אנו בתודה להכיר תמיכה הכספית של דויטשה מעבדות חדשנות טלקום.

<html> 1. הכנת המערכת (איור 4) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את LD1 דיודות הלייזר וLD2 בהר המסוים ולחבר אותו עם הנוכחי (LDC) ובקרי טמפרטורה (TEC). הפעל את המכשירים ולבדוק את הפונקציונליות של דיודות לייזר עם מנתח הספקטרום האופטי. בדרך כלל, משמש גל הטלקום סביב 1,550 ננומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את דיודת הלייזר למאפננים (IM / PM וMZM1) בהתאם להתקנה באיור 4. המחברים אופטיים צריכים לנקות לפני השימוש, על מנת להבטיח המשטח הנקי לצימוד. חבר את ספק הכוח (לא מוצג) ואת האות ממחולל צורת הגל (AWG) עם מגבר חשמלי נוסף למאפנן. ודא כי ספק הכניסה האופטי וחשמלי המרבי במאפנן אין חריגה. כל מודולטור מצויד בבקר קיטוב. </li></ol><html> / Files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg &quot;src =&quot; / files/ftp_upload/50468/50468fig4.jpg &quot;/&gt; איור 4. התקנה ניסיונית של QLS לפי האחסון של עוצמה ואותות שלב מווסתת אפשרי. הסעיף שכותרתו הכחול נחוץ רק לצורך זיהוי של אותות מווסת שלב. תהליך QLS מתרחש בסיבים אופטיים. הסעיף שכותרתו הצהוב מגדיר את זיהוי אבוכי של מסרק התדר. TEC: בקר טמפרטורה, LDC: מקור זרם דיודת לייזר, LD: דיודת לייזר, IM: מאפנן עוצמה, PM: מאפנן שלב, מחשב: בקר קיטוב, AWG: מחולל צורת גל שרירותי, MZM: מאפנן מאך-Zehnder, EDFA: ארביום מסומם סיבים מגבר, C: סירקולטור, Lo: מתנד המקומי, Osci: אוסצילוסקופ, OSA: מנתח ספקטרום אופטי, פ&quot;ד: דיודת אור, סוכנות החלל האירופית: מנתח ספקטרום חשמלי. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.</a> <ol </html style=";text-align:right;direction:rtl">להתחיל = &quot;3&quot;&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את הסיבים עם המאפנן לאות נתונים. עבור אותות שלב מווסת זה חייב להיות מאפנן מופע (PM) ועבור אותות בעוצמה מווסתת מאפנן עוצמה (IM). בדרך כלל, קצב הנתונים עבור הניסוי הוא בטווח Gbps. הצד האחר של הסיבים קשורים ליציאה 2 של סירקולטור (C). סיבי AllWave משמשים בניסויים שלנו יש לו את המפרט הבא: L = 20 קילומטר, Δ ו SBS = 10.2 MHz, ו SBS = 10.852 GHz, P ה 9.1 ≈ dBm. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את המאפנן משרעת עבור דור מסרק תדר (MZM1) עם המגבר האופטי (EDFA). מסרק יש לכסות את רוחב הפס של אות המידע. הפלט של EDFA מחובר עם יציאת 1 של סירקולטור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצורך זיהוי של אותות שלב מווסת, יש צורך במקור התייחסות. חבר את המתנד המקומי (LO) יחד עם התפוקה של 3 סירקולטור למצמד 50/50. עבור int<html> ensity מווסת אותות, חלק זה אינו נדרש. כLO לייזר סיב (Koheras) משמש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור אותות שלב מווסת: לחבר את המאפנן השלישי (MZM2) לחילוץ העותקים המאוחר עם התפוקה של המצמד 50/50. עבור אותות בעוצמה מווסתת, להתחבר MZM2 ישירות ליציאת ה 3 של סירקולטור. לספק את המאפנן עם מתח הטיה (לא מוצג) ואות מלבנית מיציאת פלט CH1 Mkr1 של הגנרטור צורת הגל לחילוץ. לכן, את האותות המקוריים נתונים, כמו גם את האות מלבנית לחילוץ מסונכרנים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לזיהוי וניתוח: להתחבר 90/10 מצמד לאחר MZM2. אוסצילוסקופ מחובר עם יציאת 90% מהמצמד וחלק 10% קשור במנתח הספקטרום האופטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לתכנת את מחולל צורת הגל עם האותות הנדרשים לנתוני מנות, מסרק התדר והאות מלבנית. מסרק התדר מופק על ידי sinc-פונקציה מחזורית. </li></ol>e_title &quot;&gt; 2. מדידה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את הפלט עבור אותות הנתונים במחולל צורת הגל (AWG). לשנות את הנטייה למאפנן (IM / PM) באספקת החשמל ולשלוט על איכות האות באוסצילוסקופ. לאחר התאמת האיכות הטובה ביותר להפוך את הפלט של צורת גל גנרטור כבויה. צריכים להיות מוגדרים מאפננים סביב נקודת ההפעלה ליניארי. ניתן למצוא ערכים למופת בסעיף התוצאות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתאים את האיכות של מסרק התדר עם זיהוי אבוכי. דוגמא למסרק תדר באיכות טובה יחסית, מוצגת באיור 5. מסרק התדר צריך להיות שטוח, למשל יש את כל רכיבי התדר באותה עוצמה ויציבות לאורך זמן, כמו גם רחבים מספיק כדי לכסות את כל הספקטרום. בנוסף, את הקצוות של המסרק צריכים להיות תלולים, למשל אין רכיבי תדר לכאורה בעוצמה נמוכה בצדדים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אני זיהוי מסרק אבוכי: חברו את היציאה של MZM1 עם שיתוף 50/50upler. הנמל האחר של המצמד מחובר עם לייזר סיב (Koheras) כמו מתנד מקומי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> איתור מסרק אבוכי השני: בשל רוחב הפס המוגבל של צילום דיודה ומנתח הספקטרום החשמלי, ראשון מצמד הפלט צריך להיות מחובר למנתח הספקטרום האופטי על מנת לקבוע את המרחק בין מתנד המקומי ואת האות לסביבות 8 GHz על ידי שינוי הטמפרטורה של הלייזר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> איתור מסרק אבוכי III: לאחר ההתאמה להסיר את מנתח הספקטרום האופטי ולחבר את דיודת האור ומנתח ספקטרום החשמל לתפוקה של המצמד 50/50. התאם את מתח ההטיה של מאפנן מסרק להשיג מסרק תדר שטוח. לאחר השלמת לחבר את הפלט של המאפנן שוב למגבר האופטי (EDFA). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את המרחק בין שני דיודות הלייזר (IM / PM וMZM1) לגבי שינוי ברילואן עם אותות גל רציפים. לכן, כדי להיות בטוח שהפלט של מחולל צורת הגל הוא turned כבוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את המגבר האופטי. יש להסתכל על נתח הספקטרום האופטי ולהגדיר את תפוקת החשמל של EDFA לערך מתחת לסף של פיזור ברילואן מגורה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עכשיו להעביר את אורך הגל של לייזר דיודה אשר מייצר את אות נתונים (IM / PM) לאזור הרווח של המשאבה (MZM1). האות תהיה מוגברת אם אורך הגל הוא נכון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאופטימיזציה לשנות את הקיטוב של אות הנתונים ולכן העצמה למקסימום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את שני הפלטים (אות הנתונים ומסרק) של הגנרטור צורת הגל. להגדיל את תפוקת החשמל של EDFA. עכשיו מסרק התדר יהיה לחלץ רכיבים במרחק שווה מהספקטרום. אוסצילוסקופ צריך להראות העותקים השונים שנוצרו על ידי QLS. להפחתת עיוות מעט להעביר את אורך הגל של אות הנתונים ולשנות את הקיטוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לחלץ את אחד העותקים להשתמש באחד מאותות הסמן של מחולל צורת הגל או מקור חיצונישיכול לייצר דופק מלבני. הגדר את דופק מלבני עם האורך של המנות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את ההטיה לMZM2 ולשנות אותו עד לנקודה שבה ההפעלה אות חילוץ מוגדלת ואת כל העותקים האחרים מודחקים. עכשיו להעביר את הדופק המלבני לגרסה הרצויה של הדפוס המאוחסן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דפוס נתונים המאוחסן ניתן לשמור עם אוסצילוסקופ ומוערך עם תוכנה, למשל מקור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על מנת לעבור בין המדידה של עוצמת ולשלב אותות מווסת, המאפנן לאות הנתונים צריך להיות שונה ממסרים מיידיים לאותות בעוצמה מווסת לPM עבור אותות מווסת שלב. בנוסף, לאותות השלב מווסת מתנד מקומי כמקור התייחסות צריך להוסיף להגדרה לפי איור 4. </li></ol><img alt="איור 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" src=&quot;/ Files/ftp_upload/50468/50468fig5.jpg&quot; /&gt; איור 5. כמעט שטוח מסרק תדר עם 13 סניפים. מסרק זוהה באמצעות זיהוי אבוכי. לגילוי מתנד מקומי בשילוב באמצעות מצמד 3 dB עם האות האופטי וזוהה עם דיודת אור. מסרק התדר נמדד ונרשם עם מנתח ספקטרום חשמלי. תפוקת החשמל של מתנד המקומי היה dBm 6 ואת הכוח האופטי של dBm מסרק 8. המרחק בין מתנד המקומי והמסרק האופטי היה 9.8 GHz. לסקירה כללית טובה יותר על ציר התדר הוא מנורמל לתדר המרכזי של המסרק שהיה סביב 193.5 THz (1,550 ננומטר). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.</a>

