Noi riconosciamo con gratitudine il sostegno finanziario di Deutsche Telekom Innovation Laboratories.

<html> 1. Preparazione del sistema (Figura 4) <ol><li> Inserire il LD1 diodi laser e LD2 nello specifico supporto e collegarlo con l&#39;attuale (LDC) e regolatori di temperatura (TEC). Accendere i dispositivi e verificare la funzionalità dei diodi laser con l&#39;analizzatore di spettro ottico. Di solito, viene utilizzata una lunghezza d&#39;onda intorno a 1550 nm telecomunicazioni. </li><li> Collegare il diodo laser per i modulatori (IM / PM e MZM1) in base alla configurazione in Figura 4. I connettori ottici devono essere puliti prima dell&#39;uso, per garantire la superficie pulita per l&#39;accoppiamento. Collegare l&#39;alimentazione (non mostrato) e il segnale dal generatore di forme d&#39;onda (AWG) con un amplificatore elettrico supplementare al modulatore. Assicurarsi che la massima potenza di ingresso ottica ed elettrica al modulatore non venga superata. Ogni modulatore è dotato di un controllore di polarizzazione. </li></ol>/ Files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg &quot;src =&quot; / files/ftp_upload/50468/50468fig4.jpg &quot;/&gt; Figura 4. Apparato sperimentale dei QLS cui la memorizzazione dei segnali di fase e intensità modulata è possibile. La sezione blu marcato è necessaria solo per la rivelazione di segnali modulati di fase. Il processo QLS avviene nella fibra ottica. La sezione gialla etichettata definisce la rivelazione eterodina del pettine frequenza. TEC: regolatore di temperatura, LDC: diodo laser generatore di corrente, LD: diodo laser, IM: modulatore di intensità, PM: modulatore di fase, PC: controllore di polarizzazione, AWG: generatore di forme d&#39;onda arbitrarie, MZM: Mach-Zehnder modulator, EDFA: erbio drogata fibra amplificatore, C: circolatore, Lo: oscillatore locale, Osci: oscilloscopio, OSA: analizzatore di spettro ottico, PD: fotodiodo, ESA: analizzatore di spettro elettrico. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita.</a> <olstart = &quot;3&quot;&gt; <li> Collegare la fibra con il modulatore per il segnale dati. Per segnali modulati di fase deve essere un modulatore di fase (PM) e per intensità modulata segnali un modulatore di intensità (IM). Di solito, il tasso di dati per l&#39;esperimento è nell&#39;intervallo Gbps. L&#39;altro lato della fibra è collegata alla porta 2 del circolatore (C). La fibra AllWave utilizzato nei nostri esperimenti ha le seguenti caratteristiche: L = 20 km, Δ f SBS = 10.2 MHz, f SBS = 10,852 GHz, P th ≈ 9.1 dBm. </li><li> Collegare il modulatore di ampiezza per la generazione pettine di frequenze (MZM1) con l&#39;amplificatore ottico (EDFA). Il pettine deve coprire la larghezza di banda del segnale dati. L&#39;uscita del EDFA è collegato con porta 1 del circolatore. </li><li> Per la rilevazione dei segnali modulati di fase, è necessaria una fonte di riferimento. Collegare l&#39;oscillatore locale (LO) insieme con l&#39;uscita 3 del circolatore a 50/50 accoppiatore. Per int<html> ensità segnali modulati, questa parte non è necessario. Come LO viene utilizzato un laser in fibra (Koheras). </li><li> Per i segnali modulati di fase: collegare il terzo modulatore (MZM2) per estrarre le copie ritardare con l&#39;uscita del 50/50 accoppiatore. Per i segnali di intensità modulata, collegarsi MZM2 direttamente alla porta 3 del circolatore. Alimentare il modulatore con una tensione di polarizzazione (non mostrata) e un segnale rettangolare dalla porta di uscita CH1 Mkr1 del generatore di forma d&#39;onda per l&#39;estrazione. Pertanto, i segnali di dati originali, così come il segnale rettangolare per l&#39;estrazione sono sincronizzati. </li><li> Per il rilevamento e l&#39;analisi: collegare un 90/10 accoppiatore dopo MZM2. L&#39;oscilloscopio è collegato con la porta 90% del raccordo e la parte 10% è collegato con l&#39;analizzatore di spettro ottico. </li><li> Programmare il generatore di forme d&#39;onda con i segnali necessari per il pacchetto di dati, il pettine frequenza e il segnale rettangolare. Il pettine frequenza è generata da un sinc-funzione periodica. </li></ol>e_title &quot;&gt; 2. Misura <ol><li> Attivare l&#39;uscita per il segnale dati al generatore di forma d&#39;onda (AWG). Cambiare la polarizzazione per il modulatore (IM / PM) in corrispondenza dell&#39;alimentatore e controllare la qualità del segnale sull&#39;oscilloscopio. Dopo aver regolato la migliore qualità ruotare la forma d&#39;onda di uscita del generatore. I modulatori devono essere impostati attorno al punto di funzionamento lineare. Valori esemplificativi