservation intermédiaire doit être résolu. Ainsi, beaucoup de méthodes pour le stockage ou la mise en mémoire tampon des signaux optiques ont été proposées. Le plus simple est d&#39;envoyer les signaux dans une matrice de guides d&#39;ondes de différentes longueurs 2. Toutefois, ces matrices sont encombrants et le temps de stockage ne peuvent pas être à l&#39;écoute car il est prédéfinie par la longueur du guide d&#39;onde. La méthode &quot;Slow-Light&quot; repose sur un tunable changement de l&#39;indice de groupe de réfraction d&#39;un milieu de ralentir la vitesse de propagation des impulsions de signal optique 2. Plusieurs effets physiques et des systèmes de matériaux peuvent être utilisés à cette fin 6.3. Cependant, avec ces méthodes, le signal peut être ralentie par quelques longueurs en bits, ce qui est loin d&#39;être suffisante pour que les noeuds de réseau optique 7,8. Une autre approche utilise une conversion de longueur d&#39;onde et de dispersion pour la génération de retards accordables. De ce fait, la longueur d&#39;onde centrale du signal d&#39;entrée est décalé par l&#39;intermédiaire de conversion optique non linéaire. Ensuite, le signal est injecté dans une fibre hautement dispersif. La différence dans la vitesse de groupe dans la fibre à dispersion conduit à un retard qui est proportionnel au produit du changement de longueur d&#39;onde et la dispersion de vitesse de groupe (GVD) dans la fibre. Avec une seconde conversion la longueur d&#39;onde est décalée à la valeur d&#39;origine. Pour les techniques de changement de longueur d&#39;onde comme mélange à quatre ondes ou en phase d&#39;auto modulation peut être utilisé. Avec le procédé de conversion et les temps de dispersion de stockage jusqu&#39;à 243 ns de retard accordable, qui correspondent à des bits 2400, 10 ont été rapportés. Toutefois, la conversion de longueur d&#39;onde et de dispersion des méthodes en général ont besoin de composants spéciaux et des configurations pour produire un grand changement de longueur d&#39;onde et / ou grand GVD. En outre, ils sont parmi les méthodes de retard les plus complexes et gourmands en énergie 2. D&#39;autres procédés de stocker le signal optique en une excitation d&#39;un système matériel. Un faisceau de sonde est ensuite utilisée pour lire l&#39;information. Habituellement, ces systèmes ne peuvent pas être utilisés dans le domaine des télécommunications, car ils nécessitent des températures ultra-haute ou basse-11, ne fonctionnent pas avec des largeurs de bande de télécommunications, ou nécessitent plutôt des configurations complexes et de haute puissance 12-14. Ici, nous montrons comment une propriété de base de signaux (la cohérence temps-fréquence) peut être exploitée pour le stockage de paquets de données optiques. Since pas l&#39;excitation d&#39;un système matériel est utilisé, nous avons appelé la méthode de stockage quasi-lumière (QLS) 15-17. La QLS est indépendant de la modulation, le format de données et du débit des paquets de données et peut stocker des paquets optiques à plusieurs milliers de bits longueurs 18. L&#39;idée de base peut être vu dans la figure 1, les impulsions de forme rectangulaires sont présentés ici. Cependant, la méthode fonctionne pour toutes les formes d&#39;impulsion et de paquets d&#39;impulsions. La seule restriction est que les signaux doivent être limitées dans le temps. <img alt="Figure 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1.jpg" /> Figure 1. Cohérence temps-fréquence d&#39;un signal de modulation d&#39;intensité 23. Un signal rectangulaire unique dans le domaine temporel (a) est représenté par une fonction sinc dans-la-fréquence domadans (b). Ici, l&#39;intensité normalisée est représentée, étant donné qu&#39;il n&#39;est pas possible de mesurer les champs avec un équipement optique. La représentation dans le domaine temporel pour une séquence de signaux rectangulaires est représenté en (c). Cette séquence a toujours la même forme spectrale. Mais, il se compose de fréquences simples équidistants en vertu de la sinc-enveloppe (d). L&#39;axe de temps sont normalisées à la moitié de la durée d&#39;un signal unique et l&#39;axe des fréquences pour les premiers passages par zéro, respectivement. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image.