NO310217B1 - Optical logic element and optical logic device - Google Patents

Optical logic element and optical logic device Download PDF

Info

Publication number
NO310217B1
NO310217B1 NO19980407A NO980407A NO310217B1 NO 310217 B1 NO310217 B1 NO 310217B1 NO 19980407 A NO19980407 A NO 19980407A NO 980407 A NO980407 A NO 980407A NO 310217 B1 NO310217 B1 NO 310217B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
optical
optical logic
layer
memory material
logic element
Prior art date
Application number
NO19980407A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO980407D0 (en
NO980407L (en
Inventor
Hans Gude Gudesen
Geirr I Leistad
Per-Erik Nordal
Original Assignee
Thin Film Electronics Asa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from NO962475A external-priority patent/NO962475L/en
Priority claimed from NO972574A external-priority patent/NO304859B1/en
Priority claimed from PCT/NO1997/000154 external-priority patent/WO1997048009A1/en
Application filed by Thin Film Electronics Asa filed Critical Thin Film Electronics Asa
Priority to NO19980407A priority Critical patent/NO310217B1/en
Publication of NO980407D0 publication Critical patent/NO980407D0/en
Publication of NO980407L publication Critical patent/NO980407L/en
Publication of NO310217B1 publication Critical patent/NO310217B1/en

Links

Landscapes

  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)

Description

Oppfinnelsen angår et optisk logisk element, spesielt et flertilstands, multistabilt optisk logisk element og enda mer spesielt et proksimitetsadresserbart optisk logisk element hvortil adressering finner sted uten bruk av aktive eller passive optiske elementer, omfattende et optisk minnemateriale, hvor minnematerialet under påvirkning av et påtrykket magnetisk, elektromagnetisk eller elektriske felt eller tilført energi kan gå over fra en fysisk eller kjemisk tilstand til en annen fysisk eller kjemisk tilstand, hvor en fysisk eller kjemisk tilstand er tilordnet en bestemt logisk verdi, og hvor en endring av det logiske elements fysiske eller kjemiske tilstand bevirker en endring i den logiske verdi og gjennomføres ved at det logiske element aksesseres og adresseres magnetisk, elektromagnetisk, elektrisk eller optisk for skriving, lesing, lagring, sletting og svitsjing av en tilordnet logisk verdi. Oppfinnelsen angår også en optisk logisk innretning, spesielt til lagring av data eller utførelse av logiske og aritmetiske operasjoner, hvor innretningen omfatter en rekke optisk logiske elementer, hvor de optisk logiske elementer spesielt er flertilstands, multistabile optisk logiske elementer, og enda mer spesielt proksimitetsadresserbare optisk logiske elementer hvortil en adressering finner sted uten bruk av aktive eller passive optiske elementer, omfattende et optisk minnemateriale, hvor minnematerialet under påvirkning av et påtrykket magnetisk, elektromagnetisk eller elektriske felt eller tilført energi kan gå over fra en fysisk eller kjemisk tilstand til en annen fysisk eller kjemisk tilstand, hvor en fysisk eller kjemisk tilstand er tilordnet en bestemt logisk verdi, og hvor en endring av det logiske elements fysiske eller kjemiske tilstand bevirker en endring i den logiske verdi og gjennomføres ved at det logiske element aksesseres og adresseres magnetisk, elektromagnetisk, elektrisk eller optisk for skriving, lesing, lagring, sletting og svitsjing av en tilordnet logisk verdi. The invention relates to an optical logic element, in particular a multi-state, multistable optical logic element and even more particularly a proximity addressable optical logic element to which addressing takes place without the use of active or passive optical elements, comprising an optical memory material, where the memory material under the influence of an applied magnetic , electromagnetic or electric fields or applied energy can pass from one physical or chemical state to another physical or chemical state, where a physical or chemical state is assigned a specific logical value, and where a change in the physical or chemical state of the logical element causes a change in the logical value and is carried out by the logical element being accessed and addressed magnetically, electromagnetically, electrically or optically for writing, reading, storing, erasing and switching of an assigned logical value. The invention also relates to an optical logic device, in particular for storing data or performing logical and arithmetic operations, where the device comprises a number of optical logic elements, where the optical logic elements are in particular multi-state, multistable optical logic elements, and even more particularly proximity addressable optical logical elements to which addressing takes place without the use of active or passive optical elements, including an optical memory material, where the memory material under the influence of an applied magnetic, electromagnetic or electric field or applied energy can change from one physical or chemical state to another physical or chemical state, where a physical or chemical state is assigned a specific logical value, and where a change in the physical or chemical state of the logical element causes a change in the logical value and is carried out by the logical element being accessed and addressed magnetically, electromagnetically,electrical or optical for writing, reading, storing, erasing and switching an assigned logical value.

Oppfinnelsen angår generelt en ny klasse av optoelektroniske innretninger som kan lagre informasjon og/eller utføre logiske funksjoner ved hjelp av et optisk minnemateriale som er rommet i individuelt adresserbare celler eller elementer. Hvert element er en selvstendig enhet og kan kombineres med lignende elementer for å danne større montasjer, typisk i form av planare ark eller lag. De sistnevnte kan konfigureres til tertiære montasjer, eksempelvis ved stabling for å danne optiske dataminner og optisk logiske innretninger med et høyt forhold mellom ytelse og volum. The invention generally relates to a new class of optoelectronic devices which can store information and/or perform logical functions by means of an optical memory material which is contained in individually addressable cells or elements. Each element is an independent unit and can be combined with similar elements to form larger assemblies, typically in the form of planar sheets or layers. The latter can be configured for tertiary assemblies, for example by stacking to form optical data memories and optical logic devices with a high ratio between performance and volume.

Nåværende digitale optiske datalagringsteknologier er blitt utviklet som reaksjon på et stadig økende behov for datalagringskapasitet i kompakt format og har med stort hell vært i stand til å kunne skaffe løsninger som kombinerer en høy arealmessig datatetthet med utskiftbarhet og/eller flyttbarhet. Current digital optical data storage technologies have been developed in response to an ever-increasing need for data storage capacity in a compact format and have been able to successfully provide solutions that combine a high areal data density with exchangeability and/or portability.

Det avgjørende skritt har vært bruken av små, effektive halvlederlasere som utstråler koherent lys som kan fokuseres til punkter nær diffraksjonsgrensen, slik at det dermed fås tilsvarende nøyaktig definisjon og tett anordning av informasjonsbitene i det databærende medium. I praktiske systemer har kostnads- og rombegrensinger logisk ført til en konstruksjon hvor laserstrålen skannes over overflaten av en roterende skive og tar opp en seriell bitstrøm, mens den følger et optisk styrespor under servokontroll. The decisive step has been the use of small, efficient semiconductor lasers that emit coherent light that can be focused to points close to the diffraction limit, so that correspondingly precise definition and close arrangement of the information bits in the data-bearing medium is obtained. In practical systems, cost and space constraints have logically led to a design where the laser beam is scanned over the surface of a rotating disc and records a serial bit stream, while following an optical guide track under servo control.

Systemer basert på denne generiske konstruksjonsløsning er nå blitt utviklet til et punkt hvor datatettheten ligger nær den teoretiske grense, og videre utvikling for å imøtekomme fremtidige behov kan ikke møtes ved trinnvise forbedringer som hittil. Systems based on this generic construction solution have now been developed to a point where the data density is close to the theoretical limit, and further development to meet future needs cannot be met by incremental improvements as hitherto.