possono essere trovati nella sezione dei risultati. </li><li> Regolare la qualità del pettine frequenza con rilevamento eterodina. Un esempio di una relativamente buona frequenza pettine qualità è illustrato nella Figura 5. Il pettine frequenza deve essere piatta, ad esempio tutti i componenti di frequenza hanno la stessa intensità e sono stabili nel tempo, così come abbastanza ampia da coprire l&#39;intero spettro. Inoltre, i bordi del pettine dovrebbe essere ripida, pe non ci sono componenti di frequenza apparenti con una bassa intensità sui lati. </li><li> Eterodina pettine rilevamento I: Collegare l&#39;uscita di MZM1 con un 50/50 coupler. L&#39;altra porta del accoppiatore è collegata con un laser in fibra (Koheras) come oscillatore locale. </li><li> Rilevamento eterodina pettine II: A causa della larghezza di banda limitata del fotodiodo e l&#39;analizzatore di spettro elettrico, prima dell&#39;uscita accoppiatore deve essere collegato all&#39;analizzatore di spettro ottico per impostare la distanza tra l&#39;oscillatore locale e il segnale a circa 8 GHz variando la temperatura del laser. </li><li> Eterodina pettine rilevamento III: Dopo la regolazione rimuovere l&#39;analizzatore di spettro ottico e collegare il fotodiodo e l&#39;analizzatore di spettro elettrica all&#39;uscita del 50/50 accoppiatore. Regolare la tensione di polarizzazione del modulatore pettine per ottenere un pettine di frequenza piatta. Dopo il completamento collegare l&#39;uscita del modulatore di nuovo per l&#39;amplificatore ottico (EDFA). </li><li> Regolare la distanza tra i due diodi laser (IM / PM e MZM1) per quanto riguarda lo spostamento Brillouin con i segnali ad onda continua. Pertanto, assicurarsi che l&#39;uscita del generatore di forme d&#39;onda è TUrned off. </li><li> Accendere l&#39;amplificatore ottico. Dai un&#39;occhiata al l&#39;analizzatore di spettro ottico e impostare la potenza di uscita del EDFA ad un valore inferiore alla soglia dello scattering di Brillouin stimolato. </li><li> Ora spostare la lunghezza d&#39;onda del diodo laser che genera il segnale dati (IM / PM) nella regione di guadagno della pompa (MZM1). Il segnale viene amplificato se la lunghezza d&#39;onda è corretta. </li><li> Per l&#39;ottimizzazione cambiare la polarizzazione del segnale dati e quindi l&#39;intensità al massimo. </li><li> Accendere entrambe le uscite (segnale dati e pettine) del generatore di forma d&#39;onda. Aumentare la potenza del EDFA. Ora il pettine frequenza estrarrà componenti equidistanti fuori dello spettro. L&#39;oscilloscopio dovrebbe mostrare le diverse copie generate dai QLS. Per ridurre la distorsione spostare leggermente la lunghezza d&#39;onda del segnale dati e cambiare la polarizzazione. </li><li> Per estrarre una delle copie utilizzare uno dei segnali di riferimento di generatore di forma d&#39;onda o una sorgente esternache possono produrre un impulso rettangolare. Impostare un impulso rettangolare con la lunghezza del pacchetto. </li><li> Accendere il bias MZM2 e cambiare al punto di funzionamento in cui il segnale estratto viene ingrandita e tutte le altre copie vengono soppressi. Ora spostare l&#39;impulso rettangolare alla versione desiderata del motivo memorizzato. </li><li> Il modello di dati memorizzati possono essere salvati con l&#39;oscilloscopio e valutato con il software, ad esempio Origin. </li><li> Per passare dalla misurazione di intensità ed eliminare segnali modulati, il modulatore per il segnale dati deve essere cambiato da IM per intensità segnali modulati a PM per segnali modulati di fase. Inoltre, per i segnali di fase modulata un oscillatore locale come fonte di riferimento deve essere aggiunto alla configurazione di figura 4. </li></ol><img alt="Figura 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" src=&quot;/ Files/ftp_upload/50468/50468fig5.jpg&quot; /&gt; Figura 5. Quasi piatta pettine di frequenza con 13 filiali. Il pettine è stato rilevato tramite la rilevazione eterodina. Per la rilevazione di un oscillatore locale è stato combinato con un accoppiatore a 3 dB con segnale ottico e rilevato con un fotodiodo. Il pettine frequenza è stata misurata e registrata con un analizzatore di spettro elettrico. La potenza di uscita dell&#39;oscillatore locale era 6 dBm e la potenza ottica del pettine 8 dBm. La distanza tra l&#39;oscillatore locale e il pettine ottico era 9.8 GHz. Per una migliore visione d&#39;insieme l&#39;asse della frequenza è normalizzata alla frequenza centrale del pettine che era di circa 193,5 THz (1.550 nm). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita.</a>

