FR2520885A1 - INFORMATION TRANSFER DEVICE IN A NON-LINEAR OPTICAL ENVIRONMENT - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LE TRAITEMENT OPTIQUE DE L'INFORMATION. LE DISPOSITIF DE L'INVENTION EST DESTINE AU TRANSFERT D'UNE INFORMATION ENREGISTREE DE FACON OPTIQUE, DANS UN MILIEU OPTIQUEMENT NON LINEAIRE, ENTRE DES ELEMENTS DE MEMOIRE ADJACENTS QUI SONT DEFINIS DANS UN RESONATEUR DE FABRY-PEROT 4 QUI EST ECLAIRE PAR AU MOINS UNE SOURCE LUMINEUSE A-F. CHAQUE ELEMENT DE MEMOIRE EST DEFINI PAR UN OU PLUSIEURS ECRANS, POLARISEURS, FILTRES, COUCHES DE DEPHASAGE ETOU ELECTRODES, DE FACON QUE L'INTENSITE, L'ETAT DE POLARISATION, LA LONGUEUR D'ONDE ETOU LA PHASE DE LA LUMIERE SOIENT INFLUENCES DIFFEREMMENT AU COURS DE LA PROPAGATION DE LA LUMIERE VERS ETOU A TRAVERS DEUX ELEMENTS DE MEMOIRE ADJACENTS. APPLICATION AUX DISPOSITIFS DE TRAITEMENT D'IMAGES.THE INVENTION CONCERNS THE OPTICAL PROCESSING OF INFORMATION. THE DEVICE OF THE INVENTION IS INTENDED FOR THE TRANSFER OF OPTICALLY RECORDED INFORMATION, IN AN OPTICALLY NON-LINEAR MEDIUM, BETWEEN ADJACENT MEMORY ELEMENTS WHICH ARE DEFINED IN A FABRY-PEROT 4 RESONATOR WHICH IS LIT BY AT LEAST ONE LIGHT SOURCE AF. EACH MEMORY ELEMENT IS DEFINED BY ONE OR MORE SCREENS, POLARIZERS, FILTERS, PHASE LAYERS AND OR ELECTRODES, SO THAT THE INTENSITY, THE STATE OF POLARIZATION, THE WAVELENGTH AND WHERE THE PHASE OF THE LIGHT ARE INFLUENCED DIFFERENTLY TO THE COURSE OF LIGHT PROPAGATION TOWARDS ETOU THROUGH TWO ADJACENT MEMORY ELEMENTS. APPLICATION TO IMAGE PROCESSING DEVICES.
Description
La présente invention concerne un dispositif des-The present invention relates to a device
tiné au transfert d'un information enregistrée optiquement dans un milieu optiquement non linéaire, entre des éléments de mémoire positionnés latéralement, qui sont éclairés par au moins une source lumineuse. for transferring information recorded optically in an optically nonlinear medium between laterally positioned memory elements which are illuminated by at least one light source.
La demande de brevet U S 363 598 décrit un dis- U.S. Patent Application No. 363,598 discloses a disclosure
positif destiné à transformer une information sous forme positive for transforming information into form
électrique en une information sous forme optique, ou inver- in optical form, or reverse
sement, dans lequel l'information optique est transférée, adressée ou détectée dans la mémoire avec l'aide de circuits comportant une réaction électro-optique, ces circuits étant de préférence intégrés sur un disque, pour réaliser par in which the optical information is transferred, addressed or detected in the memory with the aid of circuits having an electro-optical reaction, these circuits being preferably integrated on a disk, to realize by
exemple un dispositif d'affichage, un numériseur, une mémoi- example, a display device, a digitizer, a memory
re optique ou un dispositif de traitement optique Les cir- optical device or optical processing device
cuits comportant une réaction électro-optique comprennent des modulateurs optiques dont la transmission de la lumière dépend d'un signal de réaction électrique Avec la technique actuelle, les cristaux liquides sont les dispositifs les plus pratiques en tant que modulateur, du fait de leur faible Electro-optic reactions include optical modulators whose transmission of light depends on an electrical reaction signal. With the present technique, liquid crystals are the most practical devices as modulator because of their low
consommation d'énergie et de leur niveau de modulation éle- energy consumption and their high level of modulation.
vée Cependant, pour de nombreuses applications comme les dispositifs de traitement optiques rapides et les mémoires, les cristaux liquides sont trop lents, même s'il apparait possible d'obtenir dans le futur des constantes de temps descendant vers 1 ps Les modulateurs électro-optiques du type Fabry-Pérot ont de plus grandes possibilités en ce qui However, for many applications such as fast optical processing devices and memories, liquid crystals are too slow, although it appears possible to obtain in the future time constants down to 1 ps Electro-optical modulators of the Fabry-Perot type have greater possibilities in
concerne la vitesse, et le temps de commutation de ces modu- speed, and the switching time of these modules.
lateurs approche de 1 ns (voir par exemple l'article de P.W Smith et E H Turner intitulé "A bistable Fabry-Perot latters approaching 1 ns (see for example the article by P.W Smith and E H Turner entitled "A bistable Fabry-Perot
resonator", Appl Phys Letters, Vol 30, N O 16, 15 mars 1977). resonator ", Appl Phys Letters, Vol 30, No. 16, March 15, 1977).
