Abstract

Using the property of dynamic complementary suppression modulated transmission of bacteriorhodopsin film, we propose and demonstrate an all-optical time-delay relay in an incoherent light system. The relay can last for a certain amount of time after the switch function of turn off (or turn on) is activated. Furthermore, the delay time can be adjusted by changing the lifetime of the M state and the intensities of blue and yellow beams.

© 2006 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. C. Lin, Q. G. Wang, T. H. Lee, and J. Lam, IEEE Trans. Circuits Syst. 49, 1870 (2002).
    [CrossRef]
  2. P. Ormos, L. Fábián, L. Oroszi, E. K. Wolff, J. J. Ramsden, and A. Dér, Appl. Phys. Lett. 80, 4060 (2002).
    [CrossRef]
  3. P. Wu, D. V. G. L. N. Rao, B. R. Kimball, M. Nakashima, and B. S. DeCristofano, Appl. Phys. Lett. 81, 3888 (2002).
    [CrossRef]
  4. Y. H. Huang, S. T. Wu, and Y. Y. Zhao, Appl. Phys. Lett. 84, 2028 (2004).
    [CrossRef]
  5. Y. H. Huang, S. T. Wu, and Y. Y. Zhao, Opt. Express 12, 895 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. F. J. Aranda, R. Garimella, N. F. McCarthy, D. Narayana Rao, D. V. G. L. N. Rao, Z. Chen, J. A. Akkara, D. L. Kaplan, and J. F. Roach, Appl. Phys. Lett. 67, 599 (1995).
    [CrossRef]
  7. D. V. G. L. N. Rao, F. J. Aranda, D. Narayana, and Z. Chenet, Opt. Commun. 127, 193 (1996).
    [CrossRef]
  8. C. P. Singh and S. Roy, Opt. Commun. 218, 55 (2003).
    [CrossRef]
  9. G. Y. Chen, C. P. Zhang, Z. X. Guo, J. G. Tian, and Q. W. Song, J. Appl. Phys. 98, 044504 (2005).
    [CrossRef]
  10. G. Y. Chen, C. P. Zhang, X. D. Shang, Z. X. Guo, X. Y. Wang, J. G. Tian, and Q. W. Song, Opt. Commun. 249, 563 (2005).
    [CrossRef]
  11. R. Thoma, N. Hampp, C. Brauchle, and D. Oesterhelt, Opt. Lett. 16, 651 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. C. P. Zhang, G. Y. Chen, X. Y. Wang, G. Y. Zhang, and Q. W. Song, Opt. Lett. 30, 81 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. P. Wu and D. V. G. L. N. Rao, Phys. Rev. Lett. 95, 253601 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. R. R. Birge, Biochim. Biophys. Acta 1016, 293 (1990).
    [CrossRef] [PubMed]
  15. D. Oesterhelt and W. Stoeckenius, Nature 233, 149 (1971).
  16. N. Hampp, Chem. Rev. 100, 1755 (2000).
    [CrossRef]

2005

G. Y. Chen, C. P. Zhang, Z. X. Guo, J. G. Tian, and Q. W. Song, J. Appl. Phys. 98, 044504 (2005).
[CrossRef]

G. Y. Chen, C. P. Zhang, X. D. Shang, Z. X. Guo, X. Y. Wang, J. G. Tian, and Q. W. Song, Opt. Commun. 249, 563 (2005).
[CrossRef]

C. P. Zhang, G. Y. Chen, X. Y. Wang, G. Y. Zhang, and Q. W. Song, Opt. Lett. 30, 81 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