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Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari in competizione. L&#39;autore, Thomas Schneider, è un dipendente di Deutsche Telekom AG. L&#39;autore, Stefan Preußler, ha ricevuto un finanziamento che è stato fornito da Deutsche Telekom Innovation Laboratories.

La fase più critica durante l&#39;esperimento è la regolazione del pettine di frequenza, cioè la larghezza di banda, planarità e posizione rispetto al segnale dati nel dominio della frequenza. Secondo il teorema del campionamento nel dominio della frequenza, distorsioni del segnale sono evitati se l&#39;intera larghezza di banda del pacchetto ottica viene campionato con un pettine idealmente piatta. Pertanto, la larghezza di banda del pacchetto ottica definisce la banda minima del pettine frequenza e in que...

Il trasporto dei dati nelle reti di telecomunicazione è otticamente, poiché solo fibre ottiche offrono la capacità necessaria per il traffico dati di oggi trasmessi in tutto il mondo. Tuttavia, in ogni nodo della rete il segnale ottico deve essere trasferito nel dominio elettrico per elaborarlo. Dopo l&#39;elaborazione del segnale viene riconvertito nel dominio ottico per l&#39;ulteriore trasmissione. Questo doppio trasferimento tra i domini è tempo e consuma energia. Per utilizzare un trattamento completamente ottica dei dati, il problema dello stoccaggio intermedio deve essere risolto. Così, sono stati proposti molti metodi per lo stoccaggio o il buffering dei segnali ottici. Il modo più semplice è quello di inviare i segnali in una matrice di guide d&#39;onda con diverse lunghezze 2. Tuttavia, queste matrici sono ingombranti e il tempo di conservazione non possono essere sintonizzati in quanto è predefinito per la lunghezza della guida d&#39;onda. Il metodo &quot;Slow-Light&quot; si basa su un tunabLe cambiamento dell&#39;indice di rifrazione di gruppo un mezzo per rallentare la velocità di propagazione di impulsi del segnale ottico 2. Diversi effetti fisici e sistemi materiali possono essere utilizzati per questo scopo 3-6. Tuttavia, con tali metodi segnale può essere rallentato da pochi bit-lunghezza, che è di gran lunga insufficienti per i nodi di rete ottica 7,8. Un altro approccio utilizza la conversione di lunghezza d&#39;onda e la dispersione per la generazione di ritardi sintonizzabili. In tal modo, la lunghezza d&#39;onda centrale del segnale di ingresso viene spostato tramite conversione ottica non lineare. Successivamente, il segnale viene inviato in una fibra altamente dispersivo. La differenza di velocità di gruppo nella fibra dispersivo porta ad un ritardo che è proporzionale al prodotto della lunghezza d&#39;onda di spostamento e la dispersione gruppo-velocità (GVD) nella fibra. Con una seconda conversione della lunghezza d&#39;onda si sposta indietro al valore originale. Per le tecniche di spostamento della lunghezza d&#39;onda come la miscelazione a quattro onde o fase di auto modulation può essere utilizzato. Con la conversione ei tempi metodo dispersione stoccaggio fino a 243 nsec di ritardo sintonizzabile, che corrispondono a 2.400 bit, sono stati segnalati 10. Tuttavia, la conversione di lunghezza d&#39;onda e dispersione metodi in generale hanno bisogno di componenti speciali e messe a punto per la produzione di un grande cambiamento di lunghezza d&#39;onda e / o grandi GVD. Inoltre, essi sono tra i più complessi e affamati di potere metodi di ritardo 2. Altri metodi memorizzano il segnale ottico in una eccitazione di un sistema materiale. Un fascio sonda viene