Ces modulateurs permettent de réaliser les dispositifs These modulators make it possible to realize the devices
décrits dans la demande de brevet précitée, mais des problè- described in the above-mentioned patent application, but problems
mes apparaissent du fait que les constantes de temps des cir- appear to me because the time constants of the cir-
cuits électriques sont limitées.Electric cookware is limited.
L'invention vise à apporter une solution aux pro- The invention aims to provide a solution to the problems
blèmes précités en utilisant une réaction "opto-optique" à aforementioned problems by using an "opto-optic" reaction to
la place d'une réaction électro-optique, ce qui fait dispa- instead of an electro-optical reaction, which makes
raitre l'étage électrique qui limite la vitesse L'invention est caractérisée en ce qu'on fait en sorte que l'intensité lumineuse, l'état de polarisation, la longueur d'onde et/ou The invention is characterized in that it ensures that the light intensity, the state of polarization, the wavelength and / or
la position de phase de la lumière soient influencés diffé- the phase position of the light are influenced differently.
remment pendant la propagation de la lumière vers et/ou à travers deux éléments de mémoire adjacents, en dotant chaque élément de mémoire d'un ou plusieurs écrans, polariseurs, filtres, couches de déphasage et/ou électrodes, et en ce que le milieu précité reçoit de la lumière qui, sur l'une au moins des surfaces qui limitent le milieu, ne présente pas une incidence normale, afin d'obtenir une influence optique during the propagation of light to and / or through two adjacent memory elements, by providing each memory element with one or more screens, polarizers, filters, phase shift layers and / or electrodes, and in that the medium above, receives light which, on at least one of the surfaces which limit the medium, does not have a normal incidence, in order to obtain an optical influence
entre les éléments de mémoire adjacents. between the adjacent memory elements.
Si l'interaction entre la lumière et les électrons dans une matière est d'une nature telle qu'une intensité lumineuse accrue dans une plage d'intensité lumineuse produit un changement non linéaire de l'absorption de la lumière ou If the interaction between light and electrons in a material is of such a nature that increased light intensity in a light intensity range produces a non-linear change in the absorption of light or
de l'indice de réfraction, on peut obtenir une relation for- of the refractive index, a strong relationship can be
tement non linéaire entre la lumière de sortie et la lumière d'entrée, si une partie de la lumière de sortie provenant de non-linear between the output light and the input light, if part of the output light from
cette matière est renvoyée dans la matière. this matter is returned to the material.
On a trouvé en 1976 (H M Gibbs et col Phys Rev. It was found in 1976 (H M Gibbs and Col Phys Rev.
Lett 36, 1135) que, dans des conditions spéciales données, cette réaction optique pourrait donner un comportement Lett 36, 1135) that, under given special conditions, this optical reaction could give a behavior
bistable, c'est-à-dire une fonction de mémoire Gibs et col. bistable, that is to say a memory function Gibs et al.
ont utilisé un interféromètre de Fabry-Perot pour obtenir un couplage de réaction optique, et ont utilisé de la vapeur de used a Fabry-Perot interferometer to obtain an optical reaction coupling, and used
Na en tant que milieu optiquement non linéaire Ultérieure- Na as an optically non-linear medium
ment, on a obtenu un comportement bistable avec des résona- bistable behavior with resonances
teurs de Fabry-P&rot, avec plusieurs types différents de matières optiquement non linéaires, comme par exemple C 02, SF 6, des fluides présentant l'effet Kerr, le rubis, In Sb et Ga As L'effet non linéaire principal est dû à des variations de l'indice de réfraction, ce qui, pour la longueur d'onde considérée, modifie la longueur du chemin optique et donc Fabry-P & rot, with several different types of optically nonlinear materials, such as for example C 02, SF 6, fluids with Kerr effect, ruby, In Sb and Ga As. The main nonlinear effect is due to variations of the refractive index, which, for the wavelength considered, modifies the length of the optical path and therefore
les conditions de résonance dans l'interféromètre de Fabry- the resonance conditions in the Fabry interferometer
Pérot.Perot.
D'après la demande de brevet précitée comportant des circuits avec réaction électro-optique, on réalise une interconnexion opto-électrique des circuits avec une réaction According to the aforementioned patent application comprising circuits with electro-optical reaction, an opto-electrical interconnection of the circuits is made with a reaction
électro-optique, pour pouvoir-effectuer un transfert d'infor- electro-optical system, in order to be able to transfer information
mation latéral, ce qui est nécessaire pour écrire et lire lateralization, which is necessary to write and read
l'information et pour effectuer un traitement optique spatial. information and to perform spatial optical processing.
