斑点是与多空间模式光学元件相关的普遍现象,如果检测器的光响应依赖于极化,则可能会降低检测效率并诱导模态噪声。到目前为止,它们限制了与多模光纤维(MMF)相连的超导纳米线单光子检测器(SNSPDS)的性能。为了解决此问题,在这里,表明将SNSPD构成了分形几何形状对斑点不敏感,并且会产生最小的模态噪声,否则这些噪声依赖于极化依赖性的局部设备的效率和螺旋snspds会引起。使用分形SNSPDS的这种有利特性,当我们将分形SNSPD与50-microter-core-core-core-core-core-core-core-core-core-core-sep-index mmf相提并论时,证明了78±2%的系统检测效率和42-ps的正时抖动。这项工作不仅展示了可以在许多应用中使用的MMF耦合SNSPD的高系统检测效率的方案,而且还提供了有关光电探测器的工程纳米结构如何在从多种空间模式中检测光的光模态噪声的洞察力。
摘要:深层脑显微镜受成像探头尺寸的严重限制,无论是在可实现的分辨率方面,还是在手术可能造成的创伤方面。在这里,我们展示了一段超薄多模光纤(套管)可以取代大脑内部笨重的显微镜物镜。通过创建一个自洽的深度神经网络,该神经网络经过训练可以从套管传输的原始信号中重建以人为中心的图像,我们展示了单细胞分辨率(< 10 µ m)、深度切片分辨率 40 µ m 和视野 200 µ m,所有这些都使用绿色荧光蛋白标记的神经元在距离大脑表面 1.4 毫米的深度处进行成像。由于在体内很难获得这些深度的真实图像,我们提出了一种新颖的集成方法,该方法对来自不同深度神经网络架构的重建图像进行平均。最后,我们展示了移动的 GCaMp 标记的 C . elegans 蠕虫的动态成像。我们的方法大大简化了深部脑显微镜检查。
摘要——采用 CMOS 工艺实现的硅光子学已经改变了计算、通信、传感和成像领域。尽管硅是一种间接带隙材料,阻碍了高效发光,但在高压反向击穿雪崩模式下工作时在发射宽带可见光的硅 pn 结领域已经进行了大量研究。在这里,我们展示了在开放式代工厂微电子 CMOS 工艺 55BCDLite 中实现的正向偏置硅微发光二极管 (micro-LED) 的高亮度近红外 (NIR) 光发射,无需任何修改。在室温连续波操作下,对于直径为 4 µ m 的器件,在低于 2.5 V 的电压下,在中心波长为 1020 nm 处实现了超过 40 mW/cm 2 的外部发光强度。这是通过采用具有保护环设计的深垂直结来实现的,以确保载流子传输远离器件表面和非辐射复合通常占主导地位的材料界面。在这里,我们还展示了仅使用标准多模光纤和单片集成 CMOS 微型 LED 和探测器的完整芯片到芯片通信链路。
第 2 章。光纤。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。15 2.1 光的本质。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。15 2.1.1 作为电磁波的光。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 2.1.2 极化。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19 2.1.3 干扰。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。20 2.2 在光纤上传输光。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。.25 2.2.1 玻璃特性 .......................29 2.2.2 传输容量 .........................33 2.2.3 操作原理 ...........................33 2.2.4 光纤折射率分布 ........................36 2.3 光在多模光纤中的传播 .........。。。。。。。。。。。。39 2.3.1 斯涅尔定律。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。40 2.3.2 临界角 ............。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。41 2.3.3 数值孔径 (NA)。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。42 2.3.4 传播模式。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。44 2.3.5 模式耦合。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。50 2.3.6 模态噪声。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。51 2.3.7 命名模式。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。55 2.4 单模传播。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。56 2.4.1 单模特性 ...... div>............。 。 。 。 。 。 。 . 57 2.4.2 单模光纤中的色散 . . . . . . . . . . div> . . . . . . . . . . . 。 59 2.4.3 模式划分噪声。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 . . . . . . div> 67 2.4.4 反射和回波损耗变化 . . . . . .。。。。。。。.57 2.4.2 单模光纤中的色散 .......... div>...........。