quindi utilizzato per leggere le informazioni. Di solito questi sistemi non possono essere utilizzati nel settore delle telecomunicazioni in quanto richiedono temperature ultraalta o-basso 11, non funzionano con larghezze di banda di telecomunicazione, o piuttosto richiedono configurazioni complicate e alta potenza 12-14. Qui mostriamo come una proprietà fondamentale dei segnali (la coerenza tempo-frequenza) può essere sfruttato per la memorizzazione di pacchetti di dati ottici. Since viene utilizzato alcun eccitazione di un sistema materiale, abbiamo chiamato il metodo bagagli Quasi-luce (QLS) 15-17. Il QLS è indipendente dalla modulazione, formato dei dati e velocità di dati dei pacchetti e può memorizzare pacchetti ottici per diverse migliaia di bit lunghezze 18. L&#39;idea di base può essere visto in Figura 1, sono mostrate impulsi rettangolari sagomati qui. Tuttavia, il metodo funziona per ogni forma d&#39;impulso e per i pacchetti di impulsi. L&#39;unica restrizione è che i segnali devono essere limitato nel tempo. <img alt="Figura 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1.jpg" /> Figura 1. Coerenza tempo-frequenza per un segnale modulato di intensità 23. Un singolo segnale rettangolare nel dominio del tempo (a) è rappresentato da una sinc funzione della frequenza-domain (b). Qui l&#39;intensità normalizzata è mostrato, in quanto non è possibile misurare i campi con apparecchiature ottiche. La rappresentazione nel dominio del tempo per una sequenza di segnali rettangolari è mostrato in (c). Questa sequenza ha ancora la stessa forma spettrale. Ma, si compone di equidistanti frequenze unico alle sinc-busta (d). L&#39;asse temporale vengono normalizzati alla metà della durata di un singolo segnale e l&#39;asse delle frequenze ai primi passaggi per lo zero, rispettivamente. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita.</a> Un impulso rettangolare nel dominio del tempo (Figura 1a) ha un &quot;seno cardinalis&quot; o funzione sinc sin (px) / spettro a forma px (figura 1b), dove sono presenti tutte le frequenze sotto la busta. Un treno di impulsi rettangolari nel dominio del tempo (figura 1c) ha ancora un SIfunzione nc a forma di spettro (figura 1d) con la larghezza di banda Δ p. Ma a causa della periodicità, non tutte le frequenze sono più presenti. Invece, lo spettro di frequenze consiste equidistanti e l&#39;inverso della spaziatura frequenza definisce la separazione di tempo tra gli impulsi Δ T = 1 / Δ v. L&#39;idea di base dei QLS adesso è semplicemente estrarre frequenze equidistanti fuori dello spettro del pacchetto ingresso. A causa di coerenza tempo-frequenza risulta una copia del pacchetto nel dominio del tempo. La copia con il ritardo desiderato può essere estratta da un interruttore dominio del tempo. Il principio del nostro esperimento è mostrato in Figura 2. Un segnale di ingresso limitata nel tempo viene moltiplicato con un pettine frequenza nel dominio della frequenza. Per la moltiplicazione viene utilizzato l&#39;effetto non lineare dello scattering Brillouin stimolata (SBS). I risultati sono copie equidistanti del segnale di ingresso in the nel dominio del tempo. Uno dei segnali viene estratto con un interruttore azionato da una funzione rettangolare. Pertanto, all&#39;uscita della memoria in linea di principio si può attendere una copia senza distorsioni dell&#39;impulso d&#39;ingresso. <img alt="Figura 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2.jpg" /> Segnale di Figura 2. Idea di base della bagagli Quasi-luce 15. Un tempo limitato apporto (a) viene moltiplicato con (b) pettine di frequenze nel dominio della frequenza, che viene indicato con una X. Questo porta a varie copie della segnale nel dominio del tempo (c). Dalla stazione impulso generato una delle copie (d) viene estratto con un interruttore dominio del tempo da un segnale di lettura rettangolare (e). L&#39;interruttore può essere un modulatore. Il risultato è una memorizzazione del segnale ottico. La sttempo orage è definita dalla distanza di frequenza tra le linee pettine e il segnale di lettura. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita.</a> SBS sé è un effetto non lineare che può verificarsi in normali fibre monomodali (SSMF) a basse potenze. In tal modo, il segnale interagisce con una variazione di densità ottica che è generato da un&#39;onda pompa contatore di moltiplicazione. Se l&#39;onda di segnale è downshifted in frequenza, una regione di guadagno è formato in cui sarà amplificato il segnale. Se è up-spostato il segnale sarà attenuato nella regione perdita corrispondente. Lo spostamento di frequenza tra la pompa e il segnale è definito dalla onda acustica, che dipende dalle proprietà del materiale. Il più grande vantaggio di SBS per l&#39;applicazione presentata è la larghezza di banda stretta Δ f SBS della regione di guadagno. Così, praticamente SBS forma un filtro ottico linewidth stretta. La larghezza di banda stretta di tguadagnerà regione dipende dalla lunghezza effettiva e superficie della fibra e della potenza della pompa utilizzata 19. Il full-width naturale a metà massimo (FWHM) di larghezza di banda del guadagno SBS in una SSMF è di circa 30 MHz. In guide speciali, quali fibre Allwave, e con potenze elevate pompa, la larghezza di banda può essere ridotta fino a 10 MHz 20. A causa della larghezza di banda del filtro diverse copie sono coperti con una busta. Pertanto, il tempo massimo di conservazione dei QLS dipende inversamente dalla larghezza di banda SBS. Una larghezza di banda di 10 MHz si tradurrebbe in un tempo massimo di conservazione di 100 nsec. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" target="_blank">Clicca qui per vedere l&#39;immagine ingrandita.</a> Per la trasmissione molto alta bit-rate le informazioni devono essere codificate nella fase della portante invece della sua ampiezza, poiché offre molti vantaggi. Così, contrariamente a impulsi, i segnali in queste reti ottiche hanno ampiezza costante. &lt;strong&gt; Figura 3 mostra un tale segnale modulato di fase nel tempo (a sinistra) e nel dominio della frequenza (a destra). Questo spettro può essere campionato nello stesso modo di quella del segnale modulato in ampiezza 21. Infatti lo spettro della funzione rettangolare-e l&#39;intensità dei segnali con modulazione di fase viene filtrato per effetto della trasmissione, che limita lo spettro. <img alt="Figura 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3.jpg" /> Figura 3. Coerenza tempo-frequenza di modulazione di fase 21. In un segnale modulato fase la fase della portante viene modificata dal segnale che deve essere trasmesso. Se ogni simbolo è composto da 1 bit, la fase è compreso tra 0 e π, per esempio. Il lato sinistro della figura mostra il risultante rappresentazione nel dominio del tempo per un tale spostamento di fase binaria calettataSegnale (BPSK). Il segnale nel dominio della frequenza risultante è mostrato sul lato destro. In confronto con la Figura 1 si può notare che lo spettro del segnale modulato fase è qualitativamente uguale a quella del segnale modulato di intensità. Così, i QLS possono essere applicati allo stesso modo.