<ol>
	<li>Spring, J., Tucker, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photonic+2+x+2+packet+switch+with+input+buffers.">Photonic 2 x 2 packet switch with input buffers.</a> Electron. Lett. 29 (3), 284-285 (1993).</li><li>Krauss, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Why+do+we+need+slow+light.">Why do we need slow light.</a> Nat. Photonics. 2, 448-450 (2008).</li><li>Hau, L. V., Harris, S. E., Dutton, Z., Behroozi, C. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+speed+reduction+to+17+meters+per+second+in+an+ultracold+atomic+gas.">Light speed reduction to 17 meters per second in an ultracold atomic gas.</a> Nature. 397, 594-598 (1999).</li><li>Chang-Hasnian, C. J., Ku, P. C., Kim, J., Chuang, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variable+optical+buffer+using+slow+light+in+semiconductor+nanostructures.">Variable optical buffer using slow light in semiconductor nanostructures.</a> Proc. IEEE. 91 (11), 1897-1810 (2003).</li><li>Gersen, H., Karle, T. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-space+observation+of+ultraslow+light+in+Photonic+Crystal+Waveguides.">Real-space observation of ultraslow light in Photonic Crystal Waveguides.</a> Phys. Rev. Lett. 94 (7), 073903-073907 (2005).</li><li>Th&#233;venaz, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Slow+and+fast+light+in+optical+fibres.">Slow and fast light in optical fibres.</a> Nature Photon. 2, 472-481 (2008).</li><li>Uskov, A. V., Sedgwick, F. G., Chang-Hasnian, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delay+Limit+of+Slow+Light+in+Semiconductor+Optical+Amplifiers.">Delay Limit of Slow Light in Semiconductor Optical Amplifiers.</a> IEEE Photon. Technol. Lett. 18 (6), 731-733 (2006).</li><li>Schneider, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time+Delay+Limits+of+stimulated-Brillouin-scattering-based+slow+light+systems.">Time Delay Limits of stimulated-Brillouin-scattering-based slow light systems.</a> Opt. Lett. 33 (13), 1398-1400 (2008).</li><li>Sharping, J., Okawachi, Y., van Howe, J., Xu, C., Wang, Y., Willner, A., Gaeta, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=All-optical,+wavelength+and+bandwidth+preserving,+pulse+delay+based+on+parametric+wavelength+conversion+and+dispersion.">All-optical, wavelength and bandwidth preserving, pulse delay based on parametric wavelength conversion and dispersion.</a> Opt. Express. 13 (20), 7872-7877 (2005).</li><li>Okawachi, Y., Foster, M., Chen, X., Turner-Foster, A., Salem, R., Lipson, M., Xu, C., Gaeta, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large+tunable+delays+using+parametric+mixing+and+phase+conjugation+in+Si+nanowaveguides.">Large tunable delays using parametric mixing and phase conjugation in Si nanowaveguides.</a> Opt. Express. 16 (14), 10349-10357 (2008).</li><li>Kash, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultraslow+group+velocity+and+enhanced+nonlinear+optical+effects+in+a+coherently+driven+hot+atomic+gas.">Ultraslow group velocity and enhanced nonlinear optical effects in a coherently driven hot atomic gas.</a> Phys. Rev. Lett. 82 (26), 5229-5232 (1999).</li><li>Turukhin, A. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observation+of+ultraslow+and+stored+light+pulses+in+a+solid.">Observation of ultraslow and stored light pulses in a solid.</a> Phys. Rev. Lett. 88 (2), 023602-023605 (2001).</li><li>Fleischhauer, M., Yelin, S. F., Lukin, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+to+trap+photons?+Storing+single-photon+quantum+states+in+collective+atomic+excitations.">How to trap photons? Storing single-photon quantum states in collective atomic excitations.</a> Opt. Commun. 179 (1-6), 395-410 (2000).</li><li>Zhu, Z., Gauthier, D. J., Boyd, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stored+Light+in+an+Optical+Fiber+via+Stimulated+Brillouin+Scattering.">Stored Light in an Optical Fiber via Stimulated Brillouin Scattering.</a> Science. 318 (5857), 1748-1750 (2007).</li><li>Preu&#223;ler, S., Jamshidi, K., Wiatrek, A., Henker, R., Bunge, C. A., Schneider, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quasi-Light-Storage+based+on+time-frequency+coherence.">Quasi-Light-Storage based on time-frequency coherence.</a> Opt. Express. 17 (18), 15790-15798 (2009).</li><li>Jamshidi, K., Preu&#223;ler, S., Wiatrek, A., Schneider, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+to+the+all+optical+Quasi+Light+Storage.">A review to the all optical Quasi Light Storage.</a> IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. Special Issue: Nonlinear Optical Signal Processing. 18 (2), 884-890 (2012).</li><li>Preu&#223;ler, S., Jamshidi, K., Schneider, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quasi-Light-Storage+Enhancement+by+Reducing+the+Brillouin+Gain+Bandwidth.">Quasi-Light-Storage Enhancement by Reducing the Brillouin Gain Bandwidth.</a> Appl. Opt. 50 (22), 4252-4256 (2011).</li><li>Schneider, T., Jamshidi, K., Preu&#223;ler, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quasi-Light+Storage:+A+Method+for+the+Tunable+Storage+of+Optical+Packets+With+a+Potential+Delay-Bandwidth+Product+of+Several+Thousand.">Quasi-Light Storage: A Method for the Tunable Storage of Optical Packets With a Potential Delay-Bandwidth Product of Several Thousand.</a> Bits, J. Lightwave Technol. 28 (17), 2586-2592 (2010).</li><li>Boyd, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Nonlinear Optics. , (2003).</li><li>Yeniay, A., Delavaux, J., Toulouse, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneous+and+Stimulated+Brillouin+Scattering+Gain+Spectra+in+Optical+Fibers.">Spontaneous and Stimulated Brillouin Scattering Gain Spectra in Optical Fibers.</a> J. Lightwave Technol. 20 (8), 1425-1432 (2002).</li><li>Preu&#223;ler, S., Schneider, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=All+optical+storage+of+phase-shift-keyed+data+packets.">All optical storage of phase-shift-keyed data packets.</a> Opt. Express. 20 (16), 18224-18229 (2012).</li><li>Preu&#223;ler, S., Schneider, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bandwidth+reduction+in+a+multistage+Brillouin+system.">Bandwidth reduction in a multistage Brillouin system.</a> Opt. Lett. 37 (19), 4122-4124 (2012).</li><li>Preu&#223;ler, S., Jamshidi, K., Wiatrek, A., Schneider, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Einfache+variable,+optische+Datenspeicherung+bis+zu+800+ns.">Einfache variable, optische Datenspeicherung bis zu 800 ns.</a> Proceedings Photonische Netze. (ITG-FB 228), P8. , (2011).</li></ol>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים. המחבר, תומס שניידר, הוא עובד של דויטשה טלקום AG. המחבר, סטפן Preußler, זכה למימון שהועמד על ידי דויטשה מעבדות חדשנות טלקום.

