DE3840881A1 - Purely optical bistable circuit - Google Patents
Purely optical bistable circuitInfo
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- G02F3/00—Optical logic elements; Optical bistable devices
- G02F3/02—Optical bistable devices
- G02F3/024—Optical bistable devices based on non-linear elements, e.g. non-linear Fabry-Perot cavity
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft die Darstellung einer optischen bistabilen Schaltung (Flip-Flop Schaltung) zur Erzeugung von optischen Speichern, wie sie zur Darstellung von optischen Computern benötigt werden.The invention relates to the representation of an optical bistable circuit (flip-flop circuit) for generation of optical memories as used to represent optical computers are needed.
Bisher sind nur solche rein optischen Verfahren zur Erzeugung von bistabilem Verhalten bekannt, die Hysterese- Effekte nutzen /1/. Dadurch sind wegen der notwendigen adiabatischen Führung solcher darstellenden Experimente der Schaltzeiten, um bistabile Zustände zu erreichen, zu gering um sinnvoll genutzt werden zu können.So far, only such purely optical methods are available Generation of bistable behavior known, the hysteresis Use effects / 1 /. This is because of the necessary Adiabatic management of such performing experiments the switching times to reach bistable states low in order to be used sensibly.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde der Digital- Elektronik im Verhalten analoge rein optische bistabile Schaltungen zu schaffen mit deren Hilfe schnelle optische Speicher dargestellt werden können, wozu die vorhandene Theorie in der Darstellung elektronischer statischer Halbleiterspeicher genutzt werden kann.The invention is based on the object of digital Electronics in behavior analog, purely optical bistable To create circuits with the help of fast optical Memory can be displayed, for which the existing Theory in the representation of electronic static Semiconductor memory can be used.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein spezielles optisches Verfahren und eine spezielle optische Anordnung gelöst, die nachfolgend beschrieben werden.The object is achieved by a special optical process and a special optical arrangement solved, which are described below.
Zur Erzeugung einer bistabilen optischen Schaltung werden 4 DFWM-Rückstreuexperimente so angeordnet, daß ihnen 2 antiparallel überlagerte Pumpstrahlpaare gemeinsam sind, siehe Figur. To create a bistable optical circuit 4 DFWM backscatter experiments arranged in such a way that 2 pump beam pairs superimposed in parallel are common, see figure.
Figur: 4 DFWM-Anordnungen mit 2 gemeinsamen Pumpstrahl paaren.Figure: 4 DFWM arrangements with 2 common pump beam mate.
Die experimentellen Bedingungen werden so gewählt, daß erstens je 2 DFWM-Anordnungen einen Laserresonator bil den, der selbst anschwingen kann, oder durch einen Probe strahl zum Anschwingen gebracht werden kann, und zweitens beide Resonatoren nicht gemeinsam anschwingen können; siehe unten. Die Bedingung dafür ist /2/.The experimental conditions are chosen so that firstly, two DFWM arrangements each with a laser resonator the one who can swing himself or through a test beam can be made to vibrate, and secondly both resonators cannot swing together; see below. The condition for this is / 2 /.
|R 1| · |R 2| 1
⇒ |tan |χ₁|L₁| · |tan|x₂|L₂ 1
⇒ π/4 |χ₁|L₁ = |χ₂|L₂ 3 f/4 |R 1| · |R 2nd| 1
⇒ | tan |χ₁ |L₁ | · | Tan |x₂ |L₂ 1
⇒ π/4th |χ₁ |L₁ = |χ₂ |L₂3rd f/4th
R 1, R 2 : Reflektivitäten der beiden Resonatorspiegel
(DFWM-Rückstreuanordnungen) jedes Resonators
L 1, L 2 : Längen der Strahlüberlappzonen der Resonator
spiegel jedes Resonators
χ 1, χ 2 : Kopplungskondestanten der DFWM-Anordnungen
(Resonatorspiegel) jedes Resonators R 1 , R 2 : reflectivities of the two resonator mirrors (DFWM backscatter arrangements) of each resonator
L 1 , L 2 : lengths of the beam overlap zones of the resonator mirror each resonator
χ 1 , χ 2 : coupling constants of the DFWM arrangements (resonator mirror) of each resonator
Geht man nun von dem Zustand aus, daß bereits einer der Resonatoren frei oszilliert, so kann der andere Resonator nicht mehr selbst anschwingen, wenn die experimentellen Bedingungen so gewählt sind, daß wegen der Änderung der komplexen Pumpstrahlamplitude A 1, A 2 und damit der Koppelungskonstante χ/3/, durch die Streuung der Pump strahlenergie in den Signalstrahl, die Oszillationsbe dingung für den noch nicht frei oszillierenden Resonator nicht mehr erreicht wird.If one now assumes the state that one of the resonators is already oscillating freely, the other resonator can no longer oscillate itself if the experimental conditions are chosen such that because of the change in the complex pump beam amplitude A 1 , A 2 and thus the coupling constant χ / 3 /, due to the scattering of the pump beam energy in the signal beam, the oscillation condition for the not yet freely oscillating resonator is no longer achieved.
