Biz minnetle Deutsche Telekom İnovasyon Laboratuvarları mali destek kabul.

<html> 1.. Hazırlama Sistemi (Şekil 4) <ol><li> Özel mount lazer diyot LD1 ve LD2 yerleştirin ve akım (EAGÜ) ve sıcaklık kontrolörleri (TEC) ile bağlayın. Üzerindeki aygıtları açın ve optik spektrum analizör ile lazer diyotların işlevselliğini kontrol. Genellikle, 1.550 nm çapında bir telekom dalgaboyu kullanılır. </li><li> Şekil 4&#39;te kurulum göre olan modülatörleri (IM / PM ve MZM1) lazer diyot bağlayın. Optik konektörler bağlantı için temiz bir yüzey sağlamak için, kullanılmadan önce temizlenmesi gerekiyor. Modülatörü için ek elektrik amplifikatör ile dalga biçimi üreteci (AWG) için güç kaynağı (gösterilmemiştir) ve sinyal geç. Modülatör de maksimum optik ve elektrik giriş gücü aşılmayacak emin olun. Her Modülatör bir polarizasyon kontrolör ile donatılmıştır. </li></ol>/ Files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg &quot;src =&quot; / files/ftp_upload/50468/50468fig4.jpg &quot;/&gt; Şekil 4,. Yoğunluğu ve faz modülasyonlu sinyallerin depolama mümkün olur Yaşam kalitesindeki değişmeyle Deneysel kurulumu. Mavi etiketli bölümü Faz modülasyonlu sinyallerin tespiti için gereklidir. QLS işlem olup, optik fiber yer alır. Sarı etiketli bölümü frekans tarağın heterodyne algılama tanımlar. TEC: sıcaklık kontrol, LDC: lazer diyot akım kaynağı, LD: lazer diyot, IM: yoğunluk modülatör, PM: faz modülatörü, PC: polarizasyon kontrolör, AWG: keyfi dalga jeneratörü, MZM: Mach-Zehnder modülatör, EDFA: erbium katkılı fiber amplifikatör, C: sirkülasyon, Lo: lokal osilatör, Osci: osiloskop, OSA: optik spektrum analizör, PD: fotodiyot, ESA: Elektrik spektrum analizör. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig4highres.jpg" target="_blank">resmi büyütmek için buraya tıklayın.</a> <olstart = &quot;3&quot;&gt; <li> Veri sinyali için modülatörü ile lif bağlayın. Faz modülasyonlu sinyalleri için, bir faz modülatörü (PM) olması ve yoğunluk modülasyonlu sinyallerin bir yoğunluk modülatörü (IM) dir. Genellikle, deney için veri hızı Gbps aralığındadır. Lifin diğer tarafında sirkülatörün (C) noktası 2 ile bağlanır. Deneylerde kullanılan AllWave fiber aşağıdaki özelliklere sahiptir: L = ≈ 9.1 dBm inci 20 km, Δ SBS = 10,2 MHz f, SBS f = 10.852 GHz, P. </li><li> Optik amplifikatör (EDFA) ile frekans tarak nesil (MZM1) için genlik modülatörü bağlayın. Tarak veri sinyalinin bant genişliği kapsayacak sahiptir. EDFA çıkış sirkülatörün noktası 1 ile bağlanmıştır. </li><li> Faz modülasyonlu sinyallerin tespiti için, bir referans kaynağı gereklidir. Birlikte, bir 50/50 birleştiriciye için sirkülatörün çıkışı 3 olan lokal osilatör (LO) takın. Int için<html> densite modülasyonlu sinyaller, bu bölüm gerekli değildir. LO gibi bir fiber lazer (KOHERAS) kullanılır. </li><li> Faz modülasyonlu sinyallerin için: 50/50 birleştiricinin çıkışı ile geciktirilmiş kopyalarını ayıklanması için üçüncü modülatörü (MZM2) bağlanır. Yoğunluk ayarlı sinyallerinde, sirkülatörün limanına 3 doğrudan MZM2 bağlayın. Ayıklanması için dalga biçimi üretecinin CH1 Mkr1 çıkış portu bir ön voltajın (gösterilmemiş olan) ve dikdörtgen şeklinde bir sinyal modülatörü kaynağı. Bu nedenle, orijinal veri sinyalleri, hem de ayıklamak için dikdörtgen bir sinyal eşitlenir. </li><li> Tespiti ve analizi için: MZM2 sonra, 90/10 bağlamanın. Osiloskop Kuplörün% 90 bağlantı noktası ile bağlıdır ve% 10 kısmı optik spektrum analizi ile bağlanır. </li><li> Veri paketinin, frekans kısmı ve dikdörtgen sinyali için gereken sinyalleri ile dalga jeneratörü programlayın. Frekans tarak periyodik basınç fonksiyonu tarafından oluşturulur. </li></ol>E_TITLE &quot;&gt; 2. Ölçüm <ol><li> Dalga biçimi üreteci (AWG) de veri sinyali için çıkış açın. Güç kaynağında modülatör (IM / PM) için önyargı değiştirin ve osiloskop sinyal kalitesini kontrol. Iyi kalite ayarladıktan sonra dalga üreteci off çıkışını açmak. Modülatörler doğrusal çalışma noktasının çevresinde ayarlanmış olmalıdır. Örnek değerler sonuç bölümünde bulunabilir. </li><li> Heterodyne