<html> השלב הקריטי ביותר במהלך הניסוי הוא ההתאמה של מסרק התדר, כלומר רוחב הפס, השטיחות והעמדה ביחס לנתוני האות בתחום התדר. על פי משפט הדגימה בתחום תדר, עיוותי אות נמנעות אם כל רוחב הפס של החבילה האופטית ידגם עם מסרק באופן אידיאלי שטוח. כך, רוחב הפס של החבילה האופטית מג...

תחבורת נתונים ברשתות התקשורת היא אופטית, שכן רק סיבים אופטיים מציעים הקיבולת הנדרשת לתעבורת נתונים של היום מועברת ברחבי העולם. עם זאת, בכל צומת של רשת האות האופטי צריך להיות מועבר לרשות החשמל על מנת לעבד אותו. לאחר עיבוד האות מומרת חזרה לתחום האופטי לשידור נוסף. כפולת העברה זו בין תחומים היא גם זמן וכוח רב. על מנת להשתמש בעיבוד כל אופטי של נתונים, הבעיה של אחסון ביניים יש לפתור. לכן, הרבה שיטות לאחסון או החציצה של האותות אופטיים כבר הציע. הדרך הפשוטה ביותר היא לשלוח אותות לתוך מטריצה ​​של מוליכי גלים עם אורכים שונים 2. עם זאת, מטריצות אלה הן מגושמות וזמן האחסון אינו יכול להיות מכוון שכן הוא מוגדר מראש על ידי אורך מוליך גל. שיטת &quot;איטי אור&quot; מסתמכת על tunabשינוי le של שבירת מדד קבוצה בינונית עד להאט את מהירות ההתפשטות של פולסים אות אופטי 2. כמה השפעות פיזיות ומערכות חומר יכולים לשמש למטרה זו 3-6. עם זאת, עם שיטות אלה את האות יכול להיות האטה על ידי כמה פשוט קצת אורכים, שהוא ללא ספק אינו מספיק לצומת ברשת אופטיים 7,8. גישה אחרת משתמשת בהמרת אורך גל ופיזור לדור של עיכובים מתכונן. וכך, אורך גל המרכז את אות הכניסה מוסט באמצעות המרה אופטית לא לינארית. לאחר מכן, את האות מוזנת לתוך סיבים נפיצה מאוד. ההבדל במהירות החבורה בסיבים נפיצה מוביל לעיכוב שהוא יחסית לתוצר של השינוי באורך הגל והפיזור קבוצתי מהירות (GVD) בסיבים. עם המרה שנייה אורך הגל מוסט חזרה לערך המקורי. לטכניקות שינוי באורך הגל כמו ערבוב ארבעה גלים או מו שלב עצמיניתן להשתמש dulation. עם ההמרה וזמני אחסון בשיטת פיזור עד 243 NSEC של עיכוב מתכונן, אשר תואם את 2,400 קצת, דווחו 10. עם זאת, שיטות המרת אורך גל והפיזור באופן כללי צריכים רכיבים מיוחדים ומערכים לייצור שינוי באורך גל גדול ו / או GVD הגדול. בנוסף, הם הם בין שיטות העיכוב המורכבת ויאבה כוח ביותר 2. שיטות אחרות לאחסן את האותות אופטיים לעירור של מערכת חומר. קרן בדיקה לאחר מכן נעשה שימוש כדי לקרוא את המידע. בדרך כלל מערכות אלה לא ניתן להשתמש בשטח של תקשורת שכן הם דורשים טמפרטורות ultrahigh או נמוכות 11, לא יעבדו עם פס תקשורת, או לדרוש ולא הגדרות מסובכות ומתח גבוה 12-14. כאן אנו מראים כיצד מאפיין בסיסי של אותות (קוהרנטיות הזמן בתדר) ניתן לנצל לאחסון של מנות נתונים אופטיות. Sincדואר לא עירור של מערכת חומר משמש, יש לנו בשם חפצים מעין אור השיטה (QLS) 15-17. QLS אינו תלוי באפנון, נתונים בפורמט וקצב נתונים של המנות ויכול לאחסן מנות אופטיות עבור כמה אלף קצת אורכי 18. הרעיון הבסיסי שניתן לראות באיור 1, קטניות בצורה מלבניות כאן מוצגות. עם זאת, השיטה עובדת לכל צורת דופק ועבור מנות של קטניות. ההגבלה היחידה היא שהאותות צריכים להיות מוגבל בזמן. <img alt="איור 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1.jpg" /> איור 1. קוהרנטיות זמן בתדר עבור אות בעוצמה מווסתת 23. אות מלבנית בודדת במישור הזמן (א) מיוצגת על ידי sinc פונקציה בתדר domaב (ב). כאן העצמה המנורמלת מוצגת, שכן הוא לא ניתן למדוד את השדות עם ציוד אופטי. ייצוג תחום הזמן לרצף של אותות מלבניים מוצג ב( ג). רצף זה יש עדיין אותה הצורה של רוח רפאים. אבל, זה מורכב מתדרים אחת במרחק שווה תחת sinc-המעטפה (ד). ציר הזמן מנורמל למחצית את משך הזמן של אות אחת וציר התדר לאפס המעברים הראשונים, בהתאמה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.