En innlysende begrensning er bruken av det todimensjonale datalagringsformat. Selv om den arealmessige datatetthet er høy, er fysiske bitposisjoner begrenset til en plan overflate på en stiv, selvbærende flate med høy mekanisk kvalitet, hvilket fører til at det fås en relativt lite imponerende volumetrisk datatetthet. Nylig er det blitt publisert tekniske løsninger hvor data lagres i flere plan ved forskjellige dybder under platens overflate. Diskriminering mellom forskjellige lag er mulig på grunn av den meget lille dybdeskarphet som er forbundet med et nøyaktig fokus og det er forventet at dette prinsippet kan utvikles til å omfatte inntil ti plan eller lag (se f.eks. E.K (signatur), "Stacking the decks for optical data storage", Optics and Photonics News, august 1994, p.39). Det synes imidlertid som om fordelene som kan oppnås med bruk av multiple lag eller plan, delvis nøytraliseres av så vel kostnadsfaktorer som tekniske kompromisser mellom på den ene side antall lag og på den annen side oppnåelige arealmessig datatetthet i hvert lag. Selv implementert i henhold til nylig påståtte ytelser, mangler slike teknologiske løsninger potensialet for vedholdende langsiktig utvikling og forbedring. An obvious limitation is the use of the two-dimensional data storage format. Although the areal data density is high, physical bit positions are limited to a flat surface on a rigid, self-supporting surface with high mechanical quality, resulting in a relatively unimpressive volumetric data density. Recently, technical solutions have been published where data is stored in several levels at different depths below the plate's surface. Discrimination between different layers is possible due to the very small depth of field associated with a precise focus and it is expected that this principle can be developed to include up to ten planes or layers (see e.g. E.K (signature), "Stacking the decks for optical data storage", Optics and Photonics News, August 1994, p.39). It seems, however, that the advantages that can be achieved with the use of multiple layers or plans are partially neutralized by both cost factors and technical compromises between, on the one hand, the number of layers and, on the other hand, the achievable areal data density in each layer. Even implemented according to recently claimed benefits, such technological solutions lack the potential for sustained long-term development and improvement.

I mange tilfelle utgjør begrensninger i aksesstid og In many cases, restrictions on access time and

dataoverføringshastigheter en meget mer alvorlig ulempe for roterende platesystemer erm de ovennevnte begrensninger av datatettheter og - kapasiteter. data transfer rates a much more serious drawback for rotating disk systems than the above-mentioned limitations of data densities and capacities.

I applikasjoner hvor filer på en plate skal aksesseres hurtig i en slumpsekvens, må den laserfokuserende servo raskt bevege en optisk montasje radielt fra en posisjon på platen til en annen. I den korrekte radiale posisjon må sporingen raskt gjenopptas, noe som innebærer justering i to dimensjoner, justering av rotasjonshastigheten, oppnåelse av synkronisering og å finne og identifisere filtittelen. Disse elektromekaniske prosedyrer medfører aksesstider som er lange, typisk 200 ms eller mer. Tiltak er blitt gjort for å redusere aksesstiden, f.eks. ved å øke platens rotasjonshastighet for å redusere tiden som medgår til rotasjonsjustering og å redusere vekten av de servostyrte komponenter for fokusering og sporing. Forbedring på et område medfører imidlertid begrensninger på et annet. Økning av rotasjonshastigheten forsterker den såkalte "langsageffekten", dvs. den raske akselerasjon og deselerasjon av rotasjonshastigheten som er nødvendig for å opprettholde konstant skannehastighet for strålen over platens overflate når det veksles mellom spor med forskjellige radier. Dette er en dominerende årsak til ventetiden i datagjenfinningssystemer basert på optiske plater. Forsøk på å eliminere langsageffekten ved å benytte konstant rotasjonshastighet uansett radial posisjon medfører en reduksjon av den arealmessige datatetthet eller økende teknisk kompleksitet. In applications where files on a disk must be accessed quickly in a random sequence, the laser focusing servo must quickly move an optical assembly radially from one position on the disk to another. In the correct radial position, tracking must be quickly resumed, which involves adjusting in two dimensions, adjusting the rotational speed, achieving synchronization, and finding and identifying the file title. These electromechanical procedures entail access times that are long, typically 200 ms or more. Measures have been taken to reduce the access time, e.g. by increasing the plate rotation speed to reduce the time required for rotation adjustment and to reduce the weight of the servo-controlled components for focusing and tracking. Improvement in one area, however, entails limitations in another. Increasing the rotational speed enhances the so-called "slow saw effect", i.e. the rapid acceleration and deceleration of the rotational speed necessary to maintain a constant scanning speed of the beam across the surface of the plate when switching between tracks of different radii. This is a dominant cause of latency in data retrieval systems based on optical discs. Attempts to eliminate the sawing effect by using constant rotation speed regardless of radial position lead to a reduction in the areal data density or increasing technical complexity.

Det er ikke overraskende at slike nøyaktige elektromekaniske optiske systemer vil være langsomme i tidsskalaer som er typiske for det rent elektroniske område (mikrosekunder eller mindre), slik at optiske plateinnretninger ikke kan benyttes som minner med direkte hurtig aksess i en lang rekke anvendelser, eksempelvis som direkte randomaksessminner (DRAM) for datamaskiner etc. En betydelig innsats har vært gjort for å elmininere slike innretningers akilleshæl, nemlig behovet for å fokusere og spore uten mekanisk treghet. Løsninger som er blitt undersøkt, innbefatter optoelektroniske deflektorer, bølgeledere og diffraktive optiske elementer. Teknisk og økonomisk levedyktige systemer av denne art er foreløpig ikke blitt vist i praksis og synes å ligge flere år inn i fremtiden. I tillegg blir ventetidsproblemet forbundet med platerotasjon ikke løst med slike tiltak. It is not surprising that such precision electromechanical optical systems will be slow on timescales typical of the purely electronic domain (microseconds or less), so that optical disk devices cannot be used as direct fast access memories in a wide variety of applications, such as direct random access memory (DRAM) for computers etc. A considerable effort has been made to eliminate the Achilles heel of such devices, namely the need to focus and track without mechanical inertia. Solutions that have been investigated include optoelectronic deflectors, waveguides and diffractive optical elements. Technically and economically viable systems of this kind have not yet been demonstrated in practice and seem to lie several years into the future. In addition, the waiting time problem associated with plate rotation is not solved with such measures.

I roterende platesystemer leses databitene suksessivt etter hvert som laserstrålen skanner langs bordet, og dataoverføringshastigheten er eksplisitt avhengig av rotasjonshastigheten og den lineære datatetthet langs sporet. I en rekke applikasjoner, så som interaktive multimedia, er overføringshastigheten en vesentlig flaskehals med dagens optiske platesystemer. Gitt en nær optimal koding og fokusering av data typisk for dagens utviklede plateteknologi, synes det å være få muligheter for å øke dataoverføringshastigheten. En mulighet er å øke rotasjonshastigheten. Dette er blitt gjort i en rekke kommersielle systemer til et punkt hvor kostnader og effektforbruk nå fører til et raskt minkende utbytte ved ytterligere hastighetsøkninger. En annen strategi er å benytte flere laserstråler som adresserer separate, men parallelle spor på platen. Etter hvert som antallet parallelle spor øker, øker imidlertid kompleksiteten og kostnaden meget raskt, og slike opplegg synes i heldigste fall å være i stand til å gi hastighetsforbedringer som langt fra imøtekommer de forventede, fremtidige behov. In rotating disk systems, the data bits are read successively as the laser beam scans along the table, and the data transfer rate is explicitly dependent on the speed of rotation and the linear data density along the track. In a number of applications, such as interactive multimedia, the transfer rate is a significant bottleneck with today's optical disc systems. Given the near-optimal encoding and focusing of data typical of today's developed disc technology, there seems to be little scope for increasing the data transfer rate. One possibility is to increase the rotation speed. This has been done in a number of commercial systems to the point where costs and power consumption now lead to a rapidly diminishing return on further speed increases. Another strategy is to use multiple laser beams that address separate but parallel tracks on the disc. As the number of parallel tracks increases, however, the complexity and cost increase very quickly, and such schemes seem at best to be able to provide speed improvements that fall far short of the expected future needs.