P. Wu and D. V. G. L. N. Rao, Phys. Rev. Lett. 95, 253601 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

2004

Y. H. Huang, S. T. Wu, and Y. Y. Zhao, Appl. Phys. Lett. 84, 2028 (2004).
[CrossRef]

Y. H. Huang, S. T. Wu, and Y. Y. Zhao, Opt. Express 12, 895 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

2003

C. P. Singh and S. Roy, Opt. Commun. 218, 55 (2003).
[CrossRef]

2002

C. Lin, Q. G. Wang, T. H. Lee, and J. Lam, IEEE Trans. Circuits Syst. 49, 1870 (2002).
[CrossRef]

P. Ormos, L. Fábián, L. Oroszi, E. K. Wolff, J. J. Ramsden, and A. Dér, Appl. Phys. Lett. 80, 4060 (2002).
[CrossRef]

P. Wu, D. V. G. L. N. Rao, B. R. Kimball, M. Nakashima, and B. S. DeCristofano, Appl. Phys. Lett. 81, 3888 (2002).
[CrossRef]

2000

N. Hampp, Chem. Rev. 100, 1755 (2000).
[CrossRef]

1996

D. V. G. L. N. Rao, F. J. Aranda, D. Narayana, and Z. Chenet, Opt. Commun. 127, 193 (1996).
[CrossRef]

1995

F. J. Aranda, R. Garimella, N. F. McCarthy, D. Narayana Rao, D. V. G. L. N. Rao, Z. Chen, J. A. Akkara, D. L. Kaplan, and J. F. Roach, Appl. Phys. Lett. 67, 599 (1995).
[CrossRef]

1991

1990

R. R. Birge, Biochim. Biophys. Acta 1016, 293 (1990).
[CrossRef] [PubMed]

1971

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

Akkara, J. A.

F. J. Aranda, R. Garimella, N. F. McCarthy, D. Narayana Rao, D. V. G. L. N. Rao, Z. Chen, J. A. Akkara, D. L. Kaplan, and J. F. Roach, Appl. Phys. Lett. 67, 599 (1995).
[CrossRef]

Aranda, F. J.

D. V. G. L. N. Rao, F. J. Aranda, D. Narayana, and Z. Chenet, Opt. Commun. 127, 193 (1996).
[CrossRef]

F. J. Aranda, R. Garimella, N. F. McCarthy, D. Narayana Rao, D. V. G. L. N. Rao, Z. Chen, J. A. Akkara, D. L. Kaplan, and J. F. Roach, Appl. Phys. Lett. 67, 599 (1995).
[CrossRef]

Birge, R. R.

R. R. Birge, Biochim. Biophys. Acta 1016, 293 (1990).
[CrossRef] [PubMed]

Brauchle, C.

Chen, G. Y.

G. Y. Chen, C. P. Zhang, Z. X. Guo, J. G. Tian, and Q. W. Song, J. Appl. Phys. 98, 044504 (2005).
[CrossRef]

G. Y. Chen, C. P. Zhang, X. D. Shang, Z. X. Guo, X. Y. Wang, J. G. Tian, and Q. W. Song, Opt. Commun. 249, 563 (2005).
[CrossRef]

C. P. Zhang, G. Y. Chen, X. Y. Wang, G. Y. Zhang, and Q. W. Song, Opt. Lett. 30, 81 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Chen, Z.

F. J. Aranda, R. Garimella, N. F. McCarthy, D. Narayana Rao, D. V. G. L. N. Rao, Z. Chen, J. A. Akkara, D. L. Kaplan, and J. F. Roach, Appl. Phys. Lett. 67, 599 (1995).
[CrossRef]

Chenet, Z.

D. V. G. L. N. Rao, F. J. Aranda, D. Narayana, and Z. Chenet, Opt. Commun. 127, 193 (1996).
[CrossRef]

DeCristofano, B. S.

P. Wu, D. V. G. L. N. Rao, B. R. Kimball, M. Nakashima, and B. S. DeCristofano, Appl. Phys. Lett. 81, 3888 (2002).
[CrossRef]

Dér, A.

P. Ormos, L. Fábián, L. Oroszi, E. K. Wolff, J. J. Ramsden, and A. Dér, Appl. Phys. Lett. 80, 4060 (2002).
[CrossRef]

Fábián, L.

P. Ormos, L. Fábián, L. Oroszi, E. K. Wolff, J. J. Ramsden, and A. Dér, Appl. Phys. Lett. 80, 4060 (2002).
[CrossRef]

Garimella, R.