algılama ile frekans tarak kalitesini ayarlayın. Nispeten iyi kalitede frekans tarak için bir örneği Şekil 5&#39;te gösterilmektedir. Frekans tarak örneğin tüm frekans bileşenleri aynı yoğunluk var ve zamanla stabil, hem de tüm spektrum kapsayacak kadar geniş, düz olması gerekir. Buna ek olarak, tarak kenarları örneğin tarafta düşük yoğunlukta görünür bir frekans bileşenleri vardır, dik olmalıdır. </li><li> Heterodyne tarak algılama I: 50/50 işbirliği ile MZM1 çıkışını bağlayınupler. Birleştiricinin bir diğer bağlantı yerel osilatör gibi bir fiber lazer (KOHERAS) ile bağlanmıştır. </li><li> Heterodyne tarak algılama II: nedeniyle foto diyot ve elektrik spektrum analizi sınırlı bant genişliği, birinci bağlantı elemanı çıkış yaklaşık 8 yerel osilatör ve sinyal arasındaki mesafeyi ayarlamak için optik spektrum analizi ile bağlanmalıdır lazer sıcaklığını değiştirerek GHz. </li><li> Heterodyne tarak algılama III: ayardan sonra optik spektrum analizör kaldırmak ve 50/50 coupler&#39;ın çıkışına fotodiyot ve elektrik spektrum analizörü bağlayabilirsiniz. Bir düz frekans tarak elde etmek için tarak modülatörünün besleme gerilimi ayarlar. Tamamlanmasından sonra optik amplifikatör (EDFA) tekrar modülatörünün çıkışını. </li><li> Sürekli dalga sinyalleri ile Brillouin vardiya ile ilgili hem lazer diyot (IM / PM ve MZM1) arasındaki mesafeyi ayarlayın. Bu nedenle, dalga biçimi üretecinin çıkış tu olduğundan emin olunkapalı rned. </li><li> Optik amplifikatörü açın. Optik spektrum analizör bakmak ve uyarılmış Brillouin saçılma eşiğin altında bir değere EDFA çıkış gücünü ayarlamak. </li><li> Şimdi pompası (MZM1) kazancı bölgesine veri sinyalini (IM / PM) oluşturur lazer diyot dalga boyu kayması. Dalga boyu doğru olup olmadığını sinyali amplifiye edilecektir. </li><li> Optimizasyonu için veri sinyalinin polarizasyon ve bu nedenle maksimum yoğunluğunu değiştirmek. </li><li> Dalga jeneratörün iki çıkışları (veri sinyali ve tarak) açın. EDFA çıkış gücünü artırın. Şimdi frekans tarak spektrumunun dışında eşit bileşenlerini çıkartacaktır. Osiloskop Yaşam kalitesindeki değişmeyle tarafından üretilen farklı kopya göstermelidir. Bozulma azalması için hafifçe veri sinyalinin dalga boyu kayması ve kutuplaşmayı değiştirin. </li><li> Kopyalarından birini ayıklamak için dalga jeneratörü veya harici bir kaynak işaret sinyallerinden birini kullanınBu dikdörtgen darbe üretebilir. Paketin uzunluğu ile bir dikdörtgen darbe ayarlayın. </li><li> MZM2 için önyargı açın ve ekstre sinyal maksimize edilir ve diğer tüm kopyaları bastırılmış işletim noktasına değiştirin. Şimdi saklı desen istenen sürümüne dikdörtgen darbe kaydırır. </li><li> Depolanan veri modeli osiloskop ile kaydedilmiş ve yazılım, örneğin Origin ile değerlendirilebilir. </li><li> Yoğunluk ölçümü arasında geçiş yapmak için modüle edilmiş sinyalleri faz için, bir veri sinyali için modülatör faz modülasyonlu sinyalleri için PM için yoğunluk modüle edilmiş sinyaller için IM değiştirilebilir gerekiyor. Buna ek olarak, faz modüle edilmiş sinyaller için bir referans kaynağı olarak bir lokal osilatör, Şekil 4 &#39;e göre kurulum ilave edilmesi gerekmektedir. </li></ol><img alt="Şekil 5," fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" src=&quot;/ Files/ftp_upload/50468/50468fig5.jpg&quot; /&gt; Şekil 5. 13 şube ile frekans tarak Neredeyse düz. Tarak heterodyne tespiti ile tespit edildi. Saptanması için, bir lokal osilatör ile bir optik sinyal 3 dB bağlayıcı ile kombine edilmiş ve bir fotodiyot ile tespit edildi. Frekans tarak bir elektrik spektrum analiz cihazı ile ölçülmüş ve kaydedilmiştir. Yerel osilatörün çıkış gücü 6 dBm ve tarak 8 dBm optik güçtü. Yerel osilatör ve optik tarak arasındaki mesafe 9.8 GHz oldu. Daha iyi bir bakış için frekans ekseni etrafında 193.5 THz (1.550 nm) idi tarağın merkez frekansına normalize olur. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig5highres.jpg" target="_blank">resmi büyütmek için buraya tıklayın.</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>