Wird nun der Probestrahl des nicht frei oszillierenden Resonators angelegt, so fällt bei entsprechenden experi mentellen Bedingungen der Wert der Koppelungskonstante für den frei oszillierenden Resonator unter die Oszilla tionsbedingung, da die Pumpstrahlamplituden sich erneut ändern. Die Oszillation des bis jetzt frei oszillierenden Resonators bricht zusammen. Dann aber ändern sich die Pumpstrahlamplituden erneut, so daß die Koppelungskonstante für den bis dato nicht frei oszillierenden Resonator die Oszillationsbedingung erreicht. Nun schwingt dieser Reso nator frei an oder wird vom Probestrahl zum Anschwingen gebracht. Dieser Vorgang kann wechselseitig wiederholt werden.Now the test beam of the not freely oscillating Resonators created, so falls with corresponding experi mental conditions the value of the coupling constant for the free-oscillating resonator under the oszilla tion condition, since the pump beam amplitudes change again to change. The oscillation of the so far freely oscillating Resonators breaks down. But then they change Pump beam amplitudes again, so that the coupling constant for the resonator that has not yet been freely oscillating Oscillation condition reached. Now this resonates nator free or becomes from the test beam to swing brought. This process can be repeated alternately will.
Oben beschriebenes Verfahren und Anordnung aus 4 DFWM- Anordnungen stellt somit eine rein optische bistabile Schaltung (Flip-Flop-Schaltung) dar, bei der die gegen seitige Rückkopplung durch die Pumpstrahlen gewährlei stet wird.The above-described method and arrangement of 4 DFWM Arrangements thus represent a purely optical bistable Circuit (flip-flop circuit), in which the against guarantee feedback from the pump beams steady.
Die Schaltung der beschriebenen bistabilen optischen Schaltung ist hier die Ansprechzeit des DFWM-Prozesses und kann im Picosekundenbereich liegen /4/.The circuit of the bistable optical described Switching is the response time of the DFWM process and can be in the picosecond range / 4 /.
Der Aufbau der optischen bistabilen Schaltung ist denkbar einfach, da sie nur aus z. B. einem optisch nicht linearen Kristall dargestellt werden kann, durch den die Lichtstrahlen geführt werden. Es finden somit keine externen Bauteile Verwendung, wodurch die Schaltung direkt im Prozessorkristall nach Pat.Antr. P 38 35 844.1 zur Architektur von Speichern integriert werden kann.The structure of the optical bistable circuit is conceivable simply because it only consists of e.g. B. not optically linear crystal can be represented by the Beams of light are guided. So there are none external components use, making the circuit directly in the processor crystal according to Pat. P 38 35 844.1 can be integrated into the architecture of memories.
/1/ H. G. Winful J. H. Marburger Appl. Phys. Lett. 36 (8),
1980 S. 613
G. P. Agrawal J. Opt.Soc.Am. Vol. 73 16.5, 1983 S. 654/ 1 / HG Winful JH Marburger Appl. Phys. Lett. 36 (8), 1980 p. 613
GP Agrawal J. Opt.Soc.Am. Vol. 73 16.5, 1983 p. 654
/2/A. Yarif D. M. Pepper Opt.Lett. Vol. 1. No. 1. 1977 S. 16/ 2 / A. Yarif D. M. Pepper Opt.Lett. Vol. 1. No. 1. 1977 p. 16
/3/ wie /2/
J. Marburger J. F. Lam Appl. Phys. Lett. 35 (3), 1979
S. 249/ 3 / like / 2 /
J. Marburger JF Lam Appl. Phys. Lett. 35 (3), 1979 p. 249
/4/ K. Bohnert et al. Opt.Lett. Vol. 12. No. 7, 1987 S. 501/ 4 / K. Bohnert et al. Opt.Lett. Vol. 12. No. 7, 1987 p. 501
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19883840881 DE3840881A1 (en) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | Purely optical bistable circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19883840881 DE3840881A1 (en) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | Purely optical bistable circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3840881A1 true DE3840881A1 (en) | 1990-06-13 |
Family
ID=6368462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19883840881 Withdrawn DE3840881A1 (en) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | Purely optical bistable circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3840881A1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4573157A (en) * | 1983-12-08 | 1986-02-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Phase-conjugate resonator with a double SBS mirror |
-
1988
- 1988-12-05 DE DE19883840881 patent/DE3840881A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4573157A (en) * | 1983-12-08 | 1986-02-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Phase-conjugate resonator with a double SBS mirror |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| Appl. Phys. Lett. 36(8), 15. April 1980, S. 613-614 * |
| J. Opt. Soc. Am. A, Vol. 1, No. 1, Jan. 84, S. 40-44 * |
| J. Opt. Soc. Am., Vol. 73, No. 5, May 1983, S. 654-660 * |
| Optics Letters, Vol. 12, No. 2, Feb. 1987, S. 114-116 * |
| Spektrum der Wissenschaft, Feb. 1986, S. 88-97 * |
| Spie Vol. 700, IOCC-1986, Intern. Opt. Computing Conf. ( 1986), S. 173-177 * |
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