</a> דופק מלבני במישור הזמן (איור 1 א) יש &quot;cardinalis סינוס&quot; או חטא פונקצית sinc (px) / ספקטרום px צורה (איור 1b), שבו כל התדרים מתחת למעטפת נוכחים. רכבת של פולסים מלבניים במישור הזמן (איור 1 ג) יש עדיין siפונקצית NC בצורת קשת (איור 1d) עם f Δ רוחב הפס. אך בשל המחזוריות, לא כל התדרים נוכחים יותר. במקום זאת, הקשת מורכבת מתדרים במרחק שווה וההפוכה של ריווח התדירות מגדירה את הפרדת הזמן בין פולסים Δ T = v 1 / Δ. הרעיון הבסיסי של QLS הוא עכשיו פשוט לחלץ תדרים במרחק שווה מהספקטרום של מנות הקלט. בשל לכידות זמן בתדר זה תוצאות בהעתקה של המנות במישור הזמן. העותק עם העיכוב הרצוי יכול להיות מופק על ידי מתג תחום זמן. העיקרון של הניסוי שלנו מוצג באיור 2. אות כניסה מוגבלת בזמן מוכפל עם מסרק תדר במישור התדר. לכפל משמשת השפעה לא לינארית של פיזור מגורה ברילואן (SBS). התוצאות הן עותקים במרחק שווה של אות הכניסה בהדואר תחום בזמן. אחד האותות מופק עם מתג מונע על ידי פונקציה מלבנית. לפיכך, במוצא של הזיכרון באופן עקרוני ניתן לצפות עותק ללא עיוות של דופק הקלט. <img alt="איור 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2.jpg" /> אות כניסה מוגבלת איור 2. רעיון בסיסי של חפצים מעין האור 15. זמן (א) מוכפלת עם מסרק תדר (ב) במישור התדר, אשר כונה על עם X. זה מוביל לעותקים שונים של אות במישור הזמן (ג). מהרכבת הדופק שנוצרה אחד מהעותקים (ד) מופק באמצעות מתג תחום בזמן על ידי אות קריאה מלבנית (ה). המתג יכול להיות מאפנן. התוצאה היא אחסון של האותות אופטיים. Stזמן orage מוגדר על ידי ריווח התדירות בין שורות מסרק ואות הקריאה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.</a> SBS עצמו הוא השפעה קוי שיכול להתרחש בסיבי תקן אחד במצב (SSMF) בכוחות נמוכים. ובכך, את אות אינטראקציה עם שינוי צפיפות אופטי אשר מופק על ידי גל משאבה מתפשט דלפק. אם גל האות העביר הילוך בתדירות, אזור רווח נוצר בי האות תהיה מוגברת. אם זה עבר up-האות תהיה נחלשת באזור הירידה במקביל. שינוי התדר בין המשאבה והאות מוגדר על ידי הגל אקוסטי, אשר תלוי בתכונות החומר. היתרון הגדול ביותר של SBS ליישום שהוצג הוא SBS ו Δ רוחב הפס הצר של אזור הרווח. לפיכך, כמעט SBS מהווה מסנן אופטי linewidth צרה. רוחב הפס הצר של tהוא ירוויח אזור תלוי באורך ובשטח האפקטיבי של הסיבים, כמו גם על כוחה המשאבה משמש 19. הרוחב מלא הטבעי ברוחב פס חצי לכל היותר (FWHM) של רווח SBS בSSMF הוא בסביבות 30 MHz. בגלבו מיוחד, כגון סיבי AllWave, ועם כוחות משאבה גבוהים, רוחב הפס יכול להיות מופחת עד ל10 MHz 20. בשל רוחב הפס של מסנן העותקים השונים מכוסים במעטפה. לכן, זמן האחסון המרבי של QLS הפוך תלוי ברוחב הפס של SBS. רוחב פס של 10 MHz יביא זמן אחסון מרבי של 100 NSEC. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.</a> לשידור קצב הסיבית גבוה מאוד המידע צריך להיות מקודד לשלב של המוביל במקום המשרעת שלה, שכן זה מציע הרבה יתרונות. לכן, בניגוד לקטניות, יש אותות ברשתות אופטיות אלה משרעת קבועה. &lt;strong&gt; איור 3 מראה אות כגון שלב מווסת בזמן (משמאל) ותחום תדר (מימין). הספקטרום הזה ניתן לדגום באותו אופן כמו זה של משרעת האות מווסתת 21. למעשה הספקטרום של הפונקציה מלבנית ולעוצמת אותות מאופנן שלב מסונן בשל השידור, אשר מגביל את הספקטרום. <img alt="איור 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3.jpg" /> איור 3. קוהרנטיות זמן בתדר לאפנון שלב 21. באות מאופן שלב השלב של המוביל משתנה על ידי האות שבה יש להיות משודרים. אם כל סמל מורכב מ1 קצת, השלב משתנה בין 0 ל π, למשל. בצד השמאל של איור מציג את ייצוג תחום בזמן וכתוצאה מכך לפאזה בינאריות כגון רגשאות (BPSK). האות בתדר תחום וכתוצאה מכך מוצגת בצד ימין. לשם השוואה עם איור 1 ניתן לראות כי הספקטרום של האות מאופנן השלב הוא איכותי זהה לזה של האות מאופן האינטנסיבית. לכן, יכול להיות מיושם QLS באותה הדרך.