Yazarlar, hiçbir rakip mali çıkarlarını olmadığını beyan ederim. Yazar, Thomas Schneider, Deutsche Telekom AG&#39;nin bir çalışanıdır. Yazar, Stefan Preussler, Deutsche Telekom İnovasyon Laboratuarları tarafından sağlanan fon aldı.

Deney sırasında en önemli adımı, frekans alanında veri sinyaline ilgili olarak, bant genişliği, düzlük ve konum, yani, frekans tarağın ayarlanmasıdır. Optik paketin bütün bant genişliği bir ideal düz tarak ile örneklenmiş ise frekans etki örnekleme teoremine göre, sinyal bozulmaları önlenir. Bu nedenle, optik paketin bant genişliği frekans tarağın minimum bant genişliği tanımlar ve bu bant genişliği tarak mümkün olduğunca düz olması gerekir. Bir ideal olmayan frekans tarak düzgün olmayan bir örneklenmiş spektrum bu nedenle, veri spektrumu ile düzensiz bir çarpma yol açacaktır. Bu önemli ölçüde çarpıtmalar artacaktır. Kazanç tarak konumu ve veri spektrum doğru sığmayan zaman aynı etki oluşur. Kazanç tarağın sadece yarım veri spektrumu içinde ise, örneğin, sonuç dengesiz bir örnek spektrum olacak ve çarpıklıklar artmış olacak. <p clpaket uzunluğu ve uyarılmış Brillouin saçılma bant genişliği: ass = &quot;jove_content&quot;&gt; yöntemi kendisi iki faktör ile sınırlıdır. Yarı maksimum SBS (FWHM) bant genişliği de doğal tam genişliği 30 MHz civarındadır. Böyle AllWave lifler ve yüksek pompa güçleri ile özel dalga kılavuzları, olarak, bant genişliği 10 MHz düşürülebilir. Bu, 100 nsaniye arasında maksimum depolama süresi ile sonuçlanır. Buna ek olarak, bir paket uzunluğu kopya arasındaki mesafe ile sınırlıdır. Bu mesafeyi aşacak, kopyalar bozuk olacaktır. Bu sınırlamayı aşmak için frekans tarak şube mesafesi azaltılabilir ve bu nedenle zaman alanında kopya mesafesi artacaktır. Genel depolama süresi doğrudan Brillouin kazanç bant genişliği bağlıdır. Bu nedenle, bant genişliği azaltarak depolama süresi önemli ölçüde arttırılabilir. Bu, u yanı sıra iki kayıpları 17 kazanç süperpozisyonu ile yapılabilirBir çok aşamalı Brillouin sistemi 22 şarkı. Bu değişiklikler, sırasıyla, sistemin karmaşıklığı uygulanması, ancak geliştirmek için kolaydır. Ek olarak, depolama süresi sistemi etrafında bir döngü kullanılarak geliştirilebilir. Bu nedenle çıkarılmış paket her yuvarlak gezi sonra geri sisteme girilir. Bu yöntemin üstün avantajları ayarlanabilir, yüksek depolama süresi gibi modülasyon formatı ve oldukça basit kurulum bağımsızlıktır. Diğer benzer tüm optik depolama yöntemleri yavaş ışık yaklaşım 8 gibi, sadece birkaç bit depolama süreleri sınırlı, ya da bir döngü matris içinde sabit bir depolama süresi, örneğin vardır. Yaşam kalitesindeki değişmeyle için gerekli bileşenleri ticari olarak mevcuttur ve kolaylıkla entegre edilebilir. Yavaş ışık iletim ortamı olarak fiberin kendisi de kullanılabilir. Bu nedenle ağ düğümleri kolayca QLS tekniği ile donatılmış olabilir. Ek olarak, gerekli olan tek bileşensaklama süreleri kontrol eden bir merkezi kontrol mantıktır.