59 2.4.3 模式划分噪声。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。...... div>67 2.4.4 反射和回波损耗变化 ............< div> 。。。。。。..67 2.4.5 非线性高功率效应 ..。。。。。。。。 < /div>.............69 2.5 塑料光纤 (POF) ... div>............。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 74 2.5.1 POF 研究。 。 。 。 。 。。。。。。。。。。。。。。74 2.5.1 POF 研究。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。.76 2.6 硬质聚合物(塑料)包层(二氧化硅)光纤 (HPCF) .........< div> 。。。。。。76
摘要 — 空分复用是一种广泛使用的技术,可提高无线和光通信系统中的数据传输能力。然而,紧密排列的空间信道会引起严重的串扰。高数据速率和大通道数对使用传统数字信号处理算法和电子电路解决串扰提出了严格的限制。为了解决这些问题,本文提出了一种将高速硅光子器件与新型盲源分离 (BSS) 算法相结合的硅光子系统。我们首先演示了如何使用光子 BSS 消除用于数据中心内通信的短距离多模光纤互连中的模态串扰。所提出的光子 BSS 系统继承了光子矩阵处理器的优势和 BSS 的“盲性”,从而实现了卓越的能源和成本效率以及更低的延迟,同时允许使用亚奈奎斯特采样率和在自由运行模式下恢复信号,并在信号格式和数据速率方面提供无与伦比的灵活性。最近,人们已经证明了使用光子处理器进行模式串扰均衡的可行性,并借助训练序列。相比之下,我们的方法光子 BSS 可以解决更困难的问题,即使接收器对任何数据速率和调制格式透明,并且适用于速度慢且经济高效的电子设备。在
摘要 - 使用多模纤维用于越来越多的应用,例如光电信,内窥镜成像或激光束成型,这是一个上升趋势,这些应用需要了解纤维特性。在本文中,我们提出了一种新方法,用于从一组没有干涉测量的斑点输出模式中学习多模光纤的复杂传输矩阵。在第一步中,我们的方法找到了一个模型,可以预测多模纤维远端相干光束的强度模式。在第二步中,通过在远场中使用一些额外的强度图像来改进该模型,从而预测了实际的3D复合场,而无需使用参考光束,就可以预测离开多模纤维。我们的两步方法通过标准的50µm核直径踏板纤维在数值和实验上进行了验证,该纤维在1064nm时指导高达140 LP模式。在实验上,使用验证集,我们在近场和远场的纤维输出处获得了预测和真实斑点图像之间的相似性和98.5%的相似性,证明了检索到的复杂传输矩阵的准确性。最后,我们成功地在两个平面中同时证明了图像的投影,以证明复杂场塑造的证明。索引术语 - 机器学习,多模纤维,复杂传输矩阵,无参考方法,可变形镜
获取光/光子携带的信息对于信息科学的基础研究以及量子和经典层面的许多光应用都至关重要。在本次演讲中,我将首先介绍一系列直接断层扫描协议,这些协议可以表征各种类型的结构光或高维光子状态。首先,我们展示了一些用于 OAM 状态、拉盖尔-高斯模式和厄米-高斯模式的高性能模式分类器。然后,我们介绍一些无扫描直接断层扫描协议,这些协议可以测量高维空间模式、空间矢量模式和部分相干模式(混合状态)。这些直接断层扫描方法将读数直接与描述要测量的量子系统的复值状态向量或其他量相关联,因此可以显著降低高维状态断层扫描程序的复杂性。此外,我们表明可以设计断层扫描协议,以便可以在单个实验装置中获取描述光子状态所需的所有信息,而无需任何扫描。这对于量子和经典光子状态的实时计量尤其有趣。在工作的第二部分,我将介绍一些关于湍流环境中稳健的高信息容量光通信协议的最新工作。我将展示一种基于湍流弹性矢量光束的通信方案以及一种基于相位共轭的方案,以通过 340m 自由空间链路实现使用 OAM 模式的低串扰通信。最后,我还将介绍一种矢量相位共轭方案,该方案可通过 1 公里的多模光纤实现 210 空间模式通信。这些实现可以导致在现实环境中实际开展高维光通信。
• 任何建筑物的通信室数量和位置将由结构化布线方案的要求决定。Cat 6A 规范规定固定布线的最大长度为 90 米。• 为了限制多层建筑中的电缆长度,通信室应位于立管附近。• 通信室之间的连接以及从通信室到网络主干的连接必须通过光纤进行。应使用带有 LC-LC 双工连接器的 OS2 单模和 OM3 多模光纤。• 数据需求有限的小型外部建筑可以通过位于合适位置的专用机柜而不是单独的通信室提供服务,但须经 IT 服务部门书面同意。• CR 的设计寿命可达 25 年或更长,典型的活跃设备寿命为 8 - 10 年。应考虑扩展和重新装备。• 房间设计必须考虑工作人员和设备的物理访问、照明、温度和湿度、隔音、地板负荷和物理安全。 • 在工作开始前和修订时,必须将图纸和规格提交给 IT 服务项目经理征求意见。所有图纸等必须具有唯一标识,并标明日期和版本号。 • 所有 CR 都应可直接进入,无需通过有人居住的房间。通常,这将在公共走廊外。允许外部进入,前提是安全摄像头监控入口,并且门是重型安全门。 • 每个主 CR 应由两条物理上独立且不同的光纤电缆路线提供服务。必须在设计阶段与 IT 服务项目经理商定路线。 • 渗水是通信设施的已知风险。除为空间提供必要服务的管道系统(例如喷水灭火系统和冷却系统)外,供水和排水等管道系统不应穿过空间。 • 所有 CR 都不应位于厕所、厨房或任何其他有自来水供应的空间下方。 • BMS 服务(例如 BMS、照明、灯饰和消防面板)可能在 CR 内共享。然而,这些设备仍然与任何 IT 服务网络设备和机架分开。