Мы выражаем глубокую признательность за финансовую поддержку Deutsche Telekom инновационных лабораторий.

<html> 1. Подготовка системы (рис. 4) <ol><li> Вставьте LD1 лазерных диодов и LD2 в конкретной горе и подключите его с током (НРС) и терморегуляторов (TEC). Включите устройства и проверьте функциональность лазерных диодов с анализатором оптического спектра. Как правило, длина волны телеком вокруг 1550 нм. </li><li> Подключите лазерный диод с модуляторов (IM / PM и MZM1) в соответствии с настройками на рисунке 4. Оптические разъемы должны быть очищены перед использованием, чтобы обеспечить чистую поверхность для сцепления. Подключите источник питания (не показан) и сигнал от генератора сигнала (AWG) с дополнительным электрическим усилителем на модулятор. Убедитесь, что максимальное оптические и электрические потребляемая мощность при модулятора не был превышен. Каждый модулятор оснащен контроллером поляризации. </li></ol>/ Files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg &quot;Первоначально&quot; / files/ftp_upload/50468/50468fig4.jpg &quot;/&gt; Рисунок 4. Экспериментальная установка из QLS причем хранение интенсивности и фазы модулированных сигналов можно. Синий помечены раздел нужен только для обнаружения фазовых модулированных сигналов. Процесс QLS происходит в оптическом волокне. Желтый помечены раздел определяет гетеродинного детектирования в частотной гребенки. TEC: регулятор температуры, НРС: источник тока лазерного диода, Л. Д.: лазерный диод, И. М.: модулятор интенсивности, PM: фазовый модулятор, ПК: контроллер поляризации, AWG: генератор сигналов произвольной формы, MZM: Маха-Цандера модулятор, EDFA: эрбия легированных волокна усилитель, C: циркуляционный насос, Ло: гетеродин, Osci: осциллограф, OSA: анализатор оптического спектра, PD: фотодиод, ЕКА: электрический анализатор спектра. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg" target="_blank">Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение.</a> <olначать = &quot;3&quot;&gt; <li> Подключение волокна с модулятором для сигнала данных. Для фазовых модулированных сигналов он должен быть фазовый модулятор (ПМ) и для сигналов с модуляцией интенсивности модулятора света (IM). Как правило, скорость передачи данных для эксперимента находится в диапазоне Гбит. Другая сторона волокна соединен с портом 2 циркулятора (С). Используется AllWave волокна в наших экспериментах имеет следующие технические характеристики: L = 20 км, Δ е SBS = 10,2 МГц, е SBS = 10,852 ГГц, Р й ≈ 9.1 дБм. </li><li> Подключите модулятор амплитуды для генерации частоты гребенки (MZM1) с оптического усилителя (EDFA). Гребень должен покрывать ширину полосы сигнала данных. Выход EDFA соединен с портом 1 циркулятора. </li><li> Для обнаружения фазовых модулированных сигналов, ссылка на источник обязательна необходим. Подключение гетеродин (LO) вместе с выходом 3 циркуляционного насоса на 50/50 муфты. Для внутр<html> ensity модулированных сигналов, эта часть не требуется. Как LO волоконный лазер (Koheras) используется. </li><li> Для фазовых модулированных сигналов: подключение третьей модулятор (MZM2) для извлечения отложенных копии с выходом 50/50 муфты. Для сигналов с модуляцией интенсивности, подключите MZM2 непосредственно к порту 3 циркуляционного насоса. Поставка модулятор с напряжения смещения (не показан) и прямоугольного сигнала от выходного порта CH1 Mkr1 генератора формы сигнала для извлечения. Таким образом, первоначальные сигналы данных, а также прямоугольный сигнал для извлечения синхронизированы. </li><li> Для обнаружения и анализа: подключить 90/10 соединителя после MZM2. Осциллограф связано с 90%-порту ответвителя и 10% часть связана с анализатора оптического спектра. </li><li> Запрограммировать генератор сигналов с требуемыми сигналами для пакета данных, в частотной гребенки и прямоугольного сигнала. Частотная гребенка порождается периодической синк-функции. </li></ol>e_title &quot;&gt; 2. Измерение <ol><li> Включите выход для сигнала данных в генераторе сигнала (AWG). Измените уклон для модулятора (IM / PM) на источнике питания и контроля качества сигнала на экране осциллографа. После регулировки лучшее качество повернуть выход генератора офф сигнала. Модуляторы должен быть установлен вокруг линейной рабочей точки. Типичные значения можно найти в разделе результатов. </li><li> Настроить качество частотной гребенки с гетеродинного детектирования. Примером