Validation and test-retest reliability of the Royal Free Interview for Spiritual and Religious Beliefs when adapted to a Greek population

BACKGROUND: The self-report version of the Royal Free Interview for Religious and Spiritual Beliefs has been confirmed as a valid and reliable scale, assessing the manner and nature in which spiritual beliefs are expressed. The aim of the present study was to evaluate the test-retest reliability and psychometric properties of the Greek version of the Royal Free Interview for Religious and Spiritual Beliefs. METHODS: A total of 209 persons (77 men and 132 women) with a mean age of 28.33 ± 9.44 years participated in the study (test group). We subsequently approached 139 participants of the test group with a mean age of 28.93 ± 9.60 years, who were asked to complete the Royal Free Questionnaire a second time two weeks later (retest group). RESULTS: The vast majority of participants (58.9%) reported both a religious and a spiritual belief, compared to 52 (25.1%) who told of a religious belief only. The internal consistency of the spiritual scale for the test group proved to be good, as standardized inter-item reliability / Cronbach's alpha was 0.83. Item-total correlations ranged from 0.51 to 0.73. They indicated very good levels of differentiation, thus showing that the questions were appropriate. Internal consistency of the spiritual scale for the retest group proved as good as for the test group. Standardized inter-item reliability / Cronbach's alpha was 0.84. Item-total correlations ranged from 0.52 to 0.75. The Pearson correlation coefficient for the total test-retest score of the spiritual scale was 0.754 (p < 0.001). CONCLUSION: The Greek version of the Royal Free Interview for Religious and Spiritual Beliefs is reliable and thus suitable for use in Greece