L'invention porte donc sur des dispositifs destinés à réaliser un transfert d'information correspondant par une interconne- The invention thus relates to devices for carrying out a corresponding transfer of information by an intercom-
xion "opto-optique" des éléments, avec une réaction opto- "opto-optics" of the elements, with an optically
optique De la même manière que dans le cas de circuits com- In the same way as in the case of
portant une réaction électro-optique, on doit introduire une nouvelle technique pour obtenir un transfert d'information carrying an electro-optical reaction, a new technique must be introduced to obtain an information transfer
qui soit bien défini dans le temps et l'espace. which is well defined in time and space.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la The invention will be better understood on reading the
description qui va suivre de modes de réalisation et en se description that will follow of embodiments and by
référant aux dessins annexés sur lesquels: Les figures la et lb montrent deux exemples de la relation entre la lumière d'entrée et la lumière de sortie d'un résonateur de Fabry-Pérot qui comporte un milieu optique Referring to the accompanying drawings in which: Figures la and lb show two examples of the relationship between the input light and the output light of a Fabry-Perot resonator which comprises an optical medium
non linéaire.non-linear.
La figure 2 est une représentation schématique Figure 2 is a schematic representation
d'un montage destiné à la mesure des caractéristiques corres- of an assembly intended for measuring the corresponding characteristics
pondant aux figures la, lb. Les figures 3 a et 3 b montrent une configuration n'utilisant pas moins de dix sources lumineuse, du fait que laying in figures la, lb. Figures 3a and 3b show a configuration using no less than ten light sources, because
les dispositifs décrits dans l'invention nécessitent normale- the devices described in the invention require normal
ment plusieurs sources lumineuses, plut 8 t que la source lumi- several light sources, rather than the light source
neuse unique de la figure 2.Figure 2.
Les figures 4 a-9 montrent qu'il est possible de transférer de l'information latéralement dans différentes directions à l'intérieur d'unrésonateur de Fabry-Pérot au Figures 4 a-9 show that it is possible to transfer information laterally in different directions inside a Fabry-Perot
moyen d'une ou plusieurs sources lumineuses Plus précisé- medium of one or more light sources
ment, les figures 4 a-4 c et 5 a, 5 b montrent le transfert de l'information par commutation des sources lumineuses entre différents niveaux lumineux selon une séquence spécifiée; Figures 4a-4c and 5a, 5b show the transfer of information by switching light sources between different light levels in a specified sequence;
les figures 6 a-6 c montrent en outre l'utilisation d'une con- FIGS. 6 a-6 c further show the use of a
figuration d'électrodes pour obtenir un transfert bien défini; la figure 7 montre l'accomplissement d'une sélection entre figuration of electrodes to obtain a well-defined transfer; Figure 7 shows the completion of a selection between
différents éléments modulateurs avec des filtres de polarisa- different modulator elements with polarization filters
tion; la figure 8 montre l'accomplissement d'une sélection avec des filtres de Fabry-Pérot; et la figure 9 montre tion; Figure 8 shows the completion of a selection with Fabry-Perot filters; and figure 9 shows
l'accomplissement d'une sélection avec des filtres à déphasa- the completion of a selection with phase shift filters
ge. Les figures la, lb montrent l'intensité lumineuse I en sortie d'un résonateur de Fabry-Pérot comportant un o milieu optique non linéaire, en fonction de l'intensité I. de la lumière incidente Des courbes du type représentées sur ge. FIGS. 1a, 1b show the luminous intensity I at the output of a Fabry-Perot resonator comprising a non-linear optical medium, as a function of the intensity I of the incident light. Curves of the type shown on FIG.
la figure la ont été mesurées, entre autres, dans des réscna- Figure la have been measured, inter alia, in
teurs à rubis (voir par exemple l'article de T N C Venkate- rubies (see for example the article by T N C Venkate-
san et S L McCall intitulé "Optical bistability and diffe- san and S. McCall entitled "Optical bistability and diffe-
rential gain between 85 and 296 K in a Fabry-Perot contai- rential gain between 85 and 296 K in a Fabry-Perot contai-
ning ruby", Applied Physics Letters, Vol 30, no 6, 15 mars 1977), et des courbes telles que celle de la figure lb ont été obtenues lors de mesuresportant sur du In Sb (voir par exemple l'article de David A B Miller et col intitulé "Optical Bistability in Semiconductors", IEEE Journal of ning ruby ", Applied Physics Letters, Vol 30, No. 6, Mar. 15, 1977), and curves such as that of Fig. 1b were obtained when measuring on In Sb (see for example the article by David AB Miller and column entitled "Optical Bistability in Semiconductors", IEEE Journal of
Quantum Electronics, Vol QE-17, n 3, mars 1981). Quantum Electronics, Vol. QE-17, No. 3, March 1981).