Sadece optik fiberler dünyada iletilen bugünün veri trafiği için gerekli kapasite sunan bu yana telekomünikasyon ağlarında veri taşıma, optik olduğunu. Bununla birlikte, ağ bölgesinin her düğümünde optik sinyal işlemek için elektrik alanı içine aktarılacak sahiptir. Işlem sonra daha fazla sinyal iletim için optik etki alanına dönüştürülür. Etki alanları arasında bu iki transfer süresi ve güç tüketen hem de. Verilerin hepsi bir optik işlem kullanmak için, ara depolama problem çözülmesi gerekir. Bu nedenle, optik sinyallerin depolama ya da tamponlama için bir çok yöntem önerilmiştir. Basit yolu farklı uzunlukta 2 ile dalga kılavuzlarının bir matris içine sinyalleri göndermek için. Bununla birlikte, bu matrisler hantal ve bu dalga uzunluğu önceden bu yana depolama süresi ayarlanmış edilemez. &quot;Yavaş-Light&quot; yöntemi tunab dayanıroptik sinyal bakliyat 2 yayılma hızını yavaşlatmak için bir orta grup kırılma indeksi le değişimi. Çeşitli fiziksel etkiler ve malzeme sistemleri, bu amaçla 3-6 için de kullanılabilir. Ancak, bu yöntemlerle sinyal kadar optik ağ düğümleri 7,8 için yeterli değildir sadece birkaç bit uzunlukları ile yavaşlamış olabilir. Diğer bir yaklaşım ayarlanabilir gecikme jenerasyonu için dalga uzunluğu dönüşüm ve dağılımını kullanır. Bu şekilde, giriş sinyalinin orta dalga boyu olmayan optik dönüşümü ile kaydırılır. Daha sonra, sinyal bir çok dağıtıcı elyaf beslenir. Dispersiyon oluşturucu bir fiber içindeki grup hızı farkı lif dalga uzunluğu kayması ve grup hızı dispersiyonunun (GVD) &#39;nin ürünü ile orantılıdır gecikmesine neden olur. İkinci bir dönüşüm ile dalga boyu özgün değerine geri kaydırılır. Dört dalga karıştırma veya kendiliğinden faz mo gibi dalgaboyu kayması teknikleri içindulation kullanılabilir. 2,400 bit karşılık ayarlanabilir gecikme, 243 NSEC kadar dönüşüm ve dağılım yöntemi depolama süreleri ile, 10 bildirilmiştir. Ancak, genel olarak dalga boyu dönüşüm ve dağılma yöntemleri geniş bir dalga boyu kayması ve / veya büyük GVD üretmek için özel bileşenleri ve kurulumları gerekir. Ek olarak, en karmaşık ve güç aç gecikme yöntemler 2 arasındadır. Diğer yöntemler, bir malzeme sisteminin uyarılması içine optik sinyalin saklayın. Bir prob ışını sonra bilgileri okumak için kullanılır. Onlar, düşük veya yüksek güçte sıcaklıkları 11 gerektiren telekomünikasyon bant genişlikleri ile çalışmaz, ya da oldukça karmaşık kurulumları ve yüksek güç gerektiren 12-14 beri genellikle bu sistemler telekomünikasyon alanında kullanılamaz. Burada sinyalleri (zaman-frekans tutarlılık) temel bir özellik optik veri paketlerinin saklanması için istismar edilebilir göstermek. Basınçe bir malzeme sistemi hiçbir uyarılma kullanılır, biz yöntem Yarı-ışık Depolama (QLS) 15-17 çağırdı. QLS modülasyonu, veri formatı ve paketlerin veri hızından bağımsız olan ve birkaç bin bit optik paketlerin uzunlukları 18, depolayabilir. Temel fikir, Şekil 1 &#39;de görülebileceği gibi, burada dikdörtgen şekilli darbeler gösterilmiştir. Bununla birlikte, bu metod, darbe şekli ve bakliyat paketler için çalışır. Tek kısıtlama sinyalleri zaman sınırlı olmak zorunda olmasıdır. <img alt="Şekil 1" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig1.jpg" /> Bir yoğunluk ayarlı sinyal 23 Şekil 1. Zaman-frekans tutarlılık. Zaman alanında tek bir dikdörtgen sinyali (a) frekans-doma bir basınç-fonksiyon tarafından temsil edilmektedir(b). Bu optik ekipman ile alanlarını ölçmek mümkün olmadığından burada normalize yoğunluğu gösterilmektedir. Dikdörtgen sinyal sırası için zaman etki alanı gösterimi (c) &#39;de gösterilmiştir. Bu dizi, yine aynı spektral şekle sahiptir. Ancak, bu basınç-zarf (d) altında eşit bir frekans oluşur. Zaman ekseni, sırasıyla, birinci sıfır geçişleri için yarım bir tek sinyalin süresi ve frekans eksenine normalize edilir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig1highres.jpg" target="_blank">resmi büyütmek için buraya tıklayın.