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

quasi-light storage for optical data packets

התקשורת של היום מבוססת על מנות אופטיות המעבירות את המידע ברשתות סיבים אופטיים ברחבי העולם. נכון לעכשיו, העיבוד של האותות נעשה בתחום החשמל. אחסון ישיר בתחום האופטי הייתי למנוע את העברת המנות לחשמלית וחזרתי לתחום האופטי בכל צומת רשת, ולכן, להגביר את המהירות ואולי להפחית את צריכת האנרגיה של תקשורת. עם זאת, אור מורכב מפוטונים אשר מתפשטים במהירות האור בריק. לפיכך, האחסון של אור הוא אתגר גדול. קיימים כמה שיטות להאט את מהירות האור, או לאחסן אותו בעירורים של מדיום. עם זאת, שיטות אלו אינן יכולות לשמש לאחסון של מנות נתונים אופטיות המשמשות ברשתות תקשורת. כאן אנו מראים כיצד בזמן תדירות קוהרנטיות, המחזיקה עבור כל אות, ולכן עבור מנות אופטיות, כמו גם, ניתן לנצל כדי לבנות זיכרון אופטי. אנו WILביקורת l הרקע ולהראות בפירוט ודרך דוגמאות, איך מסרק תדר יכולים לשמש להעתקה של מנות אופטיות אשר נכנסה לזיכרון. אחד מעותקי תחום הזמן אלה מכן שחולץ מהזיכרון על ידי מתג תחום זמן. אנו נראים בשיטה זו לעצמה, כמו גם עבור אותות מווסת שלב.

למדידה דפוס נתונים מווסת 10110101 עוצמה עם קצב נתונים של 1 Gbps היה בשימוש. הקו השחור באיור 6 מייצג את האות המקורי והקווים הצבעוניים מייצגים את זמני אחסון השונים שהושגו עם QLS. ההתייחסות נמדדה ללא QLS והמתג המנוטרל במוצא. תחת פעמים אחסון תנאים אידיאליים עד 100 NSEC הם ברי ?...