La figure 2 montre un montage pour la mesure, en laboratoire, des relations entre Ii et Io Un laser 1 émet un faisceau de rayons parallèles vers le résonateur de Fabry-Perot 4 (FP) qui est logé à l'intérieur d'un cryostat 2 ayant deux fenêtres optiques 3 a et 3 b La lumière I qui a traversé le résonateur de Fabry-Pérot 4 est captée par le FIG. 2 shows an assembly for measuring, in the laboratory, the relations between Ii and Io. A laser 1 emits a beam of parallel rays towards the Fabry-Perot resonator 4 (FP) which is housed inside a cryostat. 2 having two optical windows 3a and 3b The light I which passed through the Fabry-Perot resonator 4 is picked up by the
photodétecteur 5.photodetector 5.
Pour obtenir des séquences d'impulsions lumineuses appropriées, on utilise conformément à l'invention plusieurs In order to obtain appropriate light pulse sequences, according to the invention several
sources lumineuses à laser l A-l L (voir les figures 3 a, 3 b). laser light sources A-1 L (see FIGS. 3a, 3b).
La figure 3 a est une représentation du montage en vue laté- FIG. 3a is a representation of the mounting in a side view.
rale et la figure 3 b est une représentation en vue par le dessus Avec le montage conforme aux figures 3 a, 3 b, on peut appliquer au résonateur de Fabry-Pérot 4 des fronts d'onde multiplexés dans le temps ayant différents angles d'incidence, Fig. 3b is a top view representation. With the arrangement according to Figs. 3a, 3b, time-multiplexed wavefronts having different angles can be applied to the Fabry-Perot resonator 4. impact,
et l'importance de ceci apparaîtra sur les figures suivantes. and the importance of this will appear in the following figures.
On décrira ci-après le principe essentiel de l'in- The following is a description of the essential principle of
vention en se référant à la figure 4 a, avec l'aide de la tion with reference to Figure 4a, with the assistance of the
figure la Le résonateur de Fabry-Pérot proprement dit consis- The Fabry-Perot resonator itself
te en deux miroirs semi-transparents 7 et 8, entre lesquels se trouve un milieu optique mon linéaire De part et d'autre des miroirs 7 et 8 se trouvent deux miroirs semi-transparents supplémentaires 6 et 9, qui portent un revêtement consistant en une configuration d'écrans 10 qui peuvent être absorbants ou réfléchissants Les écrans 10 situés sur le miroir 6 ont pour fonction d'arrêter la lumière provenant de A et B, et les écrans 10 situés sur le miroir 9 ont pour fonction two semi-transparent mirrors 7 and 8, between which is an optical medium my linear On both sides of the mirrors 7 and 8 are two additional semi-transparent mirrors 6 and 9, which carry a coating consisting of configuration of screens 10 that can be absorbent or reflective The screens 10 located on the mirror 6 have the function of stopping the light from A and B, and the screens 10 located on the mirror 9 have the function
d'arrêter la lumière provenant de D et E Avec la configura- to stop the light coming from D and E With the configura-
tion d'écrans 10 représentée sur les dessins, on obtient une division optique du résonateur de Fabry-Pérot en un certain nombre d'éléments de mémoire On supposera maintenant que pour l'élément de mémoire 1, Ii = I 2 (voir la figure la) et o = Itransmission (état B),pour les éléments de mémoire 2, As shown in the drawings, an optical division of the Fabry-Perot resonator into a number of memory elements is now assumed. For memory element 1, Ii = I 2 (see FIG. la) and o = transmission (state B), for memory elements 2,
, etc, Ii = I Io" I'o I et pour les autres élé- , etc., where I and I for the other
i 3 o M blocage' ments de mémoire ( 3, 5, 7, etc), Ii = I 2 et Io = Iblocage' c'est-à-dire l'état A Si maintenant on augmente ID$ du fait de son angle d'incidence, la lumière sera commutée vers la région du résonateur FP située au-dessous, qui est éclairée i 3 o M memory blocking (3, 5, 7, etc), Ii = I 2 and Io = Iblocage 'that is to say the state A If now we increase ID $ because of its angle of incidence, the light will be switched to the area of the resonator FP below, which is illuminated
par B, et l'intensité lumineuse Ii dans cette région du réso- by B, and the luminous intensity Ii in this region of the reso-
nateur FP peut donc atteindre la valeur I 4 (figure la) Du FP can thus reach the value I 4 (Figure la)
fait que pour les autres éléments, Io = 1 blocage' on obtien- fact that for the other elements, Io = 1 blocking 'one obtains