</a> Zaman alanına (Şekil 1a) bir dikdörtgen darbe zarfın altındaki tüm frekanslar mevcut bir &quot;sinüs Cardinalis&quot; veya basınç fonksiyonu sin (px) / px şeklinde spektrumu (Şekil 1b), vardır. Zaman alanına (Şekil 1c) dikdörtgen darbeler bir tren hala si varnc fonksiyonu bant Δ f ile spektrum (Şekil 1d) şeklinde. Ama nedeniyle periyodikliğe, tüm frekanslar artık mevcut değil. Bunun yerine, tayf, eşit frekanslarda oluşur ve frekans aralığı ters darbelerin Δ T = 1 / Δ v arasındaki zaman mesafeyi tanımlar. Yaşam kalitesindeki değişmeyle temel fikir basitçe giriş paketinin yelpazenin dışında eşit frekanslarını çıkarmak için şimdi. Nedeniyle, zaman-frekans tutarlılığı için bu zaman alanında paketin bir kopyalama sonuçlanır. Arzu edilen gecikme ile kopya bir zaman alanı anahtarı ile elde edilebilir. Bizim Deneyin ilkesi, Şekil 2 &#39;de gösterilmiştir. Bir zaman sınırlı giriş sinyali frekans alanında bir frekans tarağı ile çarpılır. Çarpma için uyarılmış Brillouin saçılması (SBS) doğrusal olmayan etkisi kullanılır. Sonuçlar th giriş sinyalinin eşit kopyalarıdıre zaman-etki. Sinyallerin bir dikdörtgen fonksiyonu ile tahrik edilen bir anahtar ile ekstre edilir. Bu nedenle, prensip olarak hafızanın çıkışında giriş palsının bir distorsiyonsuz kopya beklenebilir. <img alt="Şekil 2," fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig2.jpg" /> Şekil 2. Yarı-ışık Depolama 15 Temel fikir. Bir zaman sınırlı giriş sinyali (a) X ile gösterilir frekans alanında bir frekans tarak (b) ile çarpılır bu çeşitli kopyaları yol açar zaman alanında sinyal (c). Oluşturulan darbe dizisi kaynaktan kopya (d) bir dikdörtgen, okuma sinyalinin (e), bir zaman-alan anahtarı ile ekstre edilir. Anahtar bir modülatör olabilir. Sonuç optik sinyalin bir depodur. StOraj zaman tarak hatları ve okuma sinyali arasındaki frekans aralığı ile tanımlanır. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig2highres.jpg" target="_blank">resmi büyütmek için buraya tıklayın.</a> SBS kendisi düşük güçlerde standart tek modlu fiberler (SSMF) oluşabilir doğrusal olmayan bir etkidir. Bu şekilde, sinyal bir karşı yayılan dalga pompa tarafından oluşturulan bir optik yoğunluk değişikliği ile etkileşime girer. Sinyal dalga frekansında downshifted ise, bir kazanç bölgesi sinyalin amplifiye edilecektir oluşturulur. O kaymıştır yukarı ise sinyal gelen zararı bölgede zayıflatılmış olacaktır. Pompa ve sinyal arasındaki frekans kayması malzeme özelliklerine bağlıdır akustik dalga ile tanımlanır. Sunulan uygulama için SBS büyük avantajı kazanç bölgenin dar bant genişliği Δ f SBS olduğunu. Bu nedenle, pratikte SBS dar bir çizgi genişliği optik filtre oluşturur. T dar banto bölge fiberin uzunluğu ve etkin alanı yanı sıra kullanılan pompa gücü 19 bağlıdır kazanır. Bir SSMF yılında SBS kazanç yarı-maksimum (FWHM) bant genişliği doğal tam genişliği yaklaşık 30 MHz. Böyle AllWave lifler ve yüksek pompa güçleri ile özel dalga kılavuzları, olarak, bant genişliği 10 MHz 20 kadar azaltılabilir. Filtre bant genişliği nedeniyle, farklı kopyalar bir zarf ile kaplanmıştır. Bu nedenle, Yaşam kalitesindeki değişmeyle maksimum depolama süresi ters SBS bant genişliği bağlıdır. 10 MHz bant genişliği 100 nsaniye maksimum depolama süresi neden olur. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" target="_blank">resmi büyütmek için buraya tıklayın.</a> Bu bir çok avantajı sunmaktadır beri çok yüksek bit-rate iletimi için bilgi yerine kendi genlik taşıyıcı fazına kodlanmış gerekir. Bu nedenle, darbe aksine, bu optik ağlarında sinyalleri sabit genliğe sahiptir. &lt;strong&gt; Şekil 3 kez (sol) ve frekans (sağ) böyle bir faz modüle sinyalini gösterir. Bu spektrum, genliği modüle edilmiş sinyalin 21 olduğu gibi aynı şekilde örnek olabilir. Aslında, yoğunluk ve faz modülasyonlu sinyalleri için dikdörtgen fonksiyonunun spektrumu nedeniyle spektrumu sınırlar iletim için filtre edilir. <img alt="Şekil 3," fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig3.jpg" /> , Bir faz modülasyonu 21 Şekil 3. Zaman-frekans tutarlılık. Bir faz modülasyonlu bir sinyal olarak taşıyıcının faz aktarılacak olan sinyal ile değiştirilir. Her sembol, 1 bit oluşuyorsa, faz, örneğin 0 ve π arasında değiştirilir. Şeklin sol tarafında anahtarlı böyle bir ikili faz kayması için elde edilen zaman-etki temsilini göstermektedir(BPSK) sinyali. Elde edilen frekans etki alanı sinyali sağ tarafında gösterilir. Şekil 1 ile karşılaştırıldığında bu faz modülasyonlu sinyalin spektrumu kalitatif olarak yoğunluk ile modüle edilmiş sinyalin aynı olduğu görülebilir. Bu nedenle, QLS aynı şekilde uygulanabilir.

<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

Bugünkü telekomünikasyon Dünyada fiber optik şebekelerde bilgi iletimi optik paketler dayanmaktadır. Şu anda, sinyallerin işlenmesi elektrik alanı içinde yapılır. Optik etki, doğrudan depolama nedenle, hızını artırmak ve muhtemelen telekomünikasyon, enerji tüketimini azaltmak, geri her ağ düğümü optik etki, elektrik ve paketlerin transferi önlemek ve olacaktır. Bununla birlikte, ışık vakumda ışık hızı ile yaymak foton oluşur. Böylece, ışığın depolama büyük bir sorundur. Işığın hızını yavaşlatmak için, ya da bir ortamın zorlamalara saklamak için bazı yöntemler var var. Ancak, bu yöntemler telekomünikasyon şebekelerinde kullanılan optik veri paketlerinin saklanması için kullanılamaz. İşte biz de optik paketler için bu nedenle her sinyal için tutan ve zaman-frekans-tutarlılık, bir optik bellek oluşturmak için istismar edilebilir göstermek. Biz bel İnceleme detaylı ve örnekler üzerinden plan ve gösteri, nasıl bir frekans tarak belleği girdiği bir optik paket kopyalama için kullanılabilir. Bu zaman alanı kopya biri, daha sonra bir zaman alanı anahtarı ile bellekten ekstre edilir. Bu yoğunluk için hem de faz modüle edilmiş sinyaller için bu yöntemi gösterir.

Ölçümü için 1 Gbps veri hızına sahip 10.110.101 yoğunluk ayarlı veri deseni kullanılmıştır. Şekil 6&#39;da siyah çizgi, orijinal sinyali temsil etmektedir ve renkli çizgiler Yaşam kalitesindeki değişmeyle ile elde edilen farklı depolama sürelerini temsil etmektedir. Referans çıkışındaki Yaşam kalitesindeki değişmeyle devre anahtarı olmadan ölçülür. Ideal koşullar saklama süreleri altında 100 NSEC ulaşılabilir. Tekrar 1 Gbps bir veri oranı ile bir faz modülasyonlu sinyalin saklanan veri modeline 11001101, için sonuçlar, sol tarafta (siyah) referans sinyali, Şekil 7&#39;de görülebilir ve SBS farklı kopyalar çıkarılan göre QLS . Orijinal sinyalin saklanan versiyonları neredeyse bozulma ücretsizdir. Bu, paket içindeki bitlerin genlik olarak küçük değişiklikler yanı sıra sadece hafif bir darbe genişletilmesi olduğu anlamına gelir. Çarpıklıkları ölçümü her paket için nitel yapılırosiloskop ile spesifik değerlerinin ölçülmesi. Kopya kalitesi ve miktarı pompa gücü, tarak düzgünlüğü ve kutuplaşma bağlıdır. Frekans tarak yeterince düz değilse, desen ve farklı kopyalar bozulmalar meydana gelir. Pompa gücü çok düşükse tarak her hat için güç azalacak beri, kopya daha az miktarda olacaktır. Düşük pompa güç durumunda SBS kazanç bant genişliği daha geniş olacak ve bu nedenle azami depolama süresi azalır. Pompa gücü çok düşükse Ayrıca, hiçbir SBS kazanç ve filtreleme yoktur. Görülebileceği gibi, Şekil 7 &#39;de en yüksek veri depolama süresi 60 NSEC olduğunu. Nedeniyle ekipman sınırlamaları nedeniyle, ölçüm sırasında, pompa gücü çok düşüktü. Bu nedenle Brillouin kazanç bant