F. J. Aranda, R. Garimella, N. F. McCarthy, D. Narayana Rao, D. V. G. L. N. Rao, Z. Chen, J. A. Akkara, D. L. Kaplan, and J. F. Roach, Appl. Phys. Lett. 67, 599 (1995).
[CrossRef]

Guo, Z. X.

G. Y. Chen, C. P. Zhang, Z. X. Guo, J. G. Tian, and Q. W. Song, J. Appl. Phys. 98, 044504 (2005).
[CrossRef]

G. Y. Chen, C. P. Zhang, X. D. Shang, Z. X. Guo, X. Y. Wang, J. G. Tian, and Q. W. Song, Opt. Commun. 249, 563 (2005).
[CrossRef]

Hampp, N.

Huang, Y. H.

Y. H. Huang, S. T. Wu, and Y. Y. Zhao, Opt. Express 12, 895 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Y. H. Huang, S. T. Wu, and Y. Y. Zhao, Appl. Phys. Lett. 84, 2028 (2004).
[CrossRef]

Kaplan, D. L.

F. J. Aranda, R. Garimella, N. F. McCarthy, D. Narayana Rao, D. V. G. L. N. Rao, Z. Chen, J. A. Akkara, D. L. Kaplan, and J. F. Roach, Appl. Phys. Lett. 67, 599 (1995).
[CrossRef]

Kimball, B. R.

P. Wu, D. V. G. L. N. Rao, B. R. Kimball, M. Nakashima, and B. S. DeCristofano, Appl. Phys. Lett. 81, 3888 (2002).
[CrossRef]

Lam, J.

C. Lin, Q. G. Wang, T. H. Lee, and J. Lam, IEEE Trans. Circuits Syst. 49, 1870 (2002).
[CrossRef]

Lee, T. H.

C. Lin, Q. G. Wang, T. H. Lee, and J. Lam, IEEE Trans. Circuits Syst. 49, 1870 (2002).
[CrossRef]

Lin, C.

C. Lin, Q. G. Wang, T. H. Lee, and J. Lam, IEEE Trans. Circuits Syst. 49, 1870 (2002).
[CrossRef]

McCarthy, N. F.

F. J. Aranda, R. Garimella, N. F. McCarthy, D. Narayana Rao, D. V. G. L. N. Rao, Z. Chen, J. A. Akkara, D. L. Kaplan, and J. F. Roach, Appl. Phys. Lett. 67, 599 (1995).
[CrossRef]

Nakashima, M.

P. Wu, D. V. G. L. N. Rao, B. R. Kimball, M. Nakashima, and B. S. DeCristofano, Appl. Phys. Lett. 81, 3888 (2002).
[CrossRef]

Narayana, D.

D. V. G. L. N. Rao, F. J. Aranda, D. Narayana, and Z. Chenet, Opt. Commun. 127, 193 (1996).
[CrossRef]

Narayana Rao, D.

F. J. Aranda, R. Garimella, N. F. McCarthy, D. Narayana Rao, D. V. G. L. N. Rao, Z. Chen, J. A. Akkara, D. L. Kaplan, and J. F. Roach, Appl. Phys. Lett. 67, 599 (1995).
[CrossRef]

Oesterhelt, D.

Ormos, P.

P. Ormos, L. Fábián, L. Oroszi, E. K. Wolff, J. J. Ramsden, and A. Dér, Appl. Phys. Lett. 80, 4060 (2002).
[CrossRef]

Oroszi, L.

P. Ormos, L. Fábián, L. Oroszi, E. K. Wolff, J. J. Ramsden, and A. Dér, Appl. Phys. Lett. 80, 4060 (2002).
[CrossRef]

Ramsden, J. J.

P. Ormos, L. Fábián, L. Oroszi, E. K. Wolff, J. J. Ramsden, and A. Dér, Appl. Phys. Lett. 80, 4060 (2002).
[CrossRef]

Rao, D. V. G. L. N.