</a> Une impulsion rectangulaire dans le domaine du temps (figure 1a) a une &quot;cardinalis de sinus&quot; ou à la fonction sinc sin (px) / forme px spectre (figure 1b), où toutes les fréquences inférieures de l&#39;enveloppe sont présentes. Un train d&#39;impulsions rectangulaires dans le domaine du temps (figure 1c) présente encore un SIfonction nc forme spectre (figure 1d) avec la bande passante Δ f. Mais en raison de la périodicité, pas toutes les fréquences sont plus présentes. Au lieu de cela, le spectre de fréquences est constituée équidistants et l&#39;inverse de l&#39;écart de fréquence définit la séparation dans le temps entre les impulsions Δ T = 1 / Δ v. L&#39;idée de base de la QLS est maintenant tout simplement pour extraire des fréquences équidistantes sur le spectre du paquet d&#39;entrée. En raison de la cohérence temps-fréquence cela se traduit par une copie du paquet dans le domaine temporel. La copie avec le retard souhaité peut être extraite par un commutateur dans le domaine temporel. Le principe de notre expérience est présenté sur la figure 2. Un signal d&#39;entrée limité dans le temps est multipliée par un peigne de fréquence dans le domaine fréquentiel. Pour la multiplication de l&#39;effet non-linéaire de diffusion Brillouin stimulée (SBS) est utilisé. Les résultats sont équidistants de copies du signal d&#39;entrée dans les ee dans le domaine temporel. L&#39;un des signaux est extrait avec un interrupteur piloté par une fonction rectangulaire. Ainsi, à la sortie de la mémoire, en principe, une copie exempte de distorsion de l&#39;impulsion d&#39;entrée peut être prévu. <img alt="Figure 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2.jpg" /> Figure 2. Idée de base du stockage quasi-lumière 15. Un temps signal d&#39;entrée limité (un) est multipliée par un peigne de fréquence (b) dans le domaine fréquentiel, qui est notée avec un X. Cela conduit à différentes copies de la signal dans le domaine temporel (c). De l&#39;train d&#39;impulsions généré l&#39;une des copies (d) est extrait avec un commutateur dans le domaine temporel en un signal de lecture rectangulaire (e). Le commutateur peut être un modulateur. Il en résulte une mémorisation du signal optique. La sttemps orage est définie par l&#39;écart de fréquence entre les lignes de peigne et le signal de lecture. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image.</a> SBS elle-même est un effet non linéaire qui peut se produire dans les fibres monomodes standard (SSMF) à de faibles puissances. De ce fait, le signal interagit avec un changement de densité optique qui est générée par une onde de pompe à l&#39;encontre de multiplication. Si l&#39;onde de signal est rétrogradé en fréquence, une région de gain est formée dans laquelle le signal sera amplifié. Si elle est déplacée vers le haut, le signal est atténué dans la région de la diminution correspondante. Le décalage de fréquence entre la pompe et le signal est définie par l&#39;onde acoustique, qui dépend des propriétés du matériau. Le plus grand avantage de l&#39;ABS pour l&#39;application présentée est l&#39;étroite bande passante Δ f SBS de la région de gain. Ainsi, pratiquement SBS forme un filtre optique de largeur de ligne étroite. La largeur de bande étroite de til acquérir région dépend de la durée et de surface effective de la fibre ainsi que sur la puissance de pompage utilisé 19. La pleine largeur naturelle à mi-hauteur (FWHM) de la bande passante du gain SBS dans un SSMF est d&#39;environ 30 MHz. Dans les guides d&#39;ondes particulières, telles que des fibres AllWave, et avec de fortes puissances de pompage, la largeur de bande peut être réduite à 20 10 MHz. En raison de la largeur de bande de filtre différents exemplaires sont recouverts d&#39;une enveloppe. Par conséquent, la durée maximale de stockage des QLS est inversement proportionnelle à la largeur de bande SBS. Une bande passante de 10 MHz entraînerait un temps de stockage maximum de 100 ns. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour agrandir l&#39;image.</a> Pour la transmission à débit binaire très élevé l&#39;information doit être codé dans la phase de la porteuse à la place de son amplitude, étant donné que ceci offre beaucoup d&#39;avantages. Ainsi, contrairement à impulsions, les signaux de ces réseaux optiques ont une amplitude constante. &lt;strong&gt; La figure 3 illustre un tel signal modulé en phase dans le temps (à gauche) et dans le domaine fréquentiel (à droite). Ce spectre peut être échantillonné de la même manière que celle du signal modulé en amplitude 21. En fait, le spectre de la fonction-rectangulaire pour l&#39;intensité et les signaux modulés en phase est filtré en raison de la transmission, ce qui limite le spectre. <img alt="Figure 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3.jpg" /> Figure 3. Cohérence temps-fréquence pour une modulation de phase 21. En un signal modulé en phase, la phase de la porteuse est changée par le signal qui doit être transmis. Si chaque symbole se compose de 1 bit, la phase est modifié entre 0 et π, par exemple. Le côté gauche de la figure montre la représentation dans le domaine temporel résulte d&#39;un tel déplacement de phase binaire clavetéSignal (BPSK). Le signal dans le domaine fréquentiel résultant est représenté sur le côté droit. Par comparaison avec la figure 1, on peut voir que le spectre du signal modulé en phase est qualitativement la même que celle du signal à modulation d&#39;intensité. Ainsi, les QLS peuvent être appliquées de la même façon.

<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

La télécommunication d&#39;aujourd&#39;hui est basée sur les paquets optiques qui transmettent l&#39;information dans les réseaux de fibres optiques à travers le monde. Actuellement, le traitement des signaux est effectué dans le domaine électrique. Le stockage direct dans le domaine optique permettrait d&#39;éviter le transfert des paquets à l&#39;électricité et à l&#39;arrière pour le domaine optique dans chaque noeud de réseau et, par conséquent, augmenter la vitesse et, éventuellement, de réduire la consommation d&#39;énergie de télécommunications. Cependant, la lumière se compose de photons qui se propagent à la vitesse de la lumière dans le vide. Ainsi, le stockage de la lumière est un grand défi. Il existe quelques méthodes pour ralentir la vitesse de la lumière, ou de le stocker dans des excitations d&#39;un milieu. Cependant, ces procédés ne peuvent pas être utilisés pour le stockage de paquets de données optiques utilisés dans les réseaux de télécommunications. Ici, nous montrons comment le temps-fréquence-cohérence, qui détient pour chaque signal et donc pour les paquets optiques ainsi, peut être exploitée pour construire une mémoire optique. Nous will examen du fond et montrent en détail et par des exemples, comment un peigne de fréquence peuvent être utilisés pour la copie d&#39;un paquet optique qui entre dans la mémoire. L&#39;une de ces copies domaine de temps est ensuite extrait de la mémoire par un commutateur dans le domaine temporel. Nous allons montrer cette méthode pour l&#39;intensité ainsi que pour des signaux modulés en phase.

Pour la mesure d&#39;une configuration de données à modulation d&#39;intensité 10110101 avec un débit de 1 Gbps de données a été utilisé. La ligne noire sur la figure 6 représente le signal d&#39;origine et les lignes de couleur représentent les différents temps de stockage obtenus avec les QLS. La référence est mesurée sans les QLS et l&#39;interrupteur activé à la sortie. Sous fois des conditions idéales de stockage jusqu&#39;à 100 ns sont réalisables. Les résultats pour l&#39;1100...

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Quasi-light Storage for Optical Data Packets

L&#39;article décrit une procédure pour stocker les paquets de données optiques avec une modulation arbitraire, longueur d&#39;onde, et le taux de données. Ces paquets sont à la base des télécommunications modernes.

Stockage quasi-lumière pour les paquets de données optiques

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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10.7K vues.  Hochschule für Telekommunikation, Leipzig.  L'article décrit une procédure pour stocker les paquets de données optiques avec une modulation arbitraire, longueur d'onde, et le taux de données. Ces paquets sont à la base des télécommunications modernes. 

Vidéo: Quasi-light Storage for Optical Data Packets

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.

Construction et d&#39;essai des Piles de batteries lithium-ion

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

Recherche

Ingénierie

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.

Les métamatériaux Fabricating aide de la méthode de tirage de fibre

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.

Le piégeage optique de nanoparticules

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 ...

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 génération de d&#39;ordre supérieur Laguerre-Gauss faisceaux optiques pour l&#39;interférométrie de haute précision

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.

Fabrication et caractérisation des polymères désordonnés fibres optiques pour Transverse localisation d&#39;Anderson de la lumière

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.

Rédaction de Bragg dans les fibres multipaires

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.

Compact numérique Holographic Microscope pour les MEMS Inspection et caractérisation de Lens-moins

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.

Protocole d&#39;acquisition de données pour déterminer les fonctions de sensibilité intégrés

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.

Deux voies Valorisation de laitier de haut fourneau: Synthèse du carbonate de calcium précipité et zéolithique Heavy Metal Adsorbant

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 ...

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light scattering from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles. This protocol describes the SLSP platform and how it employs a 360&#176; rotational photodetector sensor that is scanned around an IOL sample while recording the intensity and location of scattered light as it passes through the IOL medium. The SLSP platform can be used to predict, non-clinically, the propensity for current and novel IOL designs and materials to induce light scatter. Non-clinical evaluation of light scattering properties of IOLs can significantly reduce the number of patient complaints related to unwanted glare, glistening, optical defects, poor image quality, and other phenomena associated with the unintended light scattering. Future studies should be conducted to correlate SLSP data with clinical results to help identify which measured light scatter is most problematic for patients that have undergone cataract surgery subsequent to IOL implantation.

Scanning Light Scattering Profiler SLPS Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

This protocol describes the scanning light scattering profiler (SLSP) that enables the full-angle quantitative evaluation of forward and backward scattering of light from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles.

Méthodologie basée sur le Profiler de diffusion de lumière de balayage (SLPS) pour évaluer quantitativement la diffusion de lumière vers l&#39;avant et vers l&#39;arrière à partir de lentilles intraoculaires

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light ...