genişliği en aza indirgenmiş olamazdı ve maksimum saklama süresi 60 nsaniye sınırlıdır. <img alt = &quot;Şekil 6&quot; fo: src = &quot;/ files/ftp_upload/50468/50468fig6highres.jpg&quot; src = &quot;/ files/ftp_upload/50468/50468fig6.jpg&quot; /&gt;: İçerik-genişliği fo = &quot;5in&quot; Bir yoğunluk ile modüle edilmiş bir sinyal 17 Şekil 6:. Yarı ışık depolama. Şekil içinde, bit dizisi 10110101 olan bir yoğunluk modüle edilmiş sinyal için ölçüm sonuçları görülebilir. Yaşam kalitesindeki değişmeyle tarafından oluşturulan kopyalar sol (siyah) referans sinyaline ek olarak gösterilmiştir. Kullanılan frekans tarak AWG ve MZ ile oluşturuldu. MZ ait RF giriş gücü 20 dBm ve tarak için EDFA çıkış gücü 26 dBm oldu deney içinde önyargı gerilimi 3.76 V idi. Veri sinyali, hem de AWG ve başka bir modülatör ile oluşturulmuştur. Modülatörü veri RF giriş gücü 24 dBm ve önyargı gerilim 1.54 V veri sinyalinin optik güç 6 dBm oldu. Brillouin ortamı olarak 20 km AllWave fiber kullanılmıştır. QLS orijinal sinyalin farklı kopya üretir. Every kopya dikdörtgen bir sinyal tarafından tahrik edilen bir MZM ayrı ekstre edilmiştir. RF giriş gücü 4 dBm ve öngerilimi 2.57 V. veri sinyalinin ölçülmesi, hem de kopya optik bir girişi olan bir osiloskop ile yapılır oldu. Ekstre kopya xy veriler kaydedilir ve analiz edilmiştir. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig6highres.jpg" target="_blank">resmi büyütmek için buraya tıklayın.</a> <img alt="Şekil 7" fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/50468/50468fig7highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50468/50468fig7.jpg" /> Şekil 7. Faz modüle sinyalin 21 Kesimin ışık depolama. Sol tarafında siyah bir çizgi orijinal 11001101 veri desenini gösterir. Renkli çizgiler Yaşam kalitesindeki değişmeyle üzerinden üretilen farklı ayıklanmış kopyalarını göstermektedir. Kullanılan frekans tarak AWG ve MZ dışında bir basınç fonksiyonu ile oluşturulduM. MZM 20 dBm RF giriş gücü ve veri sinyali de AWG oluşturulur 3,76 V&#39;luk bir bias voltajı tahrik ve 19 dBm bir RF gücü ile tahrik edilen bir faz modülatörü ile optik alanı içine aktarılmıştır. Brillouin ortamı olarak 20 km AllWave fiber kullanılmıştır. Tarak için EDFA çıkış gücü 23 dBm oldu. Lifin önce veri sinyalinin optik gücü 10 dBm oldu. Yaşam kalitesindeki değişmeyle yoluyla üretilen bir kopya, MZ ve AWG dışında dikdörtgen bir sinyal ile ekstre edilmiştir. RF giriş gücü 4 dBm ve önyargı gerilim prosedür kısmında açıklandığı gibi sinyal, bir referans faz almak için yerel bir osilatör ile kombine osiloskop ile kopyayı tespit etmek için 3.5 V. oldu. Sinyal ölçülmeli ve kaydedilmelidir osiloskop ile ve Origin ile değerlendirildi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50468/50468fig7highres.jpg" target="_blank">resmi büyütmek için buraya tıklayın.</a>