Design of logic gates with quantum-dot semiconductor optical amplifiers

All-optical logic gates are key building units for the evolution of photonic networks in which information is handled exclusively in the optical domain. This all-optical approach to perform switching for the purposes of logic and computing has gained intense research interest by the scientific community owing to the significant benefits that it offers over its electronic counterpart, such as the exceptional ultrafast response to information data and the accompanying convenience in keeping pace with the tremendous increase in the capacity of optical systems, the capability to form logical architectures of advanced level, the full transparency to data rate, the realistic power consumption, the reduced latency, the compact size and the affordable cost. Driven by the need for further improvements and innovation in order to overcome the limitations imposed by the employment of electronic components and the associated electronic bottleneck, this doctoral dissertation proposes to implement logic gates in an all-optical manner by exploiting quantum-dot semiconductor optical amplifiers (QD-SOAs) in an interferometric configuration. QD-SOAs with their unique optical properties and exceptional ultrafast response are promising candidates for ultrafast all-optical signal processing applications. Hence, their employment in schemes destined for executing Boolean logic exclusively by means of light is expected to be beneficial for developing all-optical networks without problematic optoelectronic conversions. In this context, the feasibility of implementing ultrafast all-optical logic gates using a single properly configured and driven Mach–Zehnder interferometer (MZI) with QD-SOAs has been thoroughly investigated. For this purpose a suitable model that describes the behavior of the QD-SOA-based MZI has been applied. In the first stage this model takes into account the propagation of a strong optical signal along the QD-SOA through a photon rate equation, as well as the concomitant change of the QD-SOA gain dynamics described by the 3-level rate equations for the electron transitions between the three considered energy states of the QD-SOA conduction band. This system of four coupled partial differential equations, of which one is space dependent while the rest are time dependent, was numerically solved in a step-wise manner using the 4th order Runge- Kutta method. In the second stage the outcome of the aforementioned procedure was linked to the MZI model in order to find the power emerging at the MZI output. The appropriate algorithm that describes this modeling was implemented in Matlab. The execution of various basic Boolean operations has been accomplished both with logical correctness and high quality, a task that has not been realized before in a systematic manner to such an extent. This was done for QD-SOAs operating in the 1550 nm wavelength window and for 160 Gb/s return-to-zero data in the case of the gates NOT, NOR, NAND and XNOR, whereas the target data rate for the AND operation was 320 Gb/s. The followed approach involved studying the behavior of each gate in response to changes of critical parameters, interpreting the obtained results, deducing proper design rules so that the specified performance criteria are satisfied and finally demonstrating the correct operation of the examined gate. Using the same methodology, the research was expanded from the examination of individual logic gates to the investigation of the design of reconfigurable ultrafast all-optical NOR and NAND gates, as well as of a 4-bit parity generator and checker that exploits an architecture where four XOR gates are concatenated in a modular manner.Τhe information acquired by the conducted research work could help towards the comprehensive and computationally balanced modeling of the QD-SOA subject to ultrafast data, the careful simulation, thorough analysis and efficient design of the QD-SOA-MZI-based all-optical logic gates, as well as the systematic specification of their necessary operating conditions that ensure faster and improved switching capabilities. At the same time, the progress achieved in the context of this study could contribute to the implementation of larger scale arrays of switches and architectures of multiple logical stages, and facilitate the capacity upgrade that is spurred by the unceasing bandwidth demand in modern communications networks so as to enhance the range and quality of the services they offer.Οι αμιγώς οπτικές λογικές πύλες είναι βασικές δομικές μονάδες για την εξέλιξη των φωτονικών δικτύων, τα οποία χειρίζονται την πληροφορία αποκλειστικά στο οπτικό επίπεδο. Αυτή η αμιγώς οπτική προσέγγιση για την εκτέλεση μεταγωγής για σκοπούς λογικής και υπολογιστικής έχει προσελκύσει έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον από την επιστημονική κοινότητα χάρη στα σημαντικά οφέλη που διαθέτει έναντι της ηλεκτρονικής εναλλακτικήςτης, όπως η εξαιρετικά γρήγορη απόκριση σε δεδομένα πληροφορίας και η επακόλουθη ευχέρεια προσαρμογής στην τεράστια αύξηση της χωρητικότητας των οπτικών συστημάτων, η δυνατότητα κατασκευής σύνθετων αρχιτεκτονικών, η πλήρης διαφάνεια στον ρυθμό μετάδοσης δεδομένων, η ρεαλιστική κατανάλωση ενέργειας, η μειωμένη καθυστέρηση, το συμπαγές μέγεθος και το διαχειρίσιμο κόστος. Με κίνητρο την ανάγκη για περαιτέρω βελτιώσεις και καινοτομία προκειμένου να ξεπεραστούν οι περιορισμοί που θέτει η χρήση ηλεκτρονικών στοιχείων και να αντιμετωπιστεί η επακόλουθη ηλεκτρονική συμφόρηση, η παρούσα διδακτορική διατριβή προτείνει την υλοποίηση λογικών πυλών με αμιγώς οπτικό τρόπο αξιοποιώντας οπτικούς ενισχυτές κβαντικών κουκκίδων (quantum-dot semiconductor optical amplifiers, QD-SOA) σε μια συμβολομετρική διάταξη. Οι QD-SOA με τις ξεχωριστές τους οπτικές ιδιότητες και την εξαιρετικά γρήγορη απόκρισή τους είναι υποσχόμενοι υποψήφιοι για εφαρμογές αμιγώς οπτικής επεξεργασίας σήματος. Ως εκ τούτου, η αξιοποίησή τους σε συστήματα που προορίζονται για την εκτέλεση λογικών πράξεων αποκλειστικά με τη χρήση φωτός αναμένεται να είναι ιδιαίτερα επωφελής για την ανάπτυξη αμιγώς οπτικών δικτύων χωρίς προβληματικές οπτοηλεκτρονικές μετατροπές. Σε αυτό το πλαίσιο, μελετήθηκε διεξοδικά η δυνατότητα υλοποίησης αμιγώς οπτικών λογικών πυλών υψηλής ταχύτητας χρησιμοποιώντας ένα κατάλληλα διαρθρωμένο και οδηγούμενο συμβολόμετρο Mach-Zehnder (Mach-Zehnder interferometer, MZI) που ενσωματώνει QD-SOA. Για αυτόν τον στόχο, εφαρμόστηκε ένα κατάλληλο μοντέλο που περιγράφει τη συμπεριφορά του MZI με QD-SOA. Σε πρώτο στάδιο, αυτό το μοντέλο λαμβάνει υπόψη τη διάδοση ενός ισχυρού οπτικού σήματος κατά μήκος του QD-SOA μέσω μιας εξίσωσης ρυθμού μεταβολής της φωτονικής του πυκνότητας, καθώς και την ταυτόχρονη αλλαγή των δυναμικών χαρακτηριστικών κέρδους του QD-SOA, τα οποία περιγράφονται από τρεις εξισώσεις ρυθμού μεταβολής για τις ηλεκτρονικές μεταβάσεις μεταξύ των τριών ενεργειακών καταστάσεων της ζώνης αγωγιμότητας του QD-SOA. Αυτό το σύστημα των τεσσάρων συζευγμένων διαφορικών εξισώσεων με μερικές παραγώγους, από τις οποίες η μία έχει εξάρτηση στον χώρο ενώ οι υπόλοιπες στον χρόνο, λύθηκε αριθμητικά βήμα-βήμα με τη μέθοδο Runge-Kutta 4ης τάξης. Σε δεύτερο στάδιο, το αποτέλεσμα της παραπάνω διαδικασίας συνδυάστηκε με το μοντέλο του MZI, ώστε να βρεθεί η ισχύς στην έξοδο αυτής της συμβολομετρικής διάταξης. Ο κατάλληλος αλγόριθμος για την περιγραφή αυτής της μοντελοποίησης αναπτύχθηκε στο υπολογιστικό περιβάλλον του Matlab. Η εκτέλεση διάφορων βασικών λογικών πράξεων επιτεύχθηκε τόσο με λογική ορθότητα όσο και με υψηλή ποιότητα, ένα εγχείρημα που δεν έχει πραγματοποιηθεί ξανά με συστηματικό τρόπο σε τέτοια έκταση. Αυτό έγινε για λειτουργία στο παράθυρο μετάδοσης της πληροφορίας των 1550 nm και για δεδομένα επιστροφής στο μηδέν με ρυθμό μετάδοσης 160 Gb/s όσον αφορά τις πύλες ΝΟΤ, ΝΟR, NAND και XNOR, ενώ o ρυθμόςμετάδοσης δεδομένων στην περίπτωση της πύλης AND ήταν 320 Gb/s. Η γενική προσέγγιση που ακολουθήθηκε περιέλαβε τη μελέτη της συμπεριφοράς της εκάστοτε πύλης στη μεταβολή κρίσιμων παραμέτρων, την ερμηνεία των ληφθέντων αποτελεσμάτων, την εξαγωγή κατάλληλων σχεδιαστικών κανόνων ώστε τα εξεταζόμενα μετρικά να είναι αποδεκτά, και τέλος την παρουσίαση της ορθής λειτουργίας της εξεταζόμενης πύλης. Με την ίδια μεθοδολογία, η έρευνα επεκτάθηκε από τη μελέτη λογικών πυλών ως διακριτές οντότητες στη διερεύνηση του ταυτόχρονου σχεδιασμού των πυλών NOR και NAND με ικανότητα αναδιάρθρωσης, καθώς και στην εξέταση της ικανότητας σύνδεσης τεσσάρων πυλών XOR με σπονδυλωτό τρόπο για τη δημιουργία ενός πιο σύνθετου κυκλώματος, το οποίο παράγει και ελέγχει ισοτιμία.Τα αποτελέσματα της εκπονηθείσας διατριβής θα μπορούσαν να συμβάλλουν στη μοντελοποίηση της απόκρισης του QD-SOA σε δεδομένα εξαιρετικά υψηλού ρυθμού μετάδοσης με τρόπο περιεκτικό και υπολογιστικά ισορροπημένο, στην προσεγμένη προσομοίωση, ενδελεχή ανάλυση και αποτελεσματική σχεδίαση των αμιγώς οπτικών λογικών πυλών που αξιοποιούν το ΜΖΙ με QD-SOA, καθώς και στον συστηματικό προσδιορισμό των απαραίτητων συνθηκών λειτουργίας τους για την επίτευξη πιο γρήγορης και καλύτερης μεταγωγής της πληροφορίας. Παράλληλα, η πρόοδος που συντελέστηκε από τη διεξαγωγή αυτής της έρευνας θα μπορούσε να προσφέρει σημαντικά οφέλη στην υλοποίηση μεγαλύτερης κλίμακας συστοιχιών διακοπτών και αρχιτεκτονικών διασύνδεσης πολλαπλών λογικών βαθμίδων, ενώ θα μπορούσε να συνδράμει στη διευκόλυνση της αναβάθμισης της χωρητικότητας των δικτύων επικοινωνιών που καθίσταται αναγκαία από την ασταμάτητη ζήτηση σε εύρος ζώνης με στόχο την παροχή περισσότερων και καλύτερων υπηρεσιών

Clonality study in chronic lymphocytic leukemia and association with clinical and biological data

The monoclonal lg expressed from B CLL was originally considered identical in all leukemic cells. Recently, it has been demonstrated that a considerable subset of CLL patients (>50%) displays intraclonal diversification in their monoclonal Ig sequence, suggesting that the mechanism of ongoing somatic mutations is retained in a proportion of B CLL cells. The reasons leading to intraclonal diversification remain obscure. The complexity of studying this phenomenon relies on the enclaved risk of misinterpreting superimposed mutations originating from experimental artifacts. Moreover, the frequency and developmental pattern of intraclonal diversification in disease compartments other than blood (marrow and lymph nodes) are unknown. In order to clarify these issues, a total of 648 clones from 9 B CLL patients were analyzed. DNA was extracted from blood only in 3 of the patients (1st group: pt. 1-3) and from blood, marrow, lymph nodes and spleen in 6 patients (2nd group: pt. 4-9). Samples from various disease compartments were obtained from the patients at the same time in order to avoid any time related changes among leukemic clones. PCR was performed with leader/FR1 VH family specific primers and a consensus JH primer. Forty cycles of amplification with Taq platinum polymerase were used and monoclonal PCR products were ligated to TOPO TA vector. 13 to 60 insert containing clones were sequenced from both orientations. Polymerase mediated error was calculated by amplification for 40 cycles of a plasmid containing a PCR Ig insert, followed by cloning of the amplified PCR product and sequencing of 26 clones from both orientations. Polymerase mediated base error was calculated at 4.4x10⁻⁴ after 40 cycles of amplification. Experiments were repeated twice from the same DNA, to compare the sequences obtained from the 1st and 2nd experiment and set the standards for assigning true diversification. Base differences that were found to be represented in two or more clones out of 20 clones in a patient were found again when the experiment was repeated. Therefore these base differences were assigned as true intraclonal diversification. This was observed in 6 out of 9 patients (66.6%) (pt. 1, 3, 4, 5, 7, 8). Patient 3 was mutated while pt. 4, 5, 6, 7, 8 and 9 were unmutated in their Ig sequences. Only pt. 2 had two different clones, one mutated and one unmutated. Patients 4, 5, 7 and 8, displayed intraclonal diversification in some or in all disease compartments. Base point mutations in all analyzed clones that were unique in only one of the clones examined were observed at the polymerase mediated error rate. Unique base substitutions observed in an experiment were not identified again in a second independed experiment with the same DNA as template and therefore they were assigned as polymerase errors. Pt. 4 had ID only in blood, in 6/29 seq. (20.68%). Two sequences (seq.) out of these six seq. had an additional mutation and therefore represented evolutionary clones. The 22 marrow seq. and the 26 spleen seq. did not reveal diversifying mutations. Patient 5 displayed ID only in blood (2/26, 7.69%) but not in marrow (27 sequences). Patient 7 had ID only in marrow (2/49, 4.08%) and not in blood (67 sequences) or lymph node (49 sequences). Patient 8 had diversified clones in blood, marrow and lymph node, with a distinct pattern between the various compartments: in blood (57 clones) 5 different patterns of diversification were observed (56 out of 57 98.24%). Marrow sequences were all diversified and exhibited 6 patterns of diversification. Among them, there were the 5 blood patterns as well as an additional new one. In the lymph node clones, the marrow diversification motif was retained but one of the six patterns it was different than marrow. In all analyzed sequences (blood, marrow, lymph node) evolving clones could be identified. The diversified bases displayed a 2.875:1 R/S ratio while the pattern of mutations favored transitions over transvertions (3.42:1). Among the 31 diversified bases, 9 belonged to hot spot motifs (29.03%). The mutational processes targeted FRs rather than CDRs (mostly the FR1 regions FR1: FR3, 2.1:1). In conclusion, intraclonal diversification in one or more bases in a given Ig sequence must be considered true if identical base substitutions are observed in two or more clones in a patient (provided at least 15 clones are sequenced). Although the mechanisms of diversification remain largely unknown, it seems that patterns and frequency are not identical in B CLL cells from different diseases compartments (blood/marrow/lymph nodes/spleen). These differences may emerge from CLL cell/tissue interactions. Absence of Ig diversification in blood derived CLL cells does not rule out diversification presence in marrow or lymph node derived B CLL cells. Preference of FRs v CDRs substitutions implies that diversification process is not antigen driven. The presence of a functional mechanism of ongoing somatic mutations in leukemic clones and the ability of diversification to target with altered frequency/patterns various disease compartments implies a role of tissue millieu in CLL clone evolution.Μέχρι πρότεινος η άποψη που επικρατούσε ήταν ότι η μονοκλωνική ανοσοσφαιρίνη που εκφράζουν τα κύτταρα της Β χρονίας λεμφογενούς λευχαιμίας (ΧΑΛ) είναι πανομοιότυπη σε όλα τα κύτταρα του κλώνου. Πρόσφατα αποδείχθηκε ότι >50% των ασθενών με Β ΧΛΛ εμφανίζουν διαφοροποίηση στην αλληλουχία της μονοκλωνικής lg ανοσοσφαιρίνης τους, γεγονός που υποδηλώνει ότι ο μηχανισμός των συνεχιζόμενων σωματικών μεταλλάξεων διατηρείται ενεργός σε κάποια ΧΛΛ λεμφοκύτταρα. Η μελέτη αυτού του φαινομένου εσωκλείει κίνδυνο πειραματικών artifacts. Επίσης άγνωστα παραμένουν η συχνότητα εμφάνισης της ΕΔ και ο τρόπος ανάπτυξής της, πλην του αίματος, στον μυελό και τους λεμφαδένες. Προκειμένου να απαντηθούν κάποια από αυτά τα ερωτήματα, αναλύθηκαν συνολικά 648 αλληλουχίες ανοσοσφαιρίνης από 9 ασθενείς με ΧΛΛ. Έγινε απομόνωση γενωμικού DNA από το αίμα 3 ασθενών (1η ομάδα: ασθ. 1-3) και από το αίμα, τον μυελό, τους λεμφαδένες και τον σπλήνα από 6 ασθενείς (2η ομάδα: ασθ. 4-9). Τα δείγματα αίματος, μυελού, λεμφαδένων και σπληνός της 2ης ομάδας ελήφθησαν από τους ασθενείς την ίδια χρονική στιγμή με σκοπό αποφυγή τυχόν επιπρόσθετων μεταλλάξεων με την πάροδο του χρόνου. Έγινε PCR για 40 κύκλους με Taq platinum πολυμεράση και εκκινητές leader ή FR1 για τις 6 οικογένειες των ανοσοσφαιρινών (VH1-6) και έναν κοινό JH εκκινητή. Ακολούθησε σύζευξη των