De ovennevnte ulemper har vært klart anerkjent i lengre tid, og andre opplegg er blitt foreslått og eksperimentelt undersøkt, spesielt sideorienterte minne- og logikksystemer, basert på holografisk teknologi. I tillegg til å gi løfte om høytetthetsvolumetrisk datalagringer i tre dimensjoner, kan holografiske systemer adresseres i en sidevekslingsmode og dermed fremby de fordeler som er iboende parallellisme, så som høy overføringshastighet. Hurtig randomaksessering av data ved hjelp av treghetsfrie optoelektroniske midler er under undersøkelse. Videre er det blitt undersøkt logiske operasjoner så som høyhastighets parallellprosessering for objektgjenkjennelse. Det har vært predikert at holografiske minner kan slettes og skrives på ny gjentatte ganger, lagre en datamengde på giga- til terabyte-nivå i et volum sammenlignbart med en sukkerbit og gi randomaksesstider fra mikrosekund- til nanosekundområdet og dataoverføringshastigheter på flere hundre Mbyte/s (se f.eks. D. Psaltis og F. Mok, "Holographic memories", Scientific American, november 1995, pp. 52-58). Tilsvarende potensielle ytelser er blitt angitt for andre systemer basert på konfokale og flerlasers (ikke-lineære) adresseringsprinsipper (se f.eks. "The optical sugar cube", Photonics Spectra, september 1994, p. 50). The above disadvantages have been clearly recognized for a long time, and other schemes have been proposed and experimentally investigated, especially page-oriented memory and logic systems, based on holographic technology. In addition to offering the promise of high-density volumetric data storage in three dimensions, holographic systems can be addressed in a paging mode and thus offer the advantages inherent in parallelism, such as high transfer rates. Fast random access of data using inertia-free optoelectronic means is under investigation. Furthermore, logical operations such as high-speed parallel processing for object recognition have been investigated. It has been predicted that holographic memories can be repeatedly erased and rewritten, store gigabyte to terabyte-level data in a volume comparable to a sugar cube, and provide random access times in the microsecond to nanosecond range and data transfer rates of several hundred Mbytes/s ( see eg D. Psaltis and F. Mok, "Holographic memories", Scientific American, November 1995, pp. 52-58). Similar potential performances have been indicated for other systems based on confocal and multi-laser (non-linear) addressing principles (see eg "The optical sugar cube", Photonics Spectra, September 1994, p. 50).

Ytterligere kan det som et eksempel på et sidebasert optisk datalagringssystem nevnes internasjonal publisert patentsøknad nr. W096/21228 (Birge) med tittelen " Branched photocycle optical memory device" som viser et volumetrisk optisk minne som lagrer informasjon med høy tetthet i tre dimensjoner ved selektivt å aktivere en fotokjemisk grenreaksjon fra en kortvarig termisk mellomtilstand i den primære fotosyklus i et lysfølsomt proteinbasert lagringsmedium. I den forbindelse benyttes det en såkalt "sidevekslings" -laser som aktiverer et plant sjikt eller en side av datalagringsmediet på en bølgelengde og datalasere som på en annen bølgelengde sender utvalgte datastråler som er ortogonale til det valgte sjikt eller siden. Denne teknologien er imidlertid ikke enkel å implementere i praktiske datalagringsinnretninger og har noen vesentlige svakheter. For å oppnå høy volumetrisk datatetthet må sidevekslingslyset være meget intenst og jevnt innenfor et meget snevert definert spatialt område og med skarp intensitetsgrense. Dette innebærer bruk av en laserstråle og forholdsvis komplisert optikk for å forme strålen. Det er for det annet nødvendig med en meget presist kontrollert belysningssekvens, som innbefatter bruk av tre separate bølgelengder. Den optimale tidsstyring av sekvensene er temperaturavhengig. For det tredje blir skrive- og lesehastighetene begrenset av fotosyklusens tidskonstanter, hvilket fører til aksesstider i ms-området. For det fjerde vil lesing av de lagrede data redusere kontrasten til disse på optiske minnemedium, slik at det blir nødvendig med oppfrisking etter et visst antall, eksempelvis 1000 leseoperasjoner. Further, as an example of a page-based optical data storage system, International Published Patent Application No. W096/21228 (Birge) entitled "Branched photocycle optical memory device" which discloses a volumetric optical memory that stores high-density information in three dimensions by selectively activate a photochemical branch reaction from a short-lived thermal intermediate state in the primary photocycle in a light-sensitive protein-based storage medium. In this connection, a so-called "side switching" laser is used which activates a flat layer or a side of the data storage medium on one wavelength and data lasers which on another wavelength send selected data beams that are orthogonal to the selected layer or side. However, this technology is not easy to implement in practical data storage devices and has some significant weaknesses. In order to achieve high volumetric data density, the page switching light must be very intense and uniform within a very narrowly defined spatial area and with a sharp intensity limit. This involves the use of a laser beam and relatively complicated optics to shape the beam. Secondly, a very precisely controlled lighting sequence is required, which includes the use of three separate wavelengths. The optimal timing of the sequences is temperature dependent. Third, the write and read speeds are limited by the time constants of the photocycle, leading to access times in the ms range. Fourthly, reading the stored data will reduce the contrast of these on optical memory media, so that refreshing will be necessary after a certain number, for example 1000 reading operations.

Fra SE patent nr. 501 106 (Toth) med tittelen "Optisk minne" er det kjent et optisk minne av typen "Write-Once-Read-Many-Times" (WORM-typen) som inneholder et lagringselement med stabile optiske tilstander. Lagringselementet er delt i et antall minneposisjoner, idet den optiske tilstand i en gitt minneposisjon kan både forandres og leses ut ved hjelp av en mot minneposisjonen rettet lysstråle. Minnet kan realiseres helt uten bevegelige mekaniske deler og ha en meget kort adresseringstid og muliggjør en særlig høy lagringskapasitet. Dette minne muliggjør også parallell skriving og lesing av flerbitsord. Selve lagringsmediet kan være anbrakt i flere sjikt eller nivåer. Lysstrålen fokuseres da til en gitt minneposisjon, og med bruk av åtte nivåer blir det mulig å lagre en byte i hver minneposisjon eller x,y-posisjon. I en utførelse med 7 7 lagringsceller på hver 1 cm kan det i åtte nivåer lagres 9,8 Gbyte og skrivehastigheten vil da være 40 Mbyte/s. Utlesning finner sted i absorpsjonsmodus, hvilket innebærer at de enkelte nivåer må ha fastsatte, ulike tykkelser for at det skal bli mulig å skjelne mellom de enkelte trinn i kodesekvensen. Dette medfører imidlertid at den volumetriske lagringstetthet avtar med økende antall nivåer, og nødvendigheten av å fokusere lysstrålen til en minneposisjon samt å manøvrere lysstrålen i x, y-retningene medfører kostnadsmessige og tekniske komplikasjoner. From SE patent no. 501 106 (Toth) entitled "Optical memory" an optical memory of the "Write-Once-Read-Many-Times" type (WORM type) containing a storage element with stable optical states is known. The storage element is divided into a number of memory positions, as the optical state in a given memory position can both be changed and read out using a light beam directed towards the memory position. The memory can be realized completely without moving mechanical parts and have a very short addressing time and enables a particularly high storage capacity. This memory also enables parallel writing and reading of multi-bit words. The storage medium itself can be arranged in several layers or levels. The light beam is then focused to a given memory position, and with the use of eight levels it becomes possible to store a byte in each memory position or x,y position. In an embodiment with 7 7 storage cells of 1 cm each, 9.8 Gbytes can be stored in eight levels and the writing speed will then be 40 Mbytes/s. Reading takes place in absorption mode, which means that the individual levels must have fixed, different thicknesses so that it will be possible to distinguish between the individual steps in the code sequence. However, this means that the volumetric storage density decreases with an increasing number of levels, and the necessity to focus the light beam to a memory position and to maneuver the light beam in the x, y directions entails cost and technical complications.

Selv om de hittil foreslåtte tekniske løsninger kan virke imponerende, må de anførte ytelser i et fremtidig kommersielt miljø bedømmes med henblikk på maskinvarekostnadene, systemkompleksiteten og den totale formfaktor for innretningene. Basert på teknikkens nåværende stand slik den fremgår av den tilgjengelige litteratur, synes det korrekt å konkludere med at holografiske og andre sideorienterte systemer eller flersjiktssystemer ikke vil få gjennomslag innen overskuelig tid på markeder hvor kravet til kompakthet og lav kostnad står i høysetet. Selv om komponenter og materiale ble tilgjengelige til akseptable kostnader, synes de foreslåtte arkitekturer i realiteten å utelukke virkelig kompakte løsninger. Although the technical solutions proposed so far may appear impressive, the stated performances in a future commercial environment must be judged in terms of hardware costs, system complexity and the overall form factor of the devices. Based on the current state of the art as it appears from the available literature, it seems correct to conclude that holographic and other side-oriented systems or multilayer systems will not gain traction in the foreseeable future in markets where the requirement for compactness and low cost is paramount. Even if components and materials became available at acceptable costs, the proposed architectures in reality seem to preclude truly compact solutions.

Hensikten med den foreliggende oppfinnelse er derfor å overvinne de ovennevnte ulemper ved dagens kjente og foreslåtte teknikk og å skaffe et optisk logisk element som kan benyttes til å realisere optiske hukommelser, optisk logiske og aritmetiske kretser, optiske svitsjer og dessuten generelt til å implementere optisk databehandlingsutstyr med lav kostnad og teknisk kompleksitet, men med ekstremt høy lagringstetthet, kort aksesstid og meget hurtig overføringstid. The purpose of the present invention is therefore to overcome the above-mentioned disadvantages of today's known and proposed technology and to provide an optical logic element that can be used to realize optical memories, optical logic and arithmetic circuits, optical switches and also generally to implement optical data processing equipment with low cost and technical complexity, but with extremely high storage density, short access time and very fast transfer time.

Ytterligere er oppfinnelsens hensikt å skaffe et optisk logisk element og en optisk logisk innretning basert på det optisk logiske element, hvor det optisk logiske element og den optisk logiske innretning fremtrer som en strukturelt og funksjonelt integrert enhet, idet elementets og innretningens vesentlige funksjoner hovedsakelig samtlige realiseres i elementet eller innretningen, herunder funksjoner som aksessering, adressering, aktivering, svitsjing og deteksjon. Furthermore, the purpose of the invention is to provide an optical logic element and an optical logic device based on the optical logic element, where the optical logic element and the optical logic device appear as a structurally and functionally integrated unit, the essential functions of the element and the device being mainly all realized in the element or device, including functions such as access, addressing, activation, switching and detection.

Enda en hensikt med den foreliggende oppfinnelse er på en enkel måte å kunne realisere volumetrisk datalagring, slik at lagringskapasiteten hovedsakelig bare avhenger av formfaktoren og blir omvendt proporsjonal med det logiske elements fysiske dimensjoner. Another purpose of the present invention is to be able to realize volumetric data storage in a simple way, so that the storage capacity mainly only depends on the form factor and is inversely proportional to the physical dimensions of the logical element.

De ovennevnte og andre hensikter oppnås med et optisk logisk element som er kjennetegnet ved at minnematerialet er anordnet i eller på en hovedsakelig sjiktlignende struktur, at en aktivator som genererer et magnetisk, elektromagnetisk eller elektrisk felt eller tilfører minnematerialet energi, er anordnet i eller tilstøtende den hovedsakelig sjiktlignende struktur og i ett med denne, og at en optisk detektor for deteksjon av minnematerialets optiske respons betinget av minnematerialets fysiske eller kjemiske tilstand, er anordnet i eller tilstøtende den hovedsakelig sjiktlignende struktur og i ett med denne, slik at det optisk logiske element utgjør en av minnematerialet, aktivatoren og detektoren bestående enhetlig, integrert komponent, samt med optisk logisk innretning som er kjennetegnet ved at minnematerialet er anordnet i eller på en hovedsakelig sjiktlignende struktur, at en aktivator som genererer et magnetisk, elektromagnetisk eller elektrisk felt eller tilfører minnematerialet energi, er anordnet i eller tilstøtende den hovedsakelig sjiktlignende struktur og i ett med denne, at en optisk detektor for deteksjon av minnematerialets optiske respons betinget av minnematerialets fysiske eller kjemiske tilstand, er anordnet i eller tilstøtende den hovedsakelig sjiktlignende struktur og i ett med denne, slik at det optisk logiske element utgjør en av minnematerialet, aktivatoren og detektoren bestående enhetlig, integrert komponent, at innretningen omfatter minst én av to eller flere optisk logiske elementer dannet struktur, og at det optiske minnemateriale, aktivatoren og detektoren i hvert logiske element i strukturen går over i og er sammenhengende med minnematerialet, aktivatoren og detektoren i de omgivende logiske elementer i strukturen, slik at strukturen danner et plant eller krumt flatelegeme, idet hvert logiske element i strukturen har en entydig tilordning mellom minnematerialet og aktivatoren og en tilordning mellom minnematerialet og den optiske detektor for entydig deteksjon av en fysisk eller kjemisk tilstand i minnematerialet, slik at hvert logisk element i strukturen kan aksesseres og adresseres individuelt. The above and other purposes are achieved with an optical logic element which is characterized in that the memory material is arranged in or on a substantially layer-like structure, that an activator that generates a magnetic, electromagnetic or electric field or supplies energy to the memory material is arranged in or adjacent to it mainly layer-like structure and in one with this, and that an optical detector for detection of the memory material's optical response conditioned by the physical or chemical state of the memory material is arranged in or adjacent to the mainly layer-like structure and in one with this, so that the optical logic element constitutes one of the memory material, the activator and the detector consisting of a unified, integrated component, as well as with an optical logic device characterized by the fact that the memory material is arranged in or on a mainly layer-like structure, that an activator that generates a magnetic, electromagnetic or electric field or supplies memory material t energy, is arranged in or adjacent to the essentially layer-like structure and in one with this, that an optical detector for detection of the memory material's optical response conditioned by the physical or chemical state of the memory material is arranged in or adjacent to the essentially layer-like structure and in one with this , so that the optical logic element constitutes a unitary, integrated component consisting of the memory material, the activator and the detector, that the device comprises at least one of two or more optical logic elements forming a structure, and that the optical memory material, the activator and the detector in each logic element in the structure merges into and is continuous with the memory material, the activator and the detector in the surrounding logical elements in the structure, so that the structure forms a planar or curved surface body, as each logical element in the structure has a unique assignment between the memory material and the activator and an assignment between the memory material and the optical dete ctor for unambiguous detection of a physical or chemical state in the memory material, so that each logical element in the structure can be accessed and addressed individually.

