Anzeige

"These pulses repeat at very high rates, corresponding to hundreds of billions of pulses per second," said Andrew Weiner, the Scifres Family Distinguished Professor of Electrical and Computer Engineering.
The tiny "microring resonator" is about 80 micrometers, or the width of a human hair, and is fabricated from silicon nitride, which is compatible with silicon material widely used for electronics. Infrared light from a laser enters the chip through a single optical fiber and is directed by a structure called a waveguide into the microring.
The pulses have many segments corresponding to different frequencies, which are called "comb lines" because they resemble teeth on a comb when represented on a graph.
By precisely controlling the frequency combs, researchers hope to create advanced optical sensors that detect and measure hazardous materials or pollutants, ultrasensitive spectroscopy for laboratory research, and optics-based communications systems that transmit greater volumes of information with better quality while increasing bandwidth. The comb technology also has potential for a generation of high-bandwidth electrical signals with possible applications in wireless communications and radar.
The light originates from a continuous-wave laser, also called a single-frequency laser.
"This is a very common type of laser," Weiner said. "The intensity of this type of laser is constant, not pulsed. But in the microring the light is converted into a comb consisting of many frequencies with very nice equal spacing. The microring comb generator may serve as a competing technology to a special type of laser called a mode-locked laser, which generates many frequencies and short pulses. One advantage of the microrings is that they can be very small."
The laser light undergoes "nonlinear interaction" while inside the microring, generating a comb of new frequencies that is emitted out of the device through another optical fiber.
"The nonlinearity is critical to the generation of the comb," said doctoral student Fahmida Ferdous. "With the nonlinearity we obtain a comb of many frequencies, including the original one, and the rest are new ones generated in the microring."
Findings are detailed in a research paper appearing online this month in the journal Nature Photonics. The paper is scheduled for publication in the Dec. 11 issue.
Although other researchers previously have demonstrated the comb-generation technique, the team is the first to process the frequencies using "optical arbitrary waveform technology," pioneered by Purdue researchers led by Weiner. The researchers were able to control the amplitude and phase of each spectral line, learning that there are two types of combs - "highly coherent" and "partially coherent" - opening up new avenues to study the physics of the process.
"In future investigations, the ability to extract the phase of individual comb lines may furnish clues into the physics of the comb-generation process," Ferdous said. "Future work will include efforts to create devices that have the proper frequency for commercial applications."
The silicon-nitride device was fabricated by a team led by Houxun Miao, a researcher at NIST's Center for Nanoscale Science and Technology and the Maryland Nanocenter at the University of Maryland. Some of the work was performed at the Birck Nanotechnology Center in Purdue's Discovery Park, and experiments demonstrating short-pulse generation were performed in Purdue's School of Electrical and Computer Engineering.
The effort at Purdue is funded in part by the National Science Foundation and the Naval Postgraduate School.
Writer: Emil Venere, 765-494-4709, venere@purdue.edu
Sources: Andrew Weiner, 765-494-5574, amw@purdue.edu
Houxun Miao, 301-975-8499, hmiao@nist.gov
Note to Journalists: An electronic copy of the research paper is available by contacting Nature at press@nature.com
Emil Venere | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.purdue.edu
Weitere Berichte zu: communications systems > computer chip > information technology > laser light > microring resonator > nonlinear interaction > optical fiber > single optical fiber > ultrasensitive spectroscopy > wireless communication
Trennung von Blutzellen im Mikrofluss
24.05.2012 | Universität Augsburg
Nomads of the Galaxy
24.05.2012 | Kavli Foundation
Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer und bestimmte Krebsformen gehen auf eine fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen im Körper zurück.
Wissenschaftlern des Instituts für Photonische Technologien (IPHT) in Jena ist es erstmals gelungen, Proteinstrukturen auf sub-molekularer Ebene nachzuweisen und spektroskopisch zu analysieren. Ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Krankheitsursachen.
„Bis heute hat man nicht genau verstanden, was die fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen, zum Beispiel im Zusammenhang mit Alzheimer, ...
Die Quantenphysik beschreibt physikalische Vorgänge in Festkörpern und anderen Vielteilchensystemen auch mit Hilfe von Quasiteilchen.
Innsbrucker Physikern um Rudolf Grimm ist es nun erstmals gelungen, ein neues Quasiteilchen - ein repulsives Polaron - in einem Quantengas experimentell zu erzeugen. Die Forscher berichten darüber in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift Nature.
Ultrakalte Quantengase sind ein ideales Experimentierfeld, um physikalische Phänomene in Festkörpern zu simulieren. Unter streng kontrollierten Bedingungen ...
Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.
Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.
Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...
Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen
Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.
Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...
Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.
Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.
Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...
Anzeige
Anzeige

Energieversorger vor dem Umbruch
24.05.2012 | Studien Analysen
Stem-cell-growing surface enables bone repair
24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie
Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit
24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie
NieKE Themenforum: Ökonomie - Tierschutz - Lebensmittelsicherheit
24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Nachhaltigkeit in der Schifffahrt: Werte vs. Wertschöpfung
24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten
Wissenschaft und Öffentlichkeit
24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten