Abstract

A new kind of optical novelty filtering by an incoherent light system is presented that is based on a special property of dynamic complementary suppression modulated transmission in bacteriorhodopsin film By simplifying the energy system, we establish a theoretical model, and our experimental results are compared with those reached by numerical simulation of the novelty filter.

© 2005 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. Z. Anderson, D. M. Liniger, and J. Feinberg, Opt. Lett. 12, 123 (1987).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. R. S. Crudney, R. M. Pierce, and J. Feinberg, Nature 332, 424 (1988).
    [CrossRef]
  3. M. Cronin-Golomb, A. M. Biernacki, C. Lin, and H. Kong, Opt. Lett. 12, 1029 (1987).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. N. S.-K. Kwong, Y. Tamita, and A. Yariv, J. Opt. Soc. Am. B 5, 1788 (1988).
    [CrossRef]
  5. F. Vachss and L. Hesselink, Appl. Opt. 27, 2887 (1988).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. J. E. Ford, Y. Fainman, and S. H. Lee, Opt. Lett. 13, 856 (1988).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. C. Scoutar, C. M. Cartwright, W. A. Gillespie, and Z. Q. Wang, Opt. Commun. 86, 255 (1991).
    [CrossRef]
  8. T. Okamoto, I. Yamaguchi, S. A. Boothroyd, and J. Chrostowski, Appl. Opt. 36, 508 (1997).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. R. R. Birge, Biochem. Biophys. Acta 1016, 293 (1990).
  10. D. Oesterheltand and W. Stoeckenius, Nature 233, 149 (1971).
  11. Q. W. Song, C. P. Zhang, R. Blumer, R. B. Gross, Z. Chen, and R. R. Birge, Opt. Lett. 18, 1373 (1993).
    [CrossRef]
  12. L. Q. Gu, C. P. Zhang, G. Y. Zhang, A. F. Niu, J. Li, G. Y. Zhang, Y. M. Wang, M. R. Tong, J. L. Pan, Q. W. Song, B. Parsons, and R. R. Birge, Opt. Commun. 131, 25 (1996).
    [CrossRef]
  13. O. Werner, B. Fischer, A. Lewis, and I. Nebenzahl, Opt. Lett. 15, 1117 (1990).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. R. R. Birge, T. M. Cooper, A. F. Lawrence, M. B. Masthay, C. Vasilakis, C.-F. Zhang, and R. Zidovetzki, J. Am. Chem. Soc. 111, 4063 (1989).
    [CrossRef]
  15. D. Oesterhelt, C. Brauchle, and N. Hampp, Q. Rev. Biophys. 24, 425 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]

1997

1996

L. Q. Gu, C. P. Zhang, G. Y. Zhang, A. F. Niu, J. Li, G. Y. Zhang, Y. M. Wang, M. R. Tong, J. L. Pan, Q. W. Song, B. Parsons, and R. R. Birge, Opt. Commun. 131, 25 (1996).
[CrossRef]

1993

1991

C. Scoutar, C. M. Cartwright, W. A. Gillespie, and Z. Q. Wang, Opt. Commun. 86, 255 (1991).
[CrossRef]

D. Oesterhelt, C. Brauchle, and N. Hampp, Q. Rev. Biophys. 24, 425 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

1990

1989

R. R. Birge, T. M. Cooper, A. F. Lawrence, M. B. Masthay, C. Vasilakis, C.-F. Zhang, and R. Zidovetzki, J. Am. Chem. Soc. 111, 4063 (1989).
[CrossRef]

1988

1987

1971

D. Oesterheltand and W. Stoeckenius, Nature 233, 149 (1971).

Anderson, D. Z.

Biernacki, A. M.

Birge, R. R.

L. Q. Gu, C. P. Zhang, G. Y. Zhang, A. F. Niu, J. Li, G. Y. Zhang, Y. M. Wang, M. R. Tong, J. L. Pan, Q. W. Song, B. Parsons, and R. R. Birge, Opt. Commun. 131, 25 (1996).
[CrossRef]

Q. W. Song, C. P. Zhang, R. Blumer, R. B. Gross, Z. Chen, and R. R. Birge, Opt. Lett. 18, 1373 (1993).
[CrossRef]

R. R. Birge, Biochem. Biophys. Acta 1016, 293 (1990).

R. R. Birge, T. M. Cooper, A. F. Lawrence, M. B. Masthay, C. Vasilakis, C.-F. Zhang, and R. Zidovetzki, J. Am. Chem. Soc. 111, 4063 (1989).
[CrossRef]

Blumer, R.

Boothroyd, S. A.

Brauchle, C.

D. Oesterhelt, C. Brauchle, and N. Hampp, Q. Rev. Biophys. 24, 425 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Cartwright, C. M.

C. Scoutar, C. M. Cartwright, W. A. Gillespie, and Z. Q. Wang, Opt. Commun. 86, 255 (1991).
[CrossRef]

Chen, Z.

Chrostowski, J.

Cooper, T. M.

R. R. Birge, T. M. Cooper, A. F. Lawrence, M. B. Masthay, C. Vasilakis, C.-F. Zhang, and R. Zidovetzki, J. Am. Chem. Soc. 111, 4063 (1989).
[CrossRef]

Cronin-Golomb, M.

Crudney, R. S.

R. S. Crudney, R. M. Pierce, and J. Feinberg, Nature 332, 424 (1988).
[CrossRef]

Fainman, Y.

Feinberg, J.

R. S. Crudney, R. M. Pierce, and J. Feinberg, Nature 332, 424 (1988).
[CrossRef]

D. Z. Anderson, D. M. Liniger, and J. Feinberg, Opt. Lett. 12, 123 (1987).
[CrossRef] [PubMed]

Fischer, B.

Ford, J. E.

Gillespie, W. A.

C. Scoutar, C. M. Cartwright, W. A. Gillespie, and Z. Q. Wang, Opt. Commun. 86, 255 (1991).
[CrossRef]

Gross, R. B.

Gu, L. Q.

L. Q. Gu, C. P. Zhang, G. Y. Zhang, A. F. Niu, J. Li, G. Y. Zhang, Y. M. Wang, M. R. Tong, J. L. Pan, Q. W. Song, B. Parsons, and R. R. Birge, Opt. Commun. 131, 25 (1996).
[CrossRef]

Hampp, N.

D. Oesterhelt, C. Brauchle, and N. Hampp, Q. Rev. Biophys. 24, 425 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Hesselink, L.

Kong, H.

Kwong, N. S.-K.

Lawrence, A. F.

R. R. Birge, T. M. Cooper, A. F. Lawrence, M. B. Masthay, C. Vasilakis, C.-F. Zhang, and R. Zidovetzki, J. Am. Chem. Soc. 111, 4063 (1989).
[CrossRef]

Lee, S. H.

Lewis, A.

Li, J.

L. Q. Gu, C. P. Zhang, G. Y. Zhang, A. F. Niu, J. Li, G. Y. Zhang, Y. M. Wang, M. R. Tong, J. L. Pan, Q. W. Song, B. Parsons, and R. R. Birge, Opt. Commun. 131, 25 (1996).
[CrossRef]

Lin, C.

Liniger, D. M.

Masthay, M. B.

R. R. Birge, T. M. Cooper, A. F. Lawrence, M. B. Masthay, C. Vasilakis, C.-F. Zhang, and R. Zidovetzki, J. Am. Chem. Soc. 111, 4063 (1989).
[CrossRef]

Nebenzahl, I.

Niu, A. F.

L. Q. Gu, C. P. Zhang, G. Y. Zhang, A. F. Niu, J. Li, G. Y. Zhang, Y. M. Wang, M. R. Tong, J. L. Pan, Q. W. Song, B. Parsons, and R. R. Birge, Opt. Commun. 131, 25 (1996).
[CrossRef]

Oesterhelt, D.

D. Oesterhelt, C. Brauchle, and N. Hampp, Q. Rev. Biophys. 24, 425 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Oesterheltand, D.

D. Oesterheltand and W. Stoeckenius, Nature 233, 149 (1971).

Okamoto, T.

Pan, J. L.

L. Q. Gu, C. P. Zhang, G. Y. Zhang, A. F. Niu, J. Li, G. Y. Zhang, Y. M. Wang, M. R. Tong, J. L. Pan, Q. W. Song, B. Parsons, and R. R. Birge, Opt. Commun. 131, 25 (1996).
[CrossRef]

Parsons, B.

L. Q. Gu, C. P. Zhang, G. Y. Zhang, A. F. Niu, J. Li, G. Y. Zhang, Y. M. Wang, M. R. Tong, J. L. Pan, Q. W. Song, B. Parsons, and R. R. Birge, Opt. Commun. 131, 25 (1996).
[CrossRef]

Pierce, R. M.

R. S. Crudney, R. M. Pierce, and J. Feinberg, Nature 332, 424 (1988).
[CrossRef]

Scoutar, C.

C. Scoutar, C. M. Cartwright, W. A. Gillespie, and Z. Q. Wang, Opt. Commun. 86, 255 (1991).
[CrossRef]

Song, Q. W.

L. Q. Gu, C. P. Zhang, G. Y. Zhang, A. F. Niu, J. Li, G. Y. Zhang, Y. M. Wang, M. R. Tong, J. L. Pan, Q. W. Song, B. Parsons, and R. R. Birge, Opt. Commun. 131, 25 (1996).
[CrossRef]

Q. W. Song, C. P. Zhang, R. Blumer, R. B. Gross, Z. Chen, and R. R. Birge, Opt. Lett. 18, 1373 (1993).
[CrossRef]

Stoeckenius, W.

D. Oesterheltand and W. Stoeckenius, Nature 233, 149 (1971).

Tamita, Y.

Tong, M. R.

L. Q. Gu, C. P. Zhang, G. Y. Zhang, A. F. Niu, J. Li, G. Y. Zhang, Y. M. Wang, M. R. Tong, J. L. Pan, Q. W. Song, B. Parsons, and R. R. Birge, Opt. Commun. 131, 25 (1996).
[CrossRef]

Vachss, F.

Vasilakis, C.

R. R. Birge, T. M. Cooper, A. F. Lawrence, M. B. Masthay, C. Vasilakis, C.-F. Zhang, and R. Zidovetzki, J. Am. Chem. Soc. 111, 4063 (1989).
[CrossRef]

Wang, Y. M.

L. Q. Gu, C. P. Zhang, G. Y. Zhang, A. F. Niu, J. Li, G. Y. Zhang, Y. M. Wang, M. R. Tong, J. L. Pan, Q. W. Song, B. Parsons, and R. R. Birge, Opt. Commun. 131, 25 (1996).
[CrossRef]

Wang, Z. Q.

C. Scoutar, C. M. Cartwright, W. A. Gillespie, and Z. Q. Wang, Opt. Commun. 86, 255 (1991).
[CrossRef]

Werner, O.

Yamaguchi, I.

Yariv, A.

Zhang, C. P.

L. Q. Gu, C. P. Zhang, G. Y. Zhang, A. F. Niu, J. Li, G. Y. Zhang, Y. M. Wang, M. R. Tong, J. L. Pan, Q. W. Song, B. Parsons, and R. R. Birge, Opt. Commun. 131, 25 (1996).
[CrossRef]

Q. W. Song, C. P. Zhang, R. Blumer, R. B. Gross, Z. Chen, and R. R. Birge, Opt. Lett. 18, 1373 (1993).
[CrossRef]

Zhang, C.-F.

R. R. Birge, T. M. Cooper, A. F. Lawrence, M. B. Masthay, C. Vasilakis, C.-F. Zhang, and R. Zidovetzki, J. Am. Chem. Soc. 111, 4063 (1989).
[CrossRef]

Zhang, G. Y.

L. Q. Gu, C. P. Zhang, G. Y. Zhang, A. F. Niu, J. Li, G. Y. Zhang, Y. M. Wang, M. R. Tong, J. L. Pan, Q. W. Song, B. Parsons, and R. R. Birge, Opt. Commun. 131, 25 (1996).
[CrossRef]

L. Q. Gu, C. P. Zhang, G. Y. Zhang, A. F. Niu, J. Li, G. Y. Zhang, Y. M. Wang, M. R. Tong, J. L. Pan, Q. W. Song, B. Parsons, and R. R. Birge, Opt. Commun. 131, 25 (1996).
[CrossRef]

Zidovetzki, R.

R. R. Birge, T. M. Cooper, A. F. Lawrence, M. B. Masthay, C. Vasilakis, C.-F. Zhang, and R. Zidovetzki, J. Am. Chem. Soc. 111, 4063 (1989).
[CrossRef]

Appl. Opt.

Biochem. Biophys. Acta

R. R. Birge, Biochem. Biophys. Acta 1016, 293 (1990).

J. Am. Chem. Soc.

R. R. Birge, T. M. Cooper, A. F. Lawrence, M. B. Masthay, C. Vasilakis, C.-F. Zhang, and R. Zidovetzki, J. Am. Chem. Soc. 111, 4063 (1989).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B

Nature

D. Oesterheltand and W. Stoeckenius, Nature 233, 149 (1971).

R. S. Crudney, R. M. Pierce, and J. Feinberg, Nature 332, 424 (1988).
[CrossRef]

Opt. Commun.

C. Scoutar, C. M. Cartwright, W. A. Gillespie, and Z. Q. Wang, Opt. Commun. 86, 255 (1991).
[CrossRef]

L. Q. Gu, C. P. Zhang, G. Y. Zhang, A. F. Niu, J. Li, G. Y. Zhang, Y. M. Wang, M. R. Tong, J. L. Pan, Q. W. Song, B. Parsons, and R. R. Birge, Opt. Commun. 131, 25 (1996).
[CrossRef]

Opt. Lett.

Q. Rev. Biophys.

D. Oesterhelt, C. Brauchle, and N. Hampp, Q. Rev. Biophys. 24, 425 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

Dynamic behavior of the transmitted intensity of the blue light as a function of time. Solid curves, different τ; triangles, different illumination intensities of the yellow beam.

Fig. 2
Fig. 2

Experimental setup of the new optical novelty filter. HR, half-reflecting mirror.

Fig. 3
Fig. 3

Experimental demonstration of novelty filtering by bR film: photograph (a) input pattern and (b) output image.

Fig. 4
Fig. 4

Numerical simulations of novelty filtering with bR film: (a), (b) different velocities of the moving object, (c), (d) different bR molecular concentrations, (e) gray scale of the output image.

Equations (6)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

dNB/dt=k2NM+k3NM-k1NB,
dNM/dt=-k2NM-k3NM+k1NB,
N=NM+NB,
ki=2.3026ϕϵiλiIi/Nahc,
dIi/dz=-2.3026ϵiNiIi,
t=x0/v.

Metrics