P. Wu and D. V. G. L. N. Rao, Phys. Rev. Lett. 95, 253601 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

P. Wu, D. V. G. L. N. Rao, B. R. Kimball, M. Nakashima, and B. S. DeCristofano, Appl. Phys. Lett. 81, 3888 (2002).
[CrossRef]

D. V. G. L. N. Rao, F. J. Aranda, D. Narayana, and Z. Chenet, Opt. Commun. 127, 193 (1996).
[CrossRef]

F. J. Aranda, R. Garimella, N. F. McCarthy, D. Narayana Rao, D. V. G. L. N. Rao, Z. Chen, J. A. Akkara, D. L. Kaplan, and J. F. Roach, Appl. Phys. Lett. 67, 599 (1995).
[CrossRef]

Roach, J. F.

F. J. Aranda, R. Garimella, N. F. McCarthy, D. Narayana Rao, D. V. G. L. N. Rao, Z. Chen, J. A. Akkara, D. L. Kaplan, and J. F. Roach, Appl. Phys. Lett. 67, 599 (1995).
[CrossRef]

Roy, S.

C. P. Singh and S. Roy, Opt. Commun. 218, 55 (2003).
[CrossRef]

Shang, X. D.

G. Y. Chen, C. P. Zhang, X. D. Shang, Z. X. Guo, X. Y. Wang, J. G. Tian, and Q. W. Song, Opt. Commun. 249, 563 (2005).
[CrossRef]

Singh, C. P.

C. P. Singh and S. Roy, Opt. Commun. 218, 55 (2003).
[CrossRef]

Song, Q. W.

G. Y. Chen, C. P. Zhang, Z. X. Guo, J. G. Tian, and Q. W. Song, J. Appl. Phys. 98, 044504 (2005).
[CrossRef]

G. Y. Chen, C. P. Zhang, X. D. Shang, Z. X. Guo, X. Y. Wang, J. G. Tian, and Q. W. Song, Opt. Commun. 249, 563 (2005).
[CrossRef]

C. P. Zhang, G. Y. Chen, X. Y. Wang, G. Y. Zhang, and Q. W. Song, Opt. Lett. 30, 81 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Stoeckenius, W.

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

Thoma, R.

Tian, J. G.

G. Y. Chen, C. P. Zhang, X. D. Shang, Z. X. Guo, X. Y. Wang, J. G. Tian, and Q. W. Song, Opt. Commun. 249, 563 (2005).
[CrossRef]

G. Y. Chen, C. P. Zhang, Z. X. Guo, J. G. Tian, and Q. W. Song, J. Appl. Phys. 98, 044504 (2005).
[CrossRef]

Wang, Q. G.

C. Lin, Q. G. Wang, T. H. Lee, and J. Lam, IEEE Trans. Circuits Syst. 49, 1870 (2002).
[CrossRef]

Wang, X. Y.

G. Y. Chen, C. P. Zhang, X. D. Shang, Z. X. Guo, X. Y. Wang, J. G. Tian, and Q. W. Song, Opt. Commun. 249, 563 (2005).
[CrossRef]

C. P. Zhang, G. Y. Chen, X. Y. Wang, G. Y. Zhang, and Q. W. Song, Opt. Lett. 30, 81 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Wolff, E. K.

P. Ormos, L. Fábián, L. Oroszi, E. K. Wolff, J. J. Ramsden, and A. Dér, Appl. Phys. Lett. 80, 4060 (2002).
[CrossRef]

Wu, P.

P. Wu and D. V. G. L. N. Rao, Phys. Rev. Lett. 95, 253601 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

P. Wu, D. V. G. L. N. Rao, B. R. Kimball, M. Nakashima, and B. S. DeCristofano, Appl. Phys. Lett. 81, 3888 (2002).
[CrossRef]

Wu, S. T.

Y. H. Huang, S. T. Wu, and Y. Y. Zhao, Appl. Phys. Lett. 84, 2028 (2004).
[CrossRef]

Y. H. Huang, S. T. Wu, and Y. Y. Zhao, Opt. Express 12, 895 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Zhang, C. P.