dra un coefficient de couplage optique inférieur vers les éléments éclairés par IB et situés au-dessous, ce qui fait que ces éléments n'atteindront pas la valeur I 4 * Lorsque le second élément, en partant du haut, a atteint Ii = I 4, I Dest à nouveau réduit à une valeur faible (ID = O), grâce à quoi 2 on Itransmission et l'élément 2 atteint ainsi l'état B, si on donne maintenant à Ii la valeur I 22 Ensuite, on réduit IE pendant une courte durée de façon à avoir Ii = Il pour l'élément 1, grâce à quoi Io = Iblocage' will have a lower optical coupling coefficient to the IB illuminated elements below, so that these elements will not reach the value I 4 * When the second element, from the top, reaches Ii = I 4 , I Dest again reduced to a low value (ID = 0), whereby 2 one Itransmission and element 2 thus reaches the state B, if we now give Ii the value I 22 Then, we reduce IE during a short duration so as to have Ii = II for element 1, thanks to which Io = Iblocage '
atteint donc l'état A On a ainsi accompli un transfert d'in- Thus, the state A is reached. A transfer of
formation en deux éléments de mémoire adjacents, et ceci a donc nécessité une commutation de la source lumineuse D et ensuite une commutation des sources lumineuses B et E (voir la figure 3 A) D'une manière correspondante, on transfère l'information de l'élément de mémoire 2 vers l'élément de mémoire 3 en augmentant tout d'abord quelque peu IE' puis en commutant A à une valeur IA suffisamment grande pour que l'intensité I appliquée à l'élément 3 atteigne I 4, puis en i 4 é commutant B de façon que'l'intensité I appliquée à l'élément i formation into two adjacent memory elements, and this therefore necessitated a switching of the light source D and then a switching of the light sources B and E (see FIG. 3 A). In a corresponding manner, the information of the light source B is transferred. memory element 2 to the memory element 3 by first increasing somewhat IE 'and then switching A to a value IA large enough that the intensity I applied to the element 3 reaches I 4, then i 4 switching B so that the intensity I applied to the element i
2 atteigne I 1 ou une valeur inférieure Il convient de sou- 2 reaches I 1 or a lower value.
ligner que l'intensité Ii qui est appliquée aux éléments 1, 3, etc se compose à la fois de IE et de la partie de IE 3 line that the intensity Ii that is applied to the elements 1, 3, etc. is composed of both IE and the part of IE 3
qui est réfléchie en 6, et que l'intensité Ii qui est appli- which is reflected at 6, and that the intensity Ii which is applied
quée aux éléments 2, 4, etc, se compose à la fois de IB et de la partie de IB qui est réfléchie en 9 Lorsqu'on a Joute l'intensité ID, l'intensité Ii appliquée aux éléments 2, 4, etc,comprend également les réflexions de ID tombant sur les éléments 7 et 8, et lorsqu'on ajoute IA, l'intensité Ii appliquée aux éléments 3, 5, etc comprend également les réflexions de IA tombant sur les éléments 7 et 8 Le niveau de couplage entre les éléments, produit par ID et IA, dépend des réflectances des éléments 6-9, des angles d'indicence de ID et IA, des caractéristiques du milieu non linéaire, des longueurs d'onde choisies, etc, et on peut l'optimiser en ce 2, 4, etc., consists of both IB and the part of IB which is reflected at 9 When the intensity ID has been set, the intensity Ii applied to the elements 2, 4, etc., also includes the ID reflections falling on the elements 7 and 8, and when IA is added, the intensity Ii applied to the elements 3, 5, etc. also includes the reflections of IA falling on the elements 7 and 8 The coupling level between the elements, produced by ID and IA, depends on the reflectances of elements 6-9, the ID and IA indication angles, the characteristics of the nonlinear medium, the chosen wavelengths, etc., and can be optimize in this
qui concerne la vitesse et la fiabilité du transfert d'infor- the speed and reliability of information transfer
mation La vitesse est pratiquement déterminée par le temps The speed is practically determined by the time
de recombinaison du milieu non linéaire, ce qui conduit sou- recombination of the nonlinear medium, which often leads to
vent à l'accomplissement d'un transfert de l'état A vers l'état B pour un élément de mémoire plus rapidement (avec un facteur 10-100) qu'un transfert de B vers A Ceci donne une at the completion of a transfer from state A to state B for a memory element faster (with a factor of 10-100) than a transfer from B to A This gives a
fonction de mémoire qui permet de faire fonctionner en impul- memory function which makes it possible to operate in impulse
sions les sources lumineuses E et B, en plus des sources lumi- light sources E and B, in addition to light sources
neuses A et D, avec une intensité lumineuse égale à zéro au A and D, with luminous intensity equal to zero at
repos, ce qui réduit les exigences imposées aux sources lumi- rest, which reduces the demands placed on light sources
neuses. De plus, des sources lumineuses fonctionnant en Neuses. In addition, light sources operating in
régime d'impulsions procurent de plus grandes tolérances pen- pulses provide greater tolerances
dant le transfert d'information On considérera la même posi- information transfer will be considered.