I en foretrukket utførelsesform i det optisk logiske element er minnematerialet anordnet i form av et første sjikt, aktivatoren anordnet i form av et til det første sjikt tilstøtende annet sjikt og i ett med det første sjikt, eller anordnet integrert i det første sjikt, og den optiske detektor som detekterer tilstanden i minnematerialet, anordnet i form av et til det første sjikt tilstøtende tredje sjikt og i ett med det første sjikt, slik at det optisk logiske element utgjør nevnte integrerte komponent, bestående av minst tre respektive to sjikt. In a preferred embodiment in the optical logic element, the memory material is arranged in the form of a first layer, the activator is arranged in the form of a second layer adjacent to the first layer and in one with the first layer, or arranged integrated in the first layer, and the optical detector which detects the state of the memory material, arranged in the form of a third layer adjacent to the first layer and in one with the first layer, so that the optical logic element forms said integrated component, consisting of at least three and two layers respectively.

Videre er det fordelaktig at aktivatoren er dannet av et eller flere direkte eller indirekte strålingsemitterende organer, idet de strålingsemitterende organer er anordnet på eller innleiret i grunnmassen til det annet sjikt. Fordelaktig aksesseres og adresseres det strålingsemitterende organ elektrisk. Det er også fordelaktig når det strålingsemitterende organ er en lysemitterende diode, fortrinnsvis en polymerdiode. Furthermore, it is advantageous that the activator is formed by one or more direct or indirect radiation-emitting bodies, the radiation-emitting bodies being arranged on or embedded in the ground mass of the second layer. Advantageously, the radiation emitting body is accessed and addressed electrically. It is also advantageous when the radiation-emitting body is a light-emitting diode, preferably a polymer diode.

Dessuten er det også fordelaktig at det strålingsemitterende organ er frekvensavstembart, idet frekvensavstemningen skjer i forbindelse med en elektrisk adressering. Enn videre er det fordelaktig at den optisk detektor er en elektrisk aksesserbar og adressbar optisk detektor og at det for den elektriske aksessering og adressering av både aktivator og detektor er anordnet elektroder og elektriske ledere integrert i det annet og det tredje sjikt. I den forbindelse er det fordelaktig at elektroder og elektriske ledere er basert på et elektrisk ledende polymermateriale. In addition, it is also advantageous that the radiation-emitting body is frequency tunable, as the frequency tuning takes place in connection with electrical addressing. Furthermore, it is advantageous that the optical detector is an electrically accessible and addressable optical detector and that for the electrical access and addressing of both activator and detector electrodes and electrical conductors are arranged integrated in the second and third layers. In this connection, it is advantageous that electrodes and electrical conductors are based on an electrically conductive polymer material.

I en foretrukket utførelsesform av den optisk logiske innretning er i hvert optiske logiske element minnematerialet anordnet i form av et første sjikt, aktivatoren anordnet i form av et til det første sjikt tilstøtende annet sjikt og i ett med det første sjikt eller anordnet integrert i det første sjikt, og den optiske detektor som detekterer tilstanden i minnematerialet, anordnet i form av et til det første sjikt tilstøtende tredje sjikt og i ett med det første sjikt, slik at det optisk logiske element danner nevnte integrerte komponent, bestående av minst tre respektive to sjikt, og at hvert av sjiktene går over i og er sammenhengende med de tilsvarende sjikt i de omgivende logiske elementer, slik at strukturen danner et plant eller krumt flatelegeme av sammenhengende og innbyrdes tilstøtende respektive sjikt. In a preferred embodiment of the optical logic device, in each optical logic element the memory material is arranged in the form of a first layer, the activator is arranged in the form of a second layer adjacent to the first layer and in one with the first layer or arranged integrated in the first layer, and the optical detector which detects the state of the memory material, arranged in the form of a third layer adjacent to the first layer and in one with the first layer, so that the optical logic element forms said integrated component, consisting of at least three and two layers respectively , and that each of the layers merges into and is continuous with the corresponding layers in the surrounding logical elements, so that the structure forms a planar or curved surface body of continuous and mutually adjacent respective layers.

Fortrinnsvis har hver struktur i den optisk logiske innretning form av en tynn fleksibel film. Preferably, each structure in the optical logic device takes the form of a thin flexible film.

I en særlig foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen omfatter den optisk logiske innretning to eller flere innbyrdes sammenføyde strukturer stablet over hverandre, slik at den optisk logiske innretning danner en av flere strukturer integrert brikke- eller platelignende komponent. In a particularly preferred embodiment of the invention, the optical logic device comprises two or more interconnected structures stacked on top of each other, so that the optical logic device forms one of several structures integrated chip or plate-like component.

I en variant av den optisk logiske innretning i henhold til oppfinnelsen er foretrukket en struktur i sin helhet eller delvis konfigurert som en optisk hukommelse, idet hvert optisk logiske element i hukommelsen utgjør et minneelement som kan aksesseres og adresseres individuelt. I en annen variant av den optisk logiske innretning i henhold til oppfinnelsen er foretrukket en struktur delvis konfigurert som optisk logiske eller aritmetiske kretser eller nettverk av slike kretser, idet hvert av de optisk logiske elementer i kretsene utgjør et svitsjeelement som kan aksesseres og adresseres individuelt. I en tredje variant av den optisk logiske innretning i henhold til oppfinnelsen er grupper av de optisk logiske elementer i en struktur konfigurert henholdsvis som minneregistre, logiske registre og aritmetiske registre, idet hvert optisk logiske element (OLE) i et register og hvert register kan aksesseres og adresseres individuelt, og slik at registrene samlet kan konfigureres til en optisk dataprosessor. Endelig er det i den optisk logiske innretning foretrukket at aksessering og adressering av de logiske elementer skjer over til strukturen tilordnede, multipleksede kommunikasjonslinjer. In a variant of the optical logic device according to the invention, a structure in its entirety or partially configured as an optical memory is preferred, with each optical logic element in the memory forming a memory element that can be accessed and addressed individually. In another variant of the optical logic device according to the invention, a structure partially configured as optical logic or arithmetic circuits or networks of such circuits is preferred, with each of the optical logic elements in the circuits constituting a switching element that can be accessed and addressed individually. In a third variant of the optical logic device according to the invention, groups of the optical logic elements in a structure are configured respectively as memory registers, logic registers and arithmetic registers, each optical logic element (OLE) in a register and each register can be accessed and are addressed individually, and so that the registers can be collectively configured into an optical data processor. Finally, in the optical logic device, it is preferred that access and addressing of the logic elements takes place over the multiplexed communication lines assigned to the structure.

Ytterligere trekk og fordeler ved foreliggende oppfinnelse fremgår av de øvrige, vedføyde krav. Further features and advantages of the present invention appear from the other appended claims.

Oppfinnelsen skal nå forklares mer detaljert ved hjelp av utførelseseksempler og med henvisning til den ledsagende tegning. The invention will now be explained in more detail by means of exemplary embodiments and with reference to the accompanying drawing.