относительно хорошем частотной гребенки качества показано на рисунке 5. Частотная гребенка должна быть плоской, например, все частотные компоненты имеют одинаковую интенсивность и стабильны во времени, а также достаточно широким, чтобы охватить весь спектр. Кроме того, по краям гребня должна быть крутой, например, не существует никаких очевидных частотные компоненты с низкой интенсивностью по бокам. </li><li> Гетеродин гребень Я обнаружения: Подключите выход MZM1 с 50/50 соupler. Другое отверстие муфты связано с волоконного лазера (Koheras) как локального генератора. </li><li> Гетеродинного детектирования гребень II: Из-за ограниченной полосы пропускания фотодиодом и электрической анализатора спектра, первый выход соединитель должен быть подключен к анализатора оптического спектра, чтобы установить расстояние между гетеродина и сигналом до примерно 8 ГГц путем изменения температуры лазера. </li><li> Гетеродин обнаружение гребень III: После регулировки удалить анализатора оптического спектра и подключить фотодиод и электрического анализатора спектра к выходу 50/50 муфты. Отрегулируйте напряжение смещения гребенки модулятора для достижения плоскую частотную гребенку. После завершения подключения выходной сигнал модулятора снова к оптическому усилителю (EDFA). </li><li> Отрегулируйте расстояние между обеими лазерных диодов (IM / PM и MZM1) в отношении Бриллюэна сдвига с непрерывными волновых сигналов. Таким образом, убедитесь, что выход генератора сигнала является туrned прочь. </li><li> Включите оптического усилителя. Посмотрите анализатора оптического спектра и установить выходную мощность EDFA до значения ниже порога ВРМБ. </li><li> Теперь сдвиг длины волны лазерного диода, который генерирует сигнал данных (IM / PM) в области усиления насоса (MZM1). Сигнал будет усилен, если длина волны является правильным. </li><li> Для оптимизации изменять поляризацию сигнала данных и, следовательно, интенсивность до максимума. </li><li> Включите оба выхода (сигнал данных и гребенки) генератора сигнала. Увеличение выходной мощности EDFA. Теперь частотная гребенка извлечет равноудаленные компоненты из спектра. Осциллограф должен показывать различные экземпляры, порожденные QLS. Для уменьшения искажений немного сдвинуть длину волны сигнала данных и изменять поляризацию. </li><li> Чтобы извлечь один из экземпляров использовать один из маркерных сигналов генератора импульсов заданной формы или внешнего источникакоторые могут производить прямоугольного импульса. Настройка прямоугольного импульса с длиной пакета. </li><li> Включите уклоном для MZM2 и изменить его в рабочей точке, где извлеченный сигнал развернутого и все другие копии подавленной. Теперь сдвига прямоугольного импульса к требуемой версии хранимой шаблона. </li><li> Хранимая шаблон данных могут быть сохранены с помощью осциллографа и оценены с программным обеспечением, например, происхождения. </li><li> Для переключения между измерением интенсивности и фазы модулированных сигналов, модулятор для сигнала данных должна быть изменена с IM для модуляцией интенсивности сигналов ТЧ для фазовых модулированных сигналов. Кроме того, для фазовых модулированных сигналов гетеродина в качестве справочного источника должен быть добавлен к установке в соответствии с фиг.4. </li></ol><img alt="Рисунок 5" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" src=&quot;/ Files/ftp_upload/50468/50468fig5.jpg&quot; /&gt; Рисунок 5. Почти плоская частотная гребенка с 13 филиалов. Гребень был обнаружен с помощью гетеродинного детектирования. Для обнаружения гетеродин объединяли через ответвитель 3 дБ с оптического сигнала и детектировали с фотодиодом. Частотная гребенка измеряли и записывался с электрической анализатора спектра. Выходная мощность гетеродина было 6 дБм, а оптическая сила гребень 8 дБм. Расстояние между гетеродином и оптической гребенки был 9,8 ГГц. Для лучшего обзора в ось частоты нормирована на центральной частоте гребенки, которая была вокруг 193,5 ТГц (1550 нм). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" target="_blank">Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение.</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>

Авторы заявляют, что они не имеют конкурирующие финансовые интересы. Автор, Томас Шнайдер, является сотрудником Deutsche Telekom AG. Автор, Стефан Пройслер, получил финансирование, который был предоставлен Deutsche Telekom инновационных лабораторий.

Наиболее важным шагом в процессе эксперимента является регулировка частотной гребенки, т.е. полосы пропускания, плоскостности и позиции по отношению к сигналу данных в частотной области. Согласно теоремы отсчетов в частотной области, искажения сигнала можно избежать, если вся по?...

Транспортный данных в телекоммуникационных сетей оптически, так как только оптические волокна обеспечивают потенциал, необходимый для современной трафика данных, передаваемого во всем мире. Тем не менее, в каждом узле сети оптический сигнал должен быть передан в электрическую домена с целью его обработки. После обработки сигнал преобразуется обратно в оптическом диапазоне для дальнейшей передачи. Этот двойной передачи между доменами занимает очень много времени и энергоемким. Для того чтобы использовать все-оптического обработку данных, проблема промежуточного хранения должна быть решена. Таким образом, много методов для хранения или буферизации оптических сигналов были предложены. Самый простой способ, чтобы отправить сигналы в матрицу волноводов с различными длинами 2. Тем не менее, эти матрицы громоздки и время хранения не может быть настроена так как он предопределен длины волновода. Метод &quot;Замедленное Свет&quot; опирается на tunabле изменение индекса группа рефракционной среды, чтобы замедлить скорость распространения оптического сигнала импульсов 2. Ряд физических явлений и материальные системы могут быть использованы для этой цели 3-6. Тем не менее, с помощью этих методов сигнал может быть замедлен несколько битовых длины, которая на сегодняшний день не достаточно для оптических сетевых узлов 7,8. Другой подход использует преобразование длины волны и дисперсии для генерации перестраиваемых задержек. Таким образом, центральная длина волны входного сигнала сдвинуты по нелинейной оптической преобразования. После этого сигнал подается в очень дисперсионной волокна. Разница в групповой скорости в дисперсионной волокна приводит к задержке, которая пропорциональна произведению сдвига длины волны и дисперсии групповой скорости (дГС) в волокне. Со вторым преобразования длины волны смещается обратно в исходное значение. Для методов сдвига длины волны, как ЧВ или самостоятельно фазы моdulation могут быть использованы. С переходом и времени дисперсия способ хранения до 243 нсек перестраиваемого задержки, которые соответствуют 2400 бит, было зарегистрировано 10. Тем не менее, преобразования длины волны и дисперсионные методы в целом нуждаются в специальных компонентов и установок для производства большой сдвиг длины волны и / или большой ДГС. Кроме того, они являются одними из самых сложных и энергоемких методов задержки 2. Другие методы хранения оптический сигнал в возбуждении материальной системы. Зонд луч затем используется для чтения информации. Как правило, эти системы не могут быть использованы в области телекоммуникаций, поскольку они требуют сверхвысоких или-низких температурах 11, не будет работать с телекоммуникационными полосы пропускания, или требуют довольно сложных установок и высокую мощность 12-14. Здесь мы показываем, как основное свойство сигналов (частотно-временной когерентности) могут быть использованы для хранения пакетов оптических данных. Sincе не возбуждение материальной системы не используется, мы назвали метод Квази-свет хранения (QLS) 15-17. QLS не зависит от модуляции, формата данных и скорости передачи данных пакетов и может хранить оптические пакеты для нескольких тысяч бит длиной 18. Основная идея видно на фиг.1, здесь прямоугольной формы импульсов показаны. Однако метод работает для каждого формы импульса и для пакетов импульсов. Единственное ограничение состоит в том, что сигналы должны быть ограничены во времени. <img alt="Рисунок 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1.jpg" /> Частотно-временной когерентности при интенсивности модулированного сигнала 23 Рисунок 1.. Один прямоугольный сигнал во временной области (а) представлена ​​si-функции в частотной Domaв (б). Здесь нормированная интенсивность показано, так как это не возможно, чтобы измерить полей с оптического оборудования. Представление во временной области для последовательности прямоугольных сигналов показано в (с). Эта последовательность имеет все тот же спектральный форму. Но, он состоит из равноудаленных одиночных частот под синк-конверт (г). Ось времени нормализуются половине длительности одного сигнала и частотной оси на первые переходов через нуль, соответственно. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" target="_blank">Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение.</a> Прямоугольный импульс во временной области (рис. 1а) имеет &quot;синусовый Cardinalis&quot; или функции Sinc Sin (пикселей) / PX формы спектр (рис. 1b) где все частоты в соответствии с огибающей присутствуют. Поезд прямоугольных импульсов во временной области (рис. 1в) предстоит еще очень сиФункция пс форме спектра (рис. 1г) с пропускной способностью Δ ф. Но в связи с периодичностью, не все частоты присутствуют больше. Вместо этого, спектр состоит из эквидистантных частот и обратным шагом частоты определяет разделение времени между импульсами Δ T = 1 / Δ V. Основная идея из QLS теперь просто извлечь эквидистантных частот из спектра входного пакета. В связи с частотно-временной когерентности это приводит к копированию пакета во временной области. Копия с требуемой задержки могут быть извлечены с помощью переключателя временной области. Принцип нашей эксперимента приведена на рисунке 2. Ограничены во времени входной сигнал умножается на частотной гребенки в частотной области. Для умножения нелинейный эффект ВРМБ (SBS) используется. Результаты являются равноудаленными копии входного сигнала в гоэ временной области. Один из сигналов экстрагируют переключатель приводится в действие прямоугольной функции. Таким образом, на выходе памяти в принципе без искажений копия входного импульса можно ожидать. <img alt="Рисунок 2" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2.jpg" /> Рисунок 2. Основная идея в квази-света хранения 15. Ограничена во времени входного сигнала (а) умножается с частотной гребенки (б) в частотной области, который обозначается с X. Это приводит к различным копий сигнал во временной области (с). От генерируемого импульсов один из экземпляров (г) экстрагируют переключателя временной области с помощью прямоугольного сигнала чтения (е). Переключатель может быть модулятор. Результатом является хранение оптического сигнала. УлOrage время определяется частотным интервалом между гребенок линий и сигнала считывания. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" target="_blank">Нажмите сюда, чтобы посмотреть увеличенное изображение.</a> Сам SBS является нелинейный эффект, что может произойти в стандартных одномодовых волокон (SSMF) при малых мощностях. Таким образом, сигнал взаимодействует с изменением оптической плотности, которая генерируется волны, распространяющейся счетчик насоса. Если волна сигнал понижающую передачу по частоте, усиление область образована в котором сигнал будет усилен. Если это до сдвинутый сигнал будет ослаблен в соответствующей области потерь. Частотный сдвиг между насосом и сигнала определяется акустической волны, которое зависит от свойств материала. Самое большое преимущество SBS для представленной заявки является узкая полоса пропускания Δ е СБС области усиления. Таким образом, практически SBS образует узкий оптический фильтр ширины линии. Узкая полоса пропускания тон приобретет область зависит от эффективной длины и площади волокна, а также от используемого мощности накачки 19. Естественный полной ширины на половине высоты (FWHM) пропускной способностью усиления SBS в SSMF составляет около 30 МГц. В специальных волноводов, таких как AllWave волокон, и с высокими мощностях накачки, пропускная способность может быть снижена до 10 МГц 20. В связи с пропускной способностью фильтра различные копии покрыты оболочкой. Таким образом, максимальное время хранения из QLS обратно зависит от пропускной способности SBS. Пропускная способность 10 МГц приведет к максимальным временем хранения 100 нс. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" target="_blank">Кликните здесь, чтобы посмотреть увеличенное изображение.</a> Для передачи очень высокой скорости информация должна быть закодирована в фазе несущей вместо его амплитуды, так как это предлагает много преимуществ. Таким образом, в отличие от импульсов, сигналы на этих оптических сетей имеют постоянную амплитуду. &lt;сильный&gt; 3 показана такая фаза модулированного сигнала во времени (слева) и частотной области (справа). Этот спектр может быть выбраны таким же образом, что и амплитудно-модулированного сигнала 21. На самом деле спектр прямоугольной функции для интенсивности и фазово-модулированных сигналов отфильтровывают из-за передачи, который ограничивает спектр. <img alt="Рисунок 3" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3.jpg" /> Частотно-временной когерентности для фазовой модуляции 21. В фазы модулированного сигнала фазы несущей изменяется посредством сигнала, который должен быть передан Рисунок 3.. Если каждый символ состоит из 1 бита, фаза изменяется между 0 и π, например. Левая часть рисунка показывает полученное представление во временной области для такого фазового сдвига двоичного шпонкой(BPSK) сигнал. Результирующий сигнал частотной области показано на правой стороне. По сравнению с фиг.1 видно, что спектр фазы модулированного сигнала качественно такая же, как и интенсивности модулированного сигнала. Таким образом, QLS могут быть применены таким же образом.