tion initiale qu'au cours du cycle de transfert d'information décrit cidessus Dans ces conditions, on éteint tout d'abord la source lumineuse E A cause du temps de recombinaison, l'élément 1 sera en résonance pendant une durée tr après que IE a ppis la valeur O, tandis que les éléments 3, 5, 7 etc ne seront pas en résonance Si une impulsion ID est générée pendant la durée M'r' celle-ci peut avoir une intensité correspondant à I 3, sans que les éléments 3, 5, 7, etc ne quittent l'état I = Iblocage Du fait que l'élément 1 est o blocage toujours en résonance, la lumière correspondant à Itransmis In these conditions, the light source EA is first extinguished because of the recombination time, the element 1 will resonate for a duration tr after IE ppis the value O, while the elements 3, 5, 7 etc will not be in resonance If a pulse ID is generated during the duration M'r 'it can have an intensity corresponding to I 3, without the elements 3 , 5, 7, etc. do not leave the state I = Iblocage Because the element 1 is o blocking always in resonance, the light corresponding to Itransmis
Sion sera commutée vers l'élément 2, qui reçoit de la lumiè- Sion will be switched to Element 2, which receives light
re correspondant à une marge de commutation élevée, sans que re corresponding to a high switching margin, without
les éléments 3, 5, 7 ne soient amenés à l'état B par ID. elements 3, 5, 7 are brought to state B by ID.
On peut concevoir différents types de structures We can design different types of structures
optiques pour mettre en oeuvre le principe de transfert d'in- to implement the principle of transfer of information
formation décrit ci-dessus Ainsi, la figure 4 b montre une structure dans laquelle les miroirs 6 et 9 ont été inclinés pour permettre d'utiliser les mêmes rayons lumineux IB et IE formation described above Thus, Figure 4b shows a structure in which the mirrors 6 and 9 have been inclined to allow the use of the same light beams IB and IE
pour maintenir l'information et pour transférer l'informa- to maintain information and to transfer information
tion Ceci a l'avantage de nécessiter moins de sources lumi- This has the advantage of requiring fewer light sources
neuses, mais ceci donne simultanément des marges plus fai- but this simultaneously gives smaller margins
bles pour un fonctionnement sûr et, de plus, l'information ne for safe operation and, moreover, the information does not
peut être transférée que dans une seule direction. can be transferred only in one direction.
Dans un résonateur de Fabry-Pérot, le champ élec- In a Fabry-Perot resonator, the elec-
tromagnétique transmis est directement lié au champ interne, par les conditions aux limites dans le miroir initial, ce qui fait qu'on peut en principe remplacer Io sur les figures la, lb par Iinterne sans que les relations représentées ne soient changées (R Z E, en désignant par E le champ et interne O gr o par T la transmittance) Ceci rend possible l'utilisation transmitted tromagnetic is directly related to the internal field, by the boundary conditions in the initial mirror, so that we can in principle replace Io in the figures la, lb by intern without the relations represented are changed (RZE, in designating by E the field and internal O gr o by T the transmittance) This makes possible the use
d'une structure de Fabry-Pérot simple avec des écrans 10 con- a simple Fabry-Perot structure with 10 screens
formes à la figure 4 c, ce qui simplifie la technique de fabri- forms in Figure 4c, which simplifies the manufacturing technique
cation utilisée en relation avec les structures conformes aux cation used in relation to structures conforming to the
figures 4 a et 4 b.Figures 4a and 4b.
On peut introduire l'information dans le résonateur de Fabry-Pérot de façon optique ou de façon électrique La The information can be introduced into the Fabry-Perot resonator either optically or electrically.
figure 5 a montre un exemple d'introduction électrique de l'in- Figure 5a shows an example of the electrical introduction of
formation Dans le démultiplexeur 11, les données d'entrée sont divisées en un certain nombre de canaux parallèles qui In the demultiplexer 11, the input data is divided into a number of parallel channels which
sont connectés par des conducteurs 12 à des électrodes trans- are connected by conductors 12 to trans-
parentes 13 et 14 situées de part et d'autre du premier élé- 13 and 14 located on either side of the first element.