μονοκλωνικών PCR προϊόντων στον ΤΑ βέκτορα και 13-60 κλώνοι αναλύθηκαν ως προς την αλληλουχία των βάσεων τους και προς τις δύο κατευθύνσεις. Το ποσοστό λάθους της πολυμεράσης υπολογίστηκε σε 4.4x10⁻⁴ μετά από 40 κύκλους. Οι μεταλλάξεις των βάσεων που παρατηρήθηκαν σε δύο ή περισσότερες αλληλουχίες 20 κλώνων, επιβεβαιώθηκαν όταν το πείραμα επαναλήφθηκε από την αρχή και επομένως καθορίστηκε ότι αντιπροσωπεύουν αληθή ενδοκλωνική διαφοροποίηση. Με βάση τον ορισμό αυτό, ενδοκλωνική διαφοροποίηση παρατηρήθηκε σε 6 από τους 9 ασθενείς (66.6%) (ασθ. 1, 3, 4, 5, 7, 8,). Ο ασθ. 3 εμφάνιζε σωματικές υπερμεταλλάξεις (ΣΥ) στα γονίδια της βαρειάς αλυσίδας της ανοσοσφαιρίνης, ο ασθ.2 είχε δύο διαφορετικούς κλώνους (έναν με ΣΥ και έναν χωρίς) ενώ οι υπόλοιποι (ασθ. 1, 4, 5, 6, 7, 8, 9) ήταν αμετάλλακτοι. Οι ασθ. 4, 5, 7 και 8 της 2ης ομάδας εμφάνισαν ενδοκλωνική διαφοροποίηση σε κάποιο ή όλα τα διαμερίσματα νόσου (αίμα/λεμφαδένα/μυελό/σπλήνα) που αναλύθηκαν. Το ποσοστό των σημειακών μεταλλάξεων βάσεων που παρατηρήθηκαν σε έναν μόνο κλώνο βρέθηκε κοντά στο ποσοστό του λάθους της πολυμεράσης και δεν επιβεβαιώθηκαν σε δεύτερο ανεξάρτητο πείραμα. Ο ασθ. 4 εμφάνιζε ΕΔ μόνο στο αίμα σε 6 από 29 αλληλουχίες (20.68%), δύο από τις οποίες μάλιστα έχοντας και δεύτερη μετάλλαξη διαφοροποίησης, αποτελούσαν εξελικτικούς κλώνους. Οι 22 αναλυθείσες αλληλουχίες του μυελού και οι αντίστοιχες 26 του σπλήνα στον ασθενή αυτό δεν ανέδειξαν ΕΔ. Στον ασθ. 5, ΕΔ υπήρχε μόνο στους κλώνους του αίματος (2/26, 7.69%) αλλά όχι στους 27 κλώνους του μυελού. Στον ασθ. 7 ΕΔ υπήρχε μόνο στον μυελό (2/49, 4.08%) και όχι στους 67 αναλυθέντες κλώνους του αίματος και τους αντίστοιχους 49 του λεμφαδένος. Ο ασθ. 8 εμφάνιζε ΕΔ στο αίμα, τον μυελό και τον λεμφαδένα αλλά με διακριτό πρότυπο ανάπτυξης: στο αίμα παρατηρήθηκαν 5 διαφορετικοί τύποι διαφοροποίησης σε 56 από 57 κλώνους (98.24%). Στον μυελό, και οι 64 αλληλουχίες είχαν ΕΔ με πρότυπο ανάπτυξης που ακολουθούσε αυτό του αίματος αλλά εμφάνιζε έναν επιπλέον νέο τύπο διαφοροποίησης. Στο δείγμα του λεμφαδένα διατηρήθηκε το βασικό πρότυπο διαφοροποίησης του μυελού αλλά με μία νέα θέση ΕΔ. Και στα τρία δείγματα (αίμα, μυελό, λεμφαδένα) ήταν δυνατή η αναγνώριση εξελικτικών κλώνων. Στις μεταλλάξεις ΕΔ, η αναλογία μεταλλάξεων μετάβασης : μεταστροφής ήταν 24:7 (3.42:1) και η αναλογία μεταλλάξεων αντικατάστασης προς σιωπηλών ήταν 23:8 (2.875:1). Από τις 31 συνολικά θέσεις ΕΔ, οι 9 (29.03%) συνιστούσαν μοτίβα θερμού σημείου σωματικών μεταλλάξεων. Όλες οι μεταλλάξεις ΕΔ στόχευαν τα FR τμήματα της βαρειάς αλυσίδας της ανοσοσφαιρίνης με το μεγαλύτερο ποσοστό τους στις FR1 περιοχές (FR1: FR3, 2.1:1). Συμπερασματικά, ΕΔ υφίσταται μόνο εάν πανομοιότυπες αντικαταστάσεις βάσεων παρατηρούνται σε δύο τουλάχιστον κλώνους. Ο τύπος και η συχνότητα διαφοροποίησης είναι δυνατό να διαφέρουν μεταξύ των ΧΑΛ κυττάρων του αίματος, του μυελού και του λεμφαδένος ενός ασθενούς. Ο τύπος των μεταλλάξεων και η προτίμηση των FR παρά των CDR περιοχών της ανοσοσφαιρίνης υποδηλώνουν απουσία αντιγονικής διέγερσης. Η διατήρηση ενεργού μηχανισμού σωματικών μεταλλάξεων στα ΧΑΛ λεμφοκύτταρα και η δυνατότητα ανάπτυξης ΕΔ με διαφορετική συχνότητα και ανομοιογενή τύπο μεταξύ αίματος, μυελού και λεμφαδένων, υποδηλώνουν σημαντική επίδραση του μικροπεριβάλλοντος στην εξέλιξη του νεοπλασματικού κλώνου