Watch this Scientific Journal Video about Quasi-light Storage for Optical Data Packets at JoVE.com

Quasi-light Storage for Optical Data Packets

המאמר מתאר את הליך לאחסון מנות נתונים אופטיים עם אפנון שרירותי, אורך גל, וקצב הנתונים. מנות אלה הן הבסיס של תקשורת המודרנית.

חפצים מעין אור עבור מנות נתונים אופטיות

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

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Electrical Engineering

Engineering

Unit 1

Linear Time- Invariant Systems

SCIENTISTS IN ACTION

10.7K Views.  Hochschule für Telekommunikation, Leipzig.  המאמר מתאר את הליך לאחסון מנות נתונים אופטיים עם אפנון שרירותי, אורך גל, וקצב הנתונים. מנות אלה הן הבסיס של תקשורת המודרנית. 

Video: Quasi-light Storage for Optical Data Packets

Fabrication And Characterization Of Photonic Crystal Slow Light Waveguides And Cavities

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view and for its considerable potential for practical applications. Slow light photonic crystal waveguides, in particular, have played a major part and have been successfully employed for delaying optical signals1-4 and the enhancement of both linear5-7 and nonlinear devices.8-11
Photonic crystal cavities achieve similar effects to that of slow light waveguides, but over a reduced band-width. These cavities offer high Q-factor/volume ratio, for the realization of optically12 and electrically13 pumped ultra-low threshold lasers and the enhancement of nonlinear effects.14-16 Furthermore, passive filters17 and modulators18-19 have been demonstrated, exhibiting ultra-narrow line-width, high free-spectral range and record values of low energy consumption.
To attain these exciting results, a robust repeatable fabrication protocol must be developed. In this paper we take an in-depth look at our fabrication protocol which employs electron-beam lithography for the definition of photonic crystal patterns and uses wet and dry etching techniques. Our optimised fabrication recipe results in photonic crystals that do not suffer from vertical asymmetry and exhibit very good edge-wall roughness. We discuss the results of varying the etching parameters and the detrimental effects that they can have on a device, leading to a diagnostic route that can be taken to identify and eliminate similar issues.
The key to evaluating slow light waveguides is the passive characterization of transmission and group index spectra. Various methods have been reported, most notably resolving the Fabry-Perot fringes of the transmission spectrum20-21 and interferometric techniques.22-25 Here, we describe a direct, broadband measurement technique combining spectral interferometry with Fourier transform analysis.26 Our method stands out for its simplicity and power, as we can characterise a bare photonic crystal with access waveguides, without need for on-chip interference components, and the setup only consists of a Mach-Zehnder interferometer, with no need for moving parts and delay scans.
When characterising photonic crystal cavities, techniques involving internal sources21 or external waveguides directly coupled to the cavity27 impact on the performance of the cavity itself, thereby distorting the measurement. Here, we describe a novel and non-intrusive technique that makes use of a cross-polarised probe beam and is known as resonant scattering (RS), where the probe is coupled out-of plane into the cavity through an objective. The technique was first demonstrated by McCutcheon et al.28 and further developed by Galli et al.29

Use of photonic crystal slow light waveguides and cavities has been widely adopted by the photonics community in many differing applications. Therefore fabrication and characterization of these devices are of great interest. This paper outlines our fabrication technique and two optical characterization methods, namely: interferometric (waveguides) and resonant scattering (cavities).

ייצור ואפיון של מנחי גלים פוטוניים Crystal להאט את האור וחללים

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view ...

Gradient Echo Quantum Memory in Warm Atomic Vapor

Gradient echo memory (GEM) is a protocol for storing optical quantum states of light in atomic ensembles. The primary motivation for such a technology is that quantum key distribution (QKD), which uses Heisenberg uncertainty to guarantee security of cryptographic keys, is limited in transmission distance. The development of a quantum repeater is a possible path to extend QKD range, but a repeater will need a quantum memory. In our experiments we use a gas of rubidium 87 vapor that is contained in a warm gas cell. This makes the scheme particularly simple. It is also a highly versatile scheme that enables in-memory refinement of the stored state, such as frequency shifting and bandwidth manipulation. The basis of the GEM protocol is to absorb the light into an ensemble of atoms that has been prepared in a magnetic field gradient. The reversal of this gradient leads to rephasing of the atomic polarization and thus recall of the stored optical state. We will outline how we prepare the atoms and this gradient and also describe some of the pitfalls that need to be avoided, in particular four-wave mixing, which can give rise to optical gain.

The gradient echo memory is a protocol for storing optical quantum states of light in atomic ensembles. Quantum memory is a key element of a quantum repeater, which can extend the range of quantum key distribution. We outline the operation of the scheme when implemented in a 3-level atomic ensemble.

Gradient Echo קוונטית זיכרון בחם אטומי החמקן

Gradient  echo memory (GEM) is a protocol for storing optical quantum states of light in  atomic ensembles. The primary motivation for such a technology ...

Quantum State Engineering of Light with Continuous-wave Optical Parametric Oscillators

Engineering non-classical states of the electromagnetic field is a central quest for quantum optics1,2. Beyond their fundamental significance, such states are indeed the resources for implementing various protocols, ranging from enhanced metrology to quantum communication and computing. A variety of devices can be used to generate non-classical states, such as single emitters, light-matter interfaces or non-linear systems3. We focus here on the use of a continuous-wave optical parametric oscillator3,4. This system is based on a non-linear &#967;2 crystal inserted inside an optical cavity and it is now well-known as a very efficient source of non-classical light, such as single-mode or two-mode squeezed vacuum depending on the crystal phase matching. 
Squeezed vacuum is a Gaussian state as its quadrature distributions follow a Gaussian statistics. However, it has been shown that number of protocols require non-Gaussian states5. Generating directly such states is a difficult task and would require strong &#967;3 non-linearities. Another procedure, probabilistic but heralded, consists in using a measurement-induced non-linearity via a conditional preparation technique operated on Gaussian states. Here, we detail this generation protocol for two non-Gaussian states, the single-photon state and a superposition of coherent states, using two differently phase-matched parametric oscillators as primary resources. This technique enables achievement of a high fidelity with the targeted state and generation of the state in a well-controlled spatiotemporal mode.