ment de mémoire, dans une rangée d'éléments de mémoire compor- memory in a row of memory elements
tant des écrans 10 Par influence électro-optique mutuelle sur so many screens 10 By mutual electro-optical influence on
l'indice de réfraction du résonateur de Fabry-Pérot, le pre- the refractive index of the Fabry-Pérot resonator, the first
mier élément peut être amené en résonance pour la longueur d'onde de la lumière utilisée Conformément au procédé décrit ci-dessus, le passage de l'information d'un élément de mémoire The first element can be brought into resonance for the wavelength of the light used. In accordance with the method described above, the passage of the information of a memory element
à un autre est bloqué de façon optique, et lorsque l'infor- another is blocked optically, and when the information is
mation atteint le dernier élément dans une rangée, elle est mation reaches the last element in a row, it is
détectée de façon optique par le détecteur 15 qui est connec- detected optically by the detector 15 which is connected
té au multiplexeur 16 destiné à générer les données de scr- multiplexer 16 for generating the data of scr-
tie Sur la figure 5 b, il faut deux rayons lumineux commutés de chaque c 8 té du résonateur de Fabry-Pérot Si on utilise trois rayons commutés par coté et la configuration d'écran conforme à la figure 5 b, on peut transférer l'information à In FIG. 5b, two switched light rays are required from each side of the Fabry-Perot resonator. If three side-switched rays are used, and the screen configuration according to FIG. information to
la fois vers le bas et vers la droite, ce qui permet de con- both down and to the right, which allows
vertir une information série sous forme parallèle et inverse- to provide serial and parallel information
ment. L'effet électro-optique, qui est utilisé sur les is lying. The electro-optical effect, which is used on
figures 5 a, 5 b pour l'introduction de données dans le réso- FIGS. 5a, 5b for the introduction of data in the reso-
nateur de Fabry-Pérot, peut également être utilisé pour séquencer la transmission de l'information entre différents éléments de mémoire dans le résonateur de Fabry-Pérot, ce qui est représenté sur les figures 6 a-6 c En excitant tour à tour les électrodes 13 par rapport aux électrodes 14 sur la figure 6 a, on peut déplacer les conditions de résonance des éléments The Fabry-Perot numerator can also be used to sequence the transmission of information between different memory elements in the Fabry-Perot resonator, which is shown in FIGS. 6a-6c by alternately exciting the electrodes. 13 with respect to the electrodes 14 in FIG. 6a, it is possible to move the resonance conditions of the elements
de mémoire de façon que leur état optique, d'après les figu- of memory so that their optical state, according to the
res la, lb, puisse être commuté entre A et B et inverse- res la, lb, can be switched between A and B and inversely
ment Pour la transmission d'information entre les éléments de mémoire, on peut utiliser des rayons dirigés, des miroirs obliques ou, comme sur la figure 6 a, une lame de Fabry-Pérot 20, à commande électro-optique, avec un élément arrière 19 For the transmission of information between the memory elements, it is possible to use directed rays, oblique mirrors or, as in FIG. 6 a, an electro-optically controlled Fabry-Perot blade 20, with a rear element 19
absorbant la lumière Avec le réflecteur de Fabry-Perot con- absorbing light With the Fabry-Perot reflector con-
forme à la figure 6 a, on peut commander le coefficient de form in Figure 6a, we can control the coefficient of
couplage entre les éléments de mémoire, ce qui permet un cou- coupling between the memory elements, which allows a
plage des éléments de mémoire avec des impulsions distinctes. range of memory elements with distinct pulses.
La figure 6 b montre la configuration d'électrodes sur les Figure 6b shows the electrode configuration on the
surfaces du résonateur de Fabry-Pérot 4 Ces électrodes con- surfaces of the Fabry-Perot resonator 4 These electrodes con-
sistent en une structure de réseaux interdigités avec au moins deux réseaux distincts et avec les doigts de chaque réseau intercalés dans les espaces de l'autre réseau Les are in a structure of interdigital networks with at least two distinct networks and with the fingers of each network interposed in the spaces of the other network.
éléments de mémoire adjacents (dans une direction perpendicu- adjacent memory elements (in a perpendicular direction
laire aux doigts des réseaux) sont connectés à des configura- networks) are connected to configura-
tions de réseau distinctes, ce qui permet d'appliquer des tensions électriques distinctes ( 01 02) à deux éléments de mémoire adjacents Le résonateur de Fabry-Pérot comporte d'un côté cette structure de réseaux interdigités et de l'autre c 8 té des bandes d'électrode, perpendiculaires aux doigts des réseaux, ou une structure de réseaux interdigités qui est plus ou moins similaire à la première structure de réseaux interdigités et qui est tournée d'environ 900 par rapport à la première structure de réseaux L'information électrique est écrite, en parallèle, au sommet de la figure 6 b puis elle est décalée vers le bas de façon synchrone avec l'aide d'impulsions d'horloge 01 et 029 qui sont appliquées à une électrode 13 sur deux Si on utilise plusieurs rayons lumineux, on peut transférer l'information à la fois dans la The Fabry-Perot resonator comprises on one side this interdigitated network structure and on the other side of the network, it is possible to apply separate electrical voltages (01 02) to two adjacent memory elements. electrode strips, perpendicular to the fingers of the gratings, or an interdigitated network structure which is more or less similar to the first interdigitated network structure and is rotated about 900 relative to the first network structure Electrical information is written, in parallel, at the top of FIG. 6b and then is shifted downwards synchronously with the aid of clock pulses 01 and 029 which are applied to one electrode 13 of two If several rays are used bright, we can transfer the information both in the
direction x et dans la direction y, à l'aide de configura- direction x and in the y direction, using
tions d'électrodes croisées conformes à la figure 6 c. Cross-electrode electrodes according to Figure 6 c.