Frequency-multiplexed Photonic Reservoir Computing

We present a coherent wavelength division multiplexed reservoir computer based on intra-cavity phase modulation. We report preliminary results on a signal classification task using a small number (7) of frequency sidebands.info:eu-repo/semantics/publishe

Modeling of a 10-km optical link exploiting power-over-fiber for cabled submarine observatories

International audienc

Modélisation spectrale de la propagation optique forte puissance sur une liaison dédiée à l'opto-alimentation de capteurs marins

International audienc

Photonic reservoir computer based on frequency multiplexing

Reservoir computing is a brain-inspired approach for information processing, well suited to analog implementations. We report a photonic implementation of a reservoir computer that exploits frequency domain multiplexing to encode neuron states. The system processes 25 comb lines simultaneously (i.e. 25 neurons), at a rate of 20 MHz. We illustrate performances on two standard benchmark tasks: channel equalization and time series forecasting. We also demonstrate that frequency multiplexing allows output weights to be implemented in the optical domain, through optical attenuation. We discuss the perspectives for high-speed, high-performance, low-footprint implementations.info:eu-repo/semantics/publishe

Towards integrated parallel photonic reservoir computing based on frequency multiplexing

Photonic reservoir computing uses recent advances in machine learning, and in particular the reservoir computing algorithm, to carry out complex computations optically. Experimental demonstrations with performance comparable to state of the art digital implementations have been reported. However, most experiments so far were based on sequential processing using time-multiplexing. Parallel architectures promise considerable speedup. Recently, a reservoir computing architecture based on frequency parallelism was proposed by our laboratory, and a preliminary demonstration was carried out using optical fibres. In this system the reservoir is linear and the nonlinearity is provided by readout photodiodes. Here, we study in simulation an implementation of this frequency parallel architecture on an InP chip using a generic integration platform. This would dramatically reduce the footprint and cost of the reservoir. The input signal is encoded by modulating the frequency comb produced by a mode locked laser with a repetition rate of 10GHz. The update rate of the input is 2.5GHz. The reservoir, an active cavity with a time delay of 0.4ns, contains a phase modulator which is driven by a 10GHz RF signal, and a semiconductor amplifier to compensate the losses in the cavity. Readout is carried out by measuring the intensity of individual frequency combs and linearly combining them. We performed time domain simulations on a standard channel equalization task. The simulation takes in to account the phase and amplitude noise of the laser source, and the amplifier noise. The power leakage between neighboring channels at the de-multiplexer is also included. To evaluate the system performance, noise is added as a global parameter on the input signal to assess the SNR requirements. Simulation results show that the laser phase noise is far more important that other types of noise, hence the laser source design/operation should be optimized to achieve low phase noise comb