<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

Сегодня телекоммуникационный основана на оптических пакетов, которые передают информацию в волоконно-оптических сетей по всему миру. В настоящее время обработка сигналов выполняется в электрической области. Прямая хранения в оптическом диапазоне позволит избежать передачи пакетов к электрической и обратно в оптическом диапазоне в каждом узле сети и, следовательно, увеличить скорость и, возможно, снизить энергопотребление телекоммуникаций. Тем не менее, свет состоит из фотонов, которые распространяются со скоростью света в вакууме. Таким образом, хранение света является большой проблемой. Там существует несколько методов, чтобы замедлить скорость света, или хранить его в возбуждений среды. Однако эти способы не могут быть использованы для хранения пакетов данных, используемых оптических телекоммуникационных сетей. Здесь мы показываем, как частотно-временной когерентности, которое выполняется для каждого сигнала и, следовательно, для оптических пакетов, а также, может быть использована для создания оптической памяти. Мы Вильл отзыв фон и шоу подробно и на примерах, как частотная гребенка может быть использован для копирования оптического пакета, который входит в памяти. Один из этих временных копий домена затем экстрагируют из памяти с помощью переключателя временной области. Покажем этот метод для интенсивности, а также для фазовых модулированных сигналов.

Для измерения был использован 10110101 модуляцией интенсивности шаблон данных со скоростью передачи данных 1 Гбит. Черная линия на рисунке 6 представляет собой исходный сигнал и цветные линии представляют различные сроки хранения, достигнутые с QLS. Ссылка измеряется без QLS и отклю...

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

Quasi-light Storage for Optical Data Packets

Статья описывает процедуру для хранения пакетов оптических данных с произвольным модуляции, длины волны и скорости передачи данных. Эти пакеты являются основой современных телекоммуникаций.

Квази-свет для хранения оптических пакетов данных

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.  Статья описывает процедуру для хранения пакетов оптических данных с произвольным модуляции, длины волны и скорости передачи данных. Эти пакеты являются основой современных телекоммуникаций. 

Video: Quasi-light Storage for Optical Data Packets

Construction and Testing of Coin Cells of Lithium Ion Batteries

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

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

Строительство и испытания монет клетки литий-ионных батарей

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

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.

Изготовление метаматериалов с использованием метода вытяжки

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.

Оптический захват наночастиц

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.

Приведение видимой Вселенной в фокус с 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.

Генерации высших порядков Лагерра-Гаусса оптических пучков для высокоточной интерферометрии

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

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.

Запись брэгговских решеток в 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 ...

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.

Компактный объектив менее цифровой голографический микроскоп для MEMS осмотра и определения характеристик

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.

Протокол сбора данных для определения встроенных функций чувствительности

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.

Двусторонний Валоризация шлака доменной печи: Синтез Осажденный карбоната кальция и цеолитовых Heavy Metal адсорбенте

The aim of this work is to present a zero-waste process for storing CO2 in a stable and benign mineral form while producing zeolitic minerals with ...

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

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

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

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

Методика сканирования сканирующего рассеивателя света (SLPS) для количественной оценки рассеяния вперед и назад с помощью интраокулярных линз

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