C. P. Zhang, G. Y. Chen, X. Y. Wang, G. Y. Zhang, and Q. W. Song, Opt. Lett. 30, 81 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

G. Y. Chen, C. P. Zhang, Z. X. Guo, J. G. Tian, and Q. W. Song, J. Appl. Phys. 98, 044504 (2005).
[CrossRef]

G. Y. Chen, C. P. Zhang, X. D. Shang, Z. X. Guo, X. Y. Wang, J. G. Tian, and Q. W. Song, Opt. Commun. 249, 563 (2005).
[CrossRef]

Zhang, G. Y.

Zhao, Y. Y.

Y. H. Huang, S. T. Wu, and Y. Y. Zhao, Opt. Express 12, 895 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Y. H. Huang, S. T. Wu, and Y. Y. Zhao, Appl. Phys. Lett. 84, 2028 (2004).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett.

P. Ormos, L. Fábián, L. Oroszi, E. K. Wolff, J. J. Ramsden, and A. Dér, Appl. Phys. Lett. 80, 4060 (2002).
[CrossRef]

P. Wu, D. V. G. L. N. Rao, B. R. Kimball, M. Nakashima, and B. S. DeCristofano, Appl. Phys. Lett. 81, 3888 (2002).
[CrossRef]

Y. H. Huang, S. T. Wu, and Y. Y. Zhao, Appl. Phys. Lett. 84, 2028 (2004).
[CrossRef]

F. J. Aranda, R. Garimella, N. F. McCarthy, D. Narayana Rao, D. V. G. L. N. Rao, Z. Chen, J. A. Akkara, D. L. Kaplan, and J. F. Roach, Appl. Phys. Lett. 67, 599 (1995).
[CrossRef]

Biochim. Biophys. Acta

R. R. Birge, Biochim. Biophys. Acta 1016, 293 (1990).
[CrossRef] [PubMed]

Chem. Rev.

N. Hampp, Chem. Rev. 100, 1755 (2000).
[CrossRef]

IEEE Trans. Circuits Syst.

C. Lin, Q. G. Wang, T. H. Lee, and J. Lam, IEEE Trans. Circuits Syst. 49, 1870 (2002).
[CrossRef]

J. Appl. Phys.

G. Y. Chen, C. P. Zhang, Z. X. Guo, J. G. Tian, and Q. W. Song, J. Appl. Phys. 98, 044504 (2005).
[CrossRef]

Nature

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

Opt. Commun.

D. V. G. L. N. Rao, F. J. Aranda, D. Narayana, and Z. Chenet, Opt. Commun. 127, 193 (1996).
[CrossRef]

C. P. Singh and S. Roy, Opt. Commun. 218, 55 (2003).
[CrossRef]

G. Y. Chen, C. P. Zhang, X. D. Shang, Z. X. Guo, X. Y. Wang, J. G. Tian, and Q. W. Song, Opt. Commun. 249, 563 (2005).
[CrossRef]

Opt. Express

Opt. Lett.

Phys. Rev. Lett.

P. Wu and D. V. G. L. N. Rao, Phys. Rev. Lett. 95, 253601 (2005).
[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

Scheme of experimental setup; HR, half-reflecting mirror.

Fig. 2
Fig. 2

Transmitted intensity as a function of time: circles, 412 nm transmitted intensities; triangles, normalized 568 nm transmitted intensities.

Fig. 3
Fig. 3

Delay time as a function of incident intensities of yellow light: circles, t delay , squares T delay .

Fig. 4
Fig. 4

Delay time as a function of lifetime of the M state for the time-delay relay of the order “switch off.”

Equations (4)

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

d I 1 d z = 2.3026 ( ϵ B 568 N B + ϵ M 568 N M ) I 1 ,
d I 2 d z = 2.3026 ( ϵ B 412 N B + ϵ M 412 N M ) I 2 ,
k 1 = 2.3026 ϕ ϵ B 568 λ 1 I 1 N a h c ,
k 2 = 2.3026 ϕ ϵ M 412 λ 2 I 2 N a h c ,

Metrics