We describe the reliable generation of non-Gaussian states of traveling optical fields, including single-photon states and coherent state superpositions, using a conditional preparation method operated on the non-classical light emitted by optical parametric oscillators. Type-I and type-II phase-matched oscillators are considered and common procedures, such as the required frequency filtering or the high-efficiency quantum state characterization by homodyning, are detailed.

הנדסה הקוונטית מדינה של אור עם גל רציף מתנדים אופטיים פרמטרים

Engineering non-classical states of the electromagnetic field is a central quest for quantum optics1,2. Beyond their fundamental significance, such states ...

Laser-induced Forward Transfer for Flip-chip Packaging of Single Dies

Flip-chip (FC) packaging is a key technology for realizing high performance, ultra-miniaturized and high-density circuits in the micro-electronics industry. In this technique the chip and/or the substrate is bumped and the two are bonded via these conductive bumps. Many bumping techniques have been developed and intensively investigated since the introduction of the FC technology in 19601 such as stencil printing, stud bumping, evaporation and electroless/electroplating2. Despite the progress that these methods have made they all suffer from one or more than one drawbacks that need to be addressed such as cost, complex processing steps, high processing temperatures, manufacturing time and most importantly the lack of flexibility. In this paper, we demonstrate a simple and cost-effective laser-based bump forming technique known as Laser-induced Forward Transfer (LIFT)3. Using the LIFT technique a wide range of bump materials can be printed in a single-step with great flexibility, high speed and accuracy at RT. In addition, LIFT enables the bumping and bonding down to chip-scale, which is critical for fabricating ultra-miniature circuitry.

We demonstrate the use of the Laser-induced Forward Transfer (LIFT) technique for flip-chip assembly of optoelectronic components. This approach provides a simple, cost-effective, low-temperature, fast and flexible solution for fine-pitch bumping and bonding on chip-scale for achieving high-density circuits for optoelectronic applications.

העברה קדימה מושרה לייזר לאריזת Flip-שבב של מבלטים יחיד

Flip-chip (FC) packaging is a key technology for realizing high performance, ultra-miniaturized and high-density circuits in the micro-electronics ...

Cooling an Optically Trapped Ultracold Fermi Gas by Periodical Driving

We present a cooling method for a cold Fermi gas by parametrically driving atomic motions in a crossed-beam optical dipole trap (ODT). Our method employs the anharmonicity of the ODT, in which the hotter atoms at the edge of the trap feel the anharmonic components of the trapping potential, while the colder atoms in the center of the trap feel the harmonic one. By modulating the trap depth with frequencies that are resonant with the anharmonic components, we selectively excite the hotter atoms out of the trap while keeping the colder atoms in the trap, generating parametric cooling. This experimental protocol starts with a magneto-optical trap (MOT) that is loaded by a Zeeman slower. The precooled atoms in the MOT are then transferred to an ODT, and a bias magnetic field is applied to create an interacting Fermi gas. We then lower the trapping potential to prepare a cold Fermi gas near the degenerate temperature. After that, we sweep the magnetic field to the noninteracting regime of the Fermi gas, in which the parametric cooling can be manifested by modulating the intensity of the optical trapping beams. We find that the parametric cooling effect strongly depends on the modulation frequencies and amplitudes. With the optimized frequency and amplitude, we measure the dependence of the cloud energy on the modulation time. We observe that the cloud energy is changed in an anisotropic way, where the energy of the axial direction is significantly reduced by parametric driving. The cooling effect is limited to the axial direction because the dominant anharmonicity of the crossed-beam ODT is along the axial direction. Finally, we propose to extend this protocol for the trapping potentials of large anharmonicity in all directions, which provides a promising scheme for cooling quantum gases using external driving.

We present a parametric driving method to cool an ultracold Fermi gas in a crossed-beam optical dipole trap. This method selectively removes high-energy atoms from the trap by periodically modulating the trap depth with frequencies that are resonant with the anharmonic components of the trapping potential.

קירור גז פרמי Ultracold לכודים Optically ידי נהיגה תקופתיים

We present a cooling method for a cold Fermi gas by parametrically driving atomic motions in a crossed-beam optical dipole trap (ODT). Our method employs ...

A Silicon-tipped Fiber-optic Sensing Platform with High Resolution and Fast Response

In this article, we introduce an innovative and practically promising fiber-optic sensing platform (FOSP) that we proposed and demonstrated recently. This FOSP relies on a silicon Fabry-Perot interferometer (FPI) attached to the fiber end, referred to as Si-FOSP in this work. The Si-FOSP generates an interferogram determined by the optical path length (OPL) of the silicon cavity. Measurand alters the OPL and thus shifts the interferogram. Due to the unique optical and thermal properties of the silicon material, this Si-FOSP exhibits an advantageous performance in terms of sensitivity and speed. Furthermore, the mature silicon fabrication industry endows the Si-FOSP with excellent reproducibility and low cost toward practical applications. Depending on the specific applications, either a low-finesse or high-finesse version will be utilized, and two different data demodulation methods will be adopted accordingly. Detailed protocols for fabricating both versions of the Si-FOSP will be provided. Three representative applications and their according results will be shown. The first one is a prototype underwater thermometer for profiling the ocean thermoclines, the second one is a flow meter to measure flow speed in the ocean, and the last one is a bolometer used for monitoring exhaust radiation from magnetically confined high-temperature plasma.