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

Quasi-light Storage for Optical Data Packets

Makalede, keyfi bir modülasyon, dalga boyu ve veri hızı ile, optik veri paketleri depolamak için bir prosedür tarif eder. Bu paketler, modern telekomünikasyon temelidir.

Optik Veri paketler için yarı-ışık Depolama

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

Nanyang Technological University

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Electrical Engineering

Engineering

Unit 1

Linear Time- Invariant Systems

SCIENTISTS IN ACTION

10.7K Görüntüleme.  Hochschule für Telekommunikation, Leipzig.  Makalede, keyfi bir modülasyon, dalga boyu ve veri hızı ile, optik veri paketleri depolamak için bir prosedür tarif eder. Bu paketler, modern telekomünikasyon temelidir. 

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.

İnşaat ve Lityum İyon pillerin Coin Hücre Testi

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

Mühendislik

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.

Fiber Çizim Yöntemi Kullanma Fabricating meta malzeme

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.

Nanopartiküllerin Optik Yakalama

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.

Robo-AO Odak içine Görünür Evren Bringing

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.

Yüksek hassasiyetli İnterferometre için Yüksek mertebeden Laguerre-Gauss Optik Kirişlerin Üretimi

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.

Işık Enine Anderson lokalizasyonu Düzensiz Polimer Fiber Optik imalatı ve Karakterizasyonu

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.

Çok çekirdekli Fibers Bragg Izgaralar Yazma

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.

MEMS Muayene ve Karakterizasyonu için kompakt Lens az Dijital Holografik Mikroskop

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.

Veri Toplama Protokolü Gömülü Hassasiyet İşlevleri belirlenmesi için

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.