La fonction d'enregistrement et de transfert d'in- The function of recording and transferring
formation décrite est basée sur la caractéristique consistant en ce qu'une cellule de mémoire sur deux (ou mieux, une sur The training described is based on the feature that one out of two (or better, one on
trois), dans une certaine direction de la surface du résona- three), in a certain direction of the surface of the resonance
teur de Fabry-Pérot peut être excitée (IB, EI) et éclairée Fabry-Perot can be excited (IB, EI) and enlightened
obliquement (IA, Icy I Dy etc) indépendamment des autres cellu- obliquely (IA, Icy I Dy etc.) independently of other cellular
les de mémoire En plus de l'utilisation d'écrans 10 et d'un éclairage selon deux directions, on peut également effectuer ce multiplexage de lumière latéral avec des polariseurs 21 a et 21 b, conformément à la figure 7, qui ont des directions de polarisation différentes correspondant respectivement aux directions de polarisation des sources lumineuses B et Bo Si l'effet non linéaire dans le résonateur de Fabry- Pérot 4 est présent dans une certaine plage de longueur d'onde, on In addition to the use of screens 10 and illumination in two directions, this lateral light multiplexing can also be performed with polarizers 21a and 21b, according to FIG. 7, which have directions. polarization directions corresponding respectively to the polarization directions of light sources B and Bo If the nonlinear effect in the Fabry-Perot resonator 4 is present in a certain wavelength range,
peut utiliser un multiplexage en longueur d'onde, conformé- may use wavelength multiplexing, in accordance with
ment à la figure 8 Le filtre placé devant le résonateur de Figure 8 The filter placed in front of the resonator of
Fabry-Pérot 4 consiste ici en un autre résonateur de Fabry- Fabry-Pérot 4 here consists of another Fabry- resonator
Pérot, avec des longueurs d'onde de résonance séparées pour Perot, with separate resonance wavelengths for
deux éléments de mémoire adjacents On peut par exemple obte- two adjacent memory elements can be obtained for example
nir ceci à l'aide d'électrodes 24 qui sont excitées par exem- deny this by means of electrodes 24 which are excited for example by
ple au moyen d'une configuration telle que celle de la figure by means of a configuration such as that of the figure
6 b On mentionnera enfin la possibilité d'effectuer un adres- 6 b Finally, mention should be made of the possibility of making a
sage de phase, auquel cas le résonateur de Fabry-Pérot 4 est muni d'une configuration de déphasage 25 (figure 9), pour phase, in which case the Fabry-Perot resonator 4 is provided with a phase shift configuration 25 (FIG.
obtenir les différents éléments de mémoire. get the different elements of memory.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, It goes without saying that many modifications can be made to the device described and shown,
sans sortir du cadre de l'invention. without departing from the scope of the invention.
ilhe
Claims (14)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8200557A SE8200557L (en) | 1982-02-01 | 1982-02-01 | DEVICE FOR LATERAL INFORMATION TRANSFER IN OPTICAL ORIENTED MEDIA |
Publications (1)
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---|---|
FR2520885A1 true FR2520885A1 (en) | 1983-08-05 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR8301088A Withdrawn FR2520885A1 (en) | 1982-02-01 | 1983-01-25 | INFORMATION TRANSFER DEVICE IN A NON-LINEAR OPTICAL ENVIRONMENT |
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---|---|
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Families Citing this family (2)
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FI863201A (en) * | 1985-08-06 | 1987-02-07 | Plessey Overseas | OPTICAL RESONANCE. |
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US3813605A (en) * | 1970-11-30 | 1974-05-28 | Massachusetts Inst Technology | Bistable optical device |
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- 1982-02-01 SE SE8200557A patent/SE8200557L/en not_active Application Discontinuation
-
1983
- 1983-01-22 DE DE19833302533 patent/DE3302533A1/en not_active Withdrawn
- 1983-01-25 FR FR8301088A patent/FR2520885A1/en not_active Withdrawn
- 1983-01-28 JP JP1260183A patent/JPS58132732A/en active Pending
- 1983-01-31 GB GB08302628A patent/GB2114313A/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
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IEEE SPECTRUM, vol. 18, no. 6, juin 1981, pages 26-33, New York, US; P.W.SMITH et al.: "Bistable optical devices promise subpicosecond switching" * |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3302533A1 (en) | 1983-08-04 |
JPS58132732A (en) | 1983-08-08 |
GB8302628D0 (en) | 1983-03-02 |
SE8200557L (en) | 1983-08-02 |
GB2114313A (en) | 1983-08-17 |
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