This work reports an innovative silicon-tipped fiber-optic sensing platform (Si-FOSP) for high-resolution and fast-response measurement of a variety of physical parameters, such as temperature, flow, and radiation. Applications of this Si-FOSP span from oceanographic research, mechanical industry, to fusion energy research.

פלטפורמה משופעת סיליקון סיבים אופטיים חישה עם רזולוציה גבוהה ותגובה מהירה

In this article, we introduce an innovative and practically promising fiber-optic sensing platform (FOSP) that we proposed and demonstrated recently. This ...

A Photonic System for Generating Unconditional Polarization-Entangled Photons Based on Multiple Quantum Interference

We present a high-performance source of unconditional polarization-entangled photons that have a high-emission rate, a broadband distribution, are degenerated and postselection free. The property of the source is based on the multiple quantum interference effect with a round-trip configuration of a Sagnac interferometer. The quantum interference effects make it possible to use the high generation efficiency of the polarization-entangled photons to process parametric down-conversion, and separate degenerated photon pairs into different optical modes without a postselection requirement. The principle of the optical system was described and experimentally used to measure the fidelity and Bell parameters, and also to characterize the generated polarization-entangled photons from a minimum of six combinations of polarization correlated data. The experimentally obtained fidelity and Bell parameters exceeded the classical local correlation limit and are clear evidence of the generation of unconditional polarization-entangled photons.

We describe an optical system for the generation of unconditional polarization-entangled photons based on multiple quantum interference effects with a detection scheme to estimate the experimental fidelity of generated entangled photons.

מערכת Photonic ליצירת בפוטונים פוליריזציה מוחלטת המבוססת על הפרעות קוונטיות מרובות

We present a high-performance source of unconditional polarization-entangled photons that have a high-emission rate, a broadband distribution, are ...

Fixed Target Serial Data Collection at Diamond Light Source

Serial data collection is a relatively new technique for synchrotron users. A user manual for fixed target data collection at I24, Diamond Light Source is presented with detailed step-by-step instructions, figures, and videos for smooth data collection.

We present a comprehensive guide to fixed target sample preparation, data collection, and data processing for serial synchrotron crystallography at Diamond beamline I24.

איסוף נתונים טוריים של יעד קבוע במקור אור יהלום

Serial data collection is a relatively new technique for synchrotron users. A user manual for fixed target data collection at I24, Diamond Light Source is ...

Biochemistry

Optical Recording of Electrical Activity in Guinea-pig Enteric Networks using Voltage-sensitive Dyes

The enteric nervous system (ENS) is a self-contained network with identified functions, capable of performing complex behaviors in isolation. Its neurons (10 to 25 &mu;m in diameter) are arranged in plexuses that are confined to distinct planes of the gut wall 1; the myenteric plexus can be found between the longitudinal and circular muscle layers, and the submucous plexus between the circular muscle layer and the mucosa. Since the effector systems for these plexuses (transporting epithelium, endocrine cells, immune elements, blood vessels and smooth muscle) are also contained within the gut wall, semi-intact preparations can be dissected that preserve individual components of different reflex pathways. The behavior of the effector systems is controlled by the submucous and myenteric plexuses acting in concert. Therefore, detailed knowledge of synaptic interactions within and between ganglia, and of communication between the plexuses, is essential for understanding normal gastrointestinal function. The ENS, as an intact nervous system, is a unique experimental model in which one can correlate molecular and cellular events with the electrical behavior of the neuronal network and its physiological outputs. Because of the quasi-two-dimensional organization of its plexuses, the ENS is particularly well suited for the study of neural networks using multiple site optical recording techniques that employ voltage-sensitive dyes 2,7,8,9. We will illustrate here the use of a relatively new naphthylstyryl-pyridinium dye (di-4-ANEPPDHQ) 3 that offers multiple advantages over its predecessors, including very low phototoxicity, slow rate of internalization, and remarkable chemical stability. When used in conjunction with a camera that permits sub-millisecond time resolution, this dye allows us to monitor the electrical activity of all the neurons in the field of view with a maximal spatial resolution of ~ 2.5 &mu;m at 100X magnification. At lower magnification (10X or 20X), the sacrifice of single-cell resolution is compensated by a gain in perspective, revealing the intricacies of the inter-ganglionic circuitry.

This protocol illustrates how voltage-sensitive dyes enable optical recording of electrical activity from intact neural networks such as the plexuses of the guinea-pig enteric nervous system, with an adjustable resolution that ranges from single-cells to multi-ganglionic circuitry.

הקלטה אופטית של הפעילות החשמלית גינאה חזיר רשתות enteric באמצעות מתח רגיש צבעים

The enteric nervous system (ENS) is a self-contained network with identified functions, capable of performing complex behaviors in isolation. Its neurons ...

Biology

Optimizing Brillouin Optical Time-Domain Analyzers Based on Gain Spectrum Engineering

Demonstrated is a unique method for sensing performance enhancement in Brillouin optical time-domain analyzers (BOTDA). A Brillouin gain spectrum (BGS) is superimposed with two symmetric Brillouin loss spectra (BLS). This leads to a complex engineered spectrum shape that is more resistant to the sensing system noise. Instead of only one pump and probe interaction as in the conventional BOTDA setup, three optical probe waves are exploited, with one probe located in the BGS and the other two symmetrically in the BLS. Due to the resistance and insensitivity of the engineered spectrum shape to the noise, the sensing performance is enhanced by 60% and the measurand resolution is doubled.

A protocol for Brillouin optical time-domain analyzers based on gain spectrum engineering is presented. Enhancements in the sensing performance, including sensing range and measurand resolution are achieved and the excess Brillouin intensity noise is studied. The protocol introduces a new way to enhance distributed Brillouin sensing performance.

Demonstrated is a unique method for sensing performance enhancement in Brillouin optical time-domain analyzers (BOTDA). A Brillouin gain spectrum (BGS) is ...