<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

Telecomunicazioni di oggi si basa sui pacchetti ottiche che trasmettono le informazioni in reti in fibra ottica in tutto il mondo. Attualmente, l&#39;elaborazione dei segnali avviene nel dominio elettrico. Memorizzazione diretta nel dominio ottico eviterebbe il trasferimento dei pacchetti alla elettrica e ritorna al dominio ottico in ogni nodo della rete e, di conseguenza, aumentare la velocità e possibilmente ridurre il consumo di energia delle telecomunicazioni. Tuttavia, la luce è costituita da fotoni che si propagano alla velocità della luce nel vuoto. Così, la memorizzazione di luce è una grande sfida. Esistono alcuni metodi per rallentare la velocità della luce, o conservare in eccitazioni di un mezzo. Tuttavia, questi metodi non possono essere utilizzati per la memorizzazione di pacchetti di dati ottici utilizzati in reti di telecomunicazioni. Qui mostriamo come il tempo-frequenza-coerenza, che vale per ogni segnale e quindi per i pacchetti ottici così, può essere sfruttata per costruire una memoria ottica. Noi will recensione background e mostrano in dettaglio e attraverso esempi, come un pettine di frequenze possono essere utilizzati per la copia di un pacchetto ottico che entra nella memoria. Una di queste copie nel dominio del tempo viene poi estratto dalla memoria da un interruttore dominio del tempo. Mostreremo questo metodo per intensità e per segnali modulati di fase.

Per la misurazione è stato utilizzato un modello 10110101 intensità modulata dati con una velocità di 1 Gbps. La linea nera in figura 6 rappresenta il segnale originale e le linee colorate rappresentano i diversi tempi di conservazione conseguiti con QLS. Il riferimento è misurata senza i QLS e l&#39;interruttore disattivato in uscita. Sotto i tempi di conservazione condizioni ideali fino a 100 nanosecondi sono realizzabili. I risultati per la stored 11001101 modello di dati di un segnale modulato d...

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Quasi-light Storage for Optical Data Packets

L&#39;articolo descrive un procedimento per memorizzare pacchetti di dati ottici con una modulazione arbitraria, lunghezza d&#39;onda, e la velocità dati. Questi pacchetti sono alla base delle moderne telecomunicazioni.

Stoccaggio Quasi-luce per ottiche pacchetti di dati

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 Views.  Hochschule für Telekommunikation, Leipzig.  L'articolo descrive un procedimento per memorizzare pacchetti di dati ottici con una modulazione arbitraria, lunghezza d'onda, e la velocità dati. Questi pacchetti sono alla base delle moderne telecomunicazioni. 

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Construction and Testing of Coin Cells of Lithium Ion Batteries

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

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

Costruzione e collaudo di Pile Batterie agli ioni di litio

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

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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.

Metamateriali Realizzazione tramite il metodo di disegno fibra

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

Optical Trapping of Nanoparticles

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

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

Trapping ottica di nanoparticelle

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

Bringing the Visible Universe into Focus with Robo-AO

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

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

Portare l&#39;Universo visibile in Focus con Robo-AO

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

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

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

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

La generazione di ordine superiore Laguerre-Gauss fasci ottici ad alta precisione Interferometria

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.

Fabbricazione e caratterizzazione di polimeri disordinati fibre ottiche per la Trasversale localizzazione di Anderson di Luce

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.

Scrivendo di Bragg in fibra Multicore

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

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

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

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

Lens-meno compatta digitale olografico microscopio per MEMS di ispezione e caratterizzazione

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.

Data Acquisition Protocollo per la determinazione delle funzioni di sensibilità embedded

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

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

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

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