Fig. la viser et optisk logisk element i henhold til den foreliggende oppfinnelse, Fig. 1a shows an optical logic element according to the present invention,

fig. lb og 1 c viser det optisk logiske elements virkemåte som en binær logisk celle, fig. 1b and 1c show the operation of the optical logic element as a binary logic cell,

fig. Id en felteffekttransistor for sammenligningens skyld, fig. Id a field effect transistor for the sake of comparison,

fig. 2 en foretrukket utførelsesform av det optisk logiske element, fig. 2 a preferred embodiment of the optical logic element,

fig. 3 en annen foretrukket utførelsesform av det optisk logiske element, fig. 3 another preferred embodiment of the optical logic element,

fig. 4 viser prinsippet for et minnemateriale i form av et elektronfellemateriale, fig. 4 shows the principle of a memory material in the form of an electron trap material,

fig. 5a-d viser prinsippet for et minnemateriale i form av et lysfølsomt konformasjonsreaktivt materiale, i dette tilfelle bakteriorodopsin, fig. 5a-d show the principle of a memory material in the form of a light-sensitive conformationally reactive material, in this case bacteriorhodopsin,

fig. 6, 7 ytterligere foretrukkede utførelsesformer av det optisk logiske element på fig. 1, fig. 6, 7 further preferred embodiments of the optical logic element of fig. 1,

fig. 8 en spesielt foretrukket utførelsesform av det optisk logiske element på fig. 1, fig. 8 a particularly preferred embodiment of the optical logic element of fig. 1,

fig. 9 spektralegenskapene til lysemitterende polymerdioder, fig. 9 the spectral properties of light-emitting polymer diodes,

fig. 10 skjematisk en lysemitterende polymerdiode, fig. 10 schematically a light-emitting polymer diode,

fig. 11 en første utførelse av en optisk logisk innretning i henhold til oppfinnelsen, fig. 11 a first embodiment of an optical logic device according to the invention,

fig. 12 en annen utførelse av en optisk logisk innretning i henhold til oppfinnelsen, fig. 12 another embodiment of an optical logic device according to the invention,

fig. 13 en variant av den optisk logiske innretning på fig. 11, fig. 13 a variant of the optical logic device in fig. 11,

fig. 14 en annen variant av den optisk logiske innretning på fig. 11, fig. 14 another variant of the optical logic device in fig. 11,

fig. 15 skjematisk og utspilt oppbyggingen av den optisk logiske innretning på fig. 14, fig. 15 schematically and unfolds the structure of the optical logic device in fig. 14,

fig. 16 en ytterligere utførelse av den optisk logiske innretning i henhold til oppfinnelsen, basert på varianten på fig. 14, fig. 16 a further embodiment of the optical logic device according to the invention, based on the variant in fig. 14,

fig. 17 skjematisk et opplegg for adressering av den optisk logiske innretning i henhold til oppfinnelsen, fig. 17 schematically shows a scheme for addressing the optical logic device according to the invention,

fig. 18 de seksten boolske funksjoner av to binære variabler generert med en optisk logisk innretning i henhold til oppfinnelsen, og fig. 19 skjematisk en parallellalgoritme for firebits binær heladdisjon for implementering på den optisk logiske innretning i henhold til oppfinnelsen. Fig. la viser skjematisk en foretrukket utførelsesform av det optisk logiske element i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Et minnematerialet 1 er anordnet i et første sjikt /], aktivatoren 2 som kan generere et magnetisk, elektromagnetisk eller elektrisk felt eller tilføre minnematerialet 1 energi, er anordnet i sjiktet l2 på den ene side av sjiktet l\, mens detektoren 3 er anordnet i sjiktet ly på den motsatte side av sjiktet l\. Sjiktene l\, l2, h kan i sin helhet omfatte henholdsvis minnematerialet 1, aktivatoren 2 og detektoren 3, men det skal også forståes at sjiktene lx, l2, h kan være dannet av en grunnmasse og at henholdsvis minnematerialet 1, aktivatoren 2 og detektoren 3 er innleiret eller anordnet på dette. Fig. lb viser symbolsk operasjonen til det optisk logiske element OLE i henhold til oppfinnelsen ved skriving, lesing Cg deteksjon av en logisk tilstand 0. I dette tilfelle tilføres minnematerialet 1 energi i form av lys på en første bølgelengde X\, mens lesing skjer ved absorpsjon av lys på en annen bølgelengde X2. Det detekterte lys som angir den logiske tilstand 0, er tegnet med et kortere fotonsymbol for å antyde redusert intensitet på grunn av absorpsjon. Fig. lc viser tilsvarende skjematisk virkemåten til det optisk logiske element OLE ved deteksjon av en logisk tilstand 1, dvs. at det ikke finner sted noen absorpsjon i minnematerialet 1 i sjiktet l\. Fig. Id viser skjematisk en n-kanal effekttransistor for å antyde analogien mellom det optisk logiske element i henhold til den foreliggende oppfinnelse og en elektronisk svitsjeanordning. Absorpsjonen av leselyset for henholdsvis den logiske tilstand 0 og 1 svarer til felteffekttransistorens drenspenning Vd. fig. 18 the sixteen Boolean functions of two binary variables generated with an optical logic device according to the invention, and fig. 19 schematically shows a parallel algorithm for four-bit binary full addition for implementation on the optical logic device according to the invention. Fig. 1a schematically shows a preferred embodiment of the optical logic element according to the present invention. A memory material 1 is arranged in a first layer /], the activator 2 which can generate a magnetic, electromagnetic or electric field or supply the memory material 1 with energy, is arranged in the layer l2 on one side of the layer l\, while the detector 3 is arranged in layer ly on the opposite side of layer l\. The layers l\, l2, h can in their entirety comprise respectively the memory material 1, the activator 2 and the detector 3, but it should also be understood that the layers lx, l2, h can be formed from a base material and that the memory material 1, the activator 2 and the detector respectively 3 is embedded or arranged on this. Fig. 1b symbolically shows the operation of the optical logic element OLE according to the invention when writing, reading Cg detection of a logic state 0. In this case, the memory material 1 is supplied with energy in the form of light at a first wavelength X\, while reading takes place at absorption of light at a different wavelength X2. The detected light indicating the logic state 0 is drawn with a shorter photon symbol to indicate reduced intensity due to absorption. Fig. 1c shows a corresponding schematic diagram of the operation of the optical logic element OLE upon detection of a logic state 1, i.e. that no absorption takes place in the memory material 1 in layer 1\. Fig. Id schematically shows an n-channel power transistor to suggest the analogy between the optical logic element according to the present invention and an electronic switching device. The absorption of the reading light for the logic state 0 and 1 respectively corresponds to the field effect transistor's drain voltage Vd.

Fig. 2 viser en utførelsesform hvor det i aktivatoren 2 omfatter ett eller flere direkte eller indirekte strålingsemitterende organer 2\,.., 2n som er anordnet i sjiktet l2. På fig. 2 er de strålingsemitterende organer 2\,... anordnet innleiret i en grunnmasse i sjiktet /2, men de kunne også være anordnet på sjiktet l2.1 en foretrukket utførelsesform kan sjiktene l\ og l2 kombineres til et felles sjikt lc. Dette sjiktet vil da både omfatte minnematerialet 1 og aktivatoren 2 med strålingsemitterende organer 2\, .... Denne utførelsesformen kan være fordelaktig dersom aktivatoren destrueres ved skriving til det logiske element OLE, noe som kan være aktuelt dersom det skal inngå i en lagringsinnretning av ROM- eller WORM-typen og derfor ikke skal slettes og/eller skrives på ny. Fig. 2 shows an embodiment in which the activator 2 comprises one or more direct or indirect radiation-emitting bodies 2\,..., 2n which are arranged in the layer 12. In fig. 2, the radiation-emitting bodies 2\,... are arranged embedded in a base mass in the layer /2, but they could also be arranged on the layer l2. In a preferred embodiment, the layers l\ and l2 can be combined into a common layer lc. This layer will then include both the memory material 1 and the activator 2 with radiation-emitting bodies 2\, .... This embodiment can be advantageous if the activator is destroyed by writing to the logical element OLE, which may be relevant if it is to be included in a storage device of ROM or WORM type and therefore should not be deleted and/or rewritten.

Det optiske minnemateriale 1 skal være lysfølsomt og kunne foreligge i to eller flere distinkte fysiske tilstander, slik dette er antydet ved fig. lb og lc. Disse fysiske tilstander skal kunne bestemmes ved tilstandenes respons på et innfallende sondelys eller leselys. Den logiske tilstand kan finnes ved at aktivatoren pådras forskjellig, f.eks. i henhold til en bestemt leseprotokoll, slik at minnematerialet 1 reagerer på det innfallende lys ved en optisk transmisjon eller emisjon av lys, avhengig av den logiske tilstand. The optical memory material 1 must be light-sensitive and can exist in two or more distinct physical states, as indicated by fig. lb and lc. These physical states must be able to be determined by the state's response to an incident probe light or reading light. The logic state can be found by applying the activator differently, e.g. according to a specific reading protocol, so that the memory material 1 reacts to the incident light by an optical transmission or emission of light, depending on the logic state.

De grunnleggende egenskaper til det optisk logiske element OLE avhenger eksplisitt av skrive/lesekarakteristikkene til minnematerialet. Forandringer i minnematerialet under skriveprosessen kan være irreversible, slik at det fås et optisk logisk element som realiserer minnefunksjoner av ROM- og WORM-typen. I det følgende skal det imidlertid omtales minnematerialer som er ikke-flyktige, men reversible, dvs. at de forblir i en dannet logisk tilstand inntil de påvirkes av lys for skriving, lesing eller utvisking. De kan imidlertid slettes, utviskes og skrives om igjen mange ganger ved bestråling med lys. En annen viktig egenskap ved minnematerialet er hvorvidt det kan romme flernivås informasjon, dvs. informasjon som er gråskalakodet eller hvorvidt den reagerer på en leseprotokoll av binær art, dvs. enten med logisk tilstand 0 eller 1. The basic properties of the optical logic element OLE depend explicitly on the write/read characteristics of the memory material. Changes in the memory material during the writing process can be irreversible, so that an optical logic element is obtained which realizes memory functions of the ROM and WORM type. In the following, however, reference will be made to memory materials which are non-volatile but reversible, i.e. they remain in a formed logical state until they are affected by light for writing, reading or erasing. However, they can be erased, erased and rewritten many times by irradiation with light. Another important property of the memory material is whether it can accommodate multi-level information, i.e. information that is gray-scale coded or whether it responds to a reading protocol of a binary nature, i.e. either with logic state 0 or 1.

Selv om minnematerialet 1 som beskrevet ovenfor, bringes fra en fysisk/kjemisk tilstand til en annen ved bruk av lys, utelukker ikke dette at det i henhold til oppfinnelsen kan benyttes andre energiformer til å påvirke minnematerialets tilstand. Dette kan dreie seg om magnetisme, elektromagnetisme eller elektroniske felt eller ved at energi tilføres i form av varme. Dette kan være hensiktsmessig dersom det er ønske om å frembringe mørkereaksjoner i prosesstrinn mellom logiske tilstander i minnematerialet, eksempelvis bruk av varme for utvisking av informasjon, eller for å frembringe forhold som gjør at det innfallende lys skal ha en virkning, eksempelvis bruken av et elektrisk felt for å forskyve et absorpsjonsbånd dersom minnematerialet er et lysfølsomt materiale som absorberer på bestemte bølgelengder. Although the memory material 1, as described above, is brought from one physical/chemical state to another by the use of light, this does not preclude that, according to the invention, other forms of energy can be used to influence the state of the memory material. This can involve magnetism, electromagnetism or electronic fields, or through energy being supplied in the form of heat. This can be appropriate if there is a desire to produce dark reactions in process steps between logical states in the memory material, for example the use of heat to erase information, or to produce conditions that make the incident light have an effect, for example the use of an electric field to shift an absorption band if the memory material is a light-sensitive material that absorbs at certain wavelengths.

Slik det fremgår av det ovenstående, vil det være innlysende at det optisk logiske element i henhold til oppfinnelsen henter sine grunnleggende egenskaper fra minnematerialet. I det følgende skal det beskrives to typer av minnemateriale som begge er reversible, dvs. at de kan sirkulere mer enn en gang gjennom sine logiske tilstander ved å benytte egnede protokoller for skriving, lesing og utvisking. As can be seen from the above, it will be obvious that the optical logic element according to the invention derives its basic properties from the memory material. In the following, two types of memory material will be described, both of which are reversible, i.e. they can circulate more than once through their logical states by using suitable protocols for writing, reading and erasing.

Elektronfellematerialer er typiske organiske halvledermaterialer som er dopet med ioner av sjeldne jordmetaller. Elektronfellematerialer kan benyttes til lagring av data med høy tetthet og gi høye dataoverførings- og gjenfinningshastigheter. Det kan her henvises til en artikkel av J. Lindmayer, "A new erasable optical memory", Solid State Technology, august 1988. Electron trap materials are typical organic semiconductor materials doped with rare earth metal ions. Electron trap materials can be used for high density data storage and provide high data transfer and retrieval rates. Reference can be made here to an article by J. Lindmayer, "A new erasable optical memory", Solid State Technology, August 1988.

Generelt er virkemåten til et elektronfellemateriale vist på fig. 4. Skriving skjer ved at innfanging finner sted ved energinivåene E og T. Når skrivelyset eksiterer atomer av to sjeldne jordmetaller benyttes som dopanter, løftes deres elektroner til energinivået E, som foreligger i begge typer atomer og fanges deretter inn på nivået T, som bare foreligger i et av atomene. Eksponering overfor lys i det nærinfrarøde område på nivået T løfter elektronene til kommunikasjonsbåndet, hvorfra de faller til grunntilstanden, hvilket resulterer i en utvisking av data. In general, the operation of an electron trap material is shown in fig. 4. Writing takes place by trapping taking place at the energy levels E and T. When the writing light excites atoms of two rare earth metals used as dopants, their electrons are lifted to the energy level E, which exists in both types of atoms and then trapped at the level T, which only present in one of the atoms. Exposure to light in the near-infrared region at level T lifts the electrons to the communication band, from where they drop to the ground state, resulting in a data smear.

Elektronfellematerialer kan ha et vertsgitter i form av alkalisk jordmetallsulfid, såsom Cas, SrS, MgS eller en blanding av disse. Når de sjeldne jordmetaller europium og samarium benyttes som dopanter, absoberer minnematerialet innkommende lys ved 450-550 nm, idet europiumionene absorberer fotonenergi og overfører en del av dette til samariumioner. De siste blir således eksitert til felletilstander, benevnt slik fordi disse tilstander er stabile, dvs. at samariumioner vil være stabile i meget lange tidsrom med mindre de løftes ut av fellen på grunn av absorpsjon av passende energikvanta. Det siste vil være tilfelle når minnematerialet bestråles med lys på bølgelengdene 850-1200 nm, slik at samariumionene i felletilstandene stimuleres og de frigjorte elektroner emitterer lys på bølgelengdene 600-700 nm når de vender tilbake til grunntilstanden. Således skjer skriving i dette tilfellet ved bestråling med lys på bølgelengdene 450-550 nm, mens lesing skjer ved belysning med lys på bølgelengdene 850-1200 nm og samtidig deteksjon av fluorescens på bølgelengdene 600-700 nm. Electron trap materials can have a host lattice in the form of alkaline earth metal sulphide, such as Cas, SrS, MgS or a mixture of these. When the rare earth metals europium and samarium are used as dopants, the memory material absorbs incoming light at 450-550 nm, as the europium ions absorb photon energy and transfer part of this to samarium ions. The latter are thus excited to trap states, named so because these states are stable, i.e. that samarium ions will be stable for very long periods of time unless they are lifted out of the trap due to absorption of suitable energy quanta. The latter will be the case when the memory material is irradiated with light at wavelengths 850-1200 nm, so that the samarium ions in the trap states are stimulated and the freed electrons emit light at wavelengths 600-700 nm when they return to the ground state. Thus, writing takes place in this case by irradiation with light at wavelengths 450-550 nm, while reading takes place by illumination with light at wavelengths 850-1200 nm and simultaneous detection of fluorescence at wavelengths 600-700 nm.

I stedet for et elektronfellemateriale kunne minnematerialet være et konformasjonsreaktivt materiale og spesielt et lysfølsomt konformasjonsreaktivt materiale som kan gjennomgå en fotosyklus. Eksempler på slike materialer er visse former for fargestoffproteiner. Et protein av denne art som er forholdsvis godt undersøkt er bakteriorodopsin, som forekommer i membranen til en mikroorganisme, Halobacterium salinarium. For en nærmere drøftelse av bakteriorodopsinets egenskaper med tanke på optisk lagring av data, skal det henvises til NO patentsøknad nr. 97 2574 som den foreliggende søknad blant annet utleder prioritet fra og som tilhører nærværende søker. Instead of an electron trap material, the memory material could be a conformationally reactive material and in particular a light-sensitive conformationally reactive material that can undergo a photocycle. Examples of such materials are certain forms of dye proteins. A relatively well-studied protein of this kind is bacteriorhodopsin, which occurs in the membrane of a microorganism, Halobacterium salinarium. For a more detailed discussion of the bacteriorhodopsin's properties with regard to the optical storage of data, reference should be made to NO patent application no. 97 2574 from which the present application, among other things, derives priority and which belongs to the present applicant.

Når bakteriorodopsin absorberer lys, gjennomgår det en fotosyklus som generer mellomtilstander med absorpsjonsmaksima i hele det synlige område av det elektromagnetiske spektrum. Skjematisk er dette vist på fig. 5a som gjengir bakteriorodopsinets fotosyklus og antyder sekvensen av strukturelle forandringer som induseres av lyset. Lysinduserte overganger eller eksitasjonsoverganger er antydet med skraverte piler, mens uskraverte piler angir overganger på grunn av termisk relaksasjon. Grønt lys omdanner bakteriorodopsinets grunntilstand bR til en mellomtilstand K som deretter relakserer og danner M-tilstanden og deretter O-tilstanden. Oppholdstiden i M-tilstanden avhenger blant annet av både temperaturen og den benyttede mutant av bakteriorodopsin. Hvis bakteriorodopsinet i O-tilstanden utsettes for rødt lys, finner det sted en såkalt grenreaksjon. O-tilstanden går over til P-tilstanden som raskt relakserer til Q-tilstanden, en form av bakteriorodopsinet som har vist seg å være stabil over et meget langt tidsrom. I forskjellige mutanter av bakteriorodopsin som benytter aspartinsyrerester 85 og 96, kan levetiden av Q-tilstanden strekkes til flere år. Dersom aspartinsyre 85 erstattes av en ikke-polar aminosyre som aspargin, hindres dannelsen av en stabil M-tilstand og den primære fotosyklus danner O-tilstanden (eller en mellomtilstand meget lik O-tilstanden) svært raskt (R.R. Birge, Ann. Rev. Phys. Chem., 41, pp. 683-733 (1990)). Bestråles imidlertid bakteriorodopsinet i Q-tilstanden med blått lys, går det tilbake til grunntilstanden bR. Dersom O-tilstanden ikke bestråles med rødt lys, vil den i løpet av kort tid relaksere tilbake til grunntilstanden bR. Hvilke som helst to tilstander med lang levetid kan nå tilordnes den binære logiske verdi 0 eller 1, og det blir dermed mulig å lagre informasjon i bakteriorodopsinmolekyler som befinner seg i den ene eller den andre av disse tilstander. When bacteriorhodopsin absorbs light, it undergoes a photocycle that generates intermediate states with absorption maxima throughout the visible region of the electromagnetic spectrum. Schematically, this is shown in fig. 5a which reproduces the bacteriorhodopsin photocycle and suggests the sequence of structural changes induced by the light. Light-induced transitions or excitation transitions are indicated by shaded arrows, while unshaded arrows indicate transitions due to thermal relaxation. Green light converts bacteriorhodopsin's ground state bR into an intermediate state K which then relaxes to form the M state and then the O state. The residence time in the M state depends, among other things, on both the temperature and the mutant of bacteriorhodopsin used. If the bacteriorhodopsin in the O state is exposed to red light, a so-called branching reaction takes place. The O state transitions to the P state which rapidly relaxes to the Q state, a form of bacteriorhodopsin that has been shown to be stable over a very long time. In various mutants of bacteriorhodopsin utilizing aspartic acid residues 85 and 96, the lifetime of the Q state can be extended to several years. If aspartic acid 85 is replaced by a non-polar amino acid such as aspargine, the formation of a stable M state is prevented and the primary photocycle forms the O state (or an intermediate state very similar to the O state) very quickly (R.R. Birge, Ann. Rev. Phys Chem., 41, pp. 683-733 (1990)). However, if the bacteriorhodopsin in the Q state is irradiated with blue light, it returns to the ground state bR. If the O state is not irradiated with red light, it will relax back to the ground state bR within a short time. Any two long-lived states can now be assigned the binary logic value 0 or 1, and thus it becomes possible to store information in bacteriorhodopsin molecules that are in one or the other of these states.

Fig. 5b er et diagram av bakteriorodopsinets primære fotosyklus. De sentrale fotokjemiske transformasjoner som er relevante for bruk i et optisk logisk element i henhold til den foreliggende oppfinnelse, er på diagrammet angitt i en sekvens som generelt går rundt diagrammet med urviseren. bR betegner bakteriorodopsinets grunntilstand, og store bokstaver angir de forskjellige tilstander i fotosyklusen. Tallene i rammer betegner senterbølgelengdene til absorpsjonsbåndene for de forskjellige tilstander eller spesies av bakteriorodopsinet i nanometer. Overganger som bevirkes ved en fotoindusert eksitasjon, er betegnet med hv og eventuelt med tidskonstanter Tv, mens overganger som skyldes termiske reaksjoner er angitt med tidskonstantene xp for første ordens relaksasjonstider ved omtrent romtemperatur. Fig. 5b is a diagram of the bacteriorhodopsin primary photocycle. The central photochemical transformations which are relevant for use in an optical logic element according to the present invention are indicated on the diagram in a sequence that generally goes around the diagram clockwise. bR denotes the basic state of bacteriorhodopsin, and capital letters indicate the different states in the photocycle. The numbers in frames denote the center wavelengths of the absorption bands for the different states or species of the bacteriorhodopsin in nanometers. Transitions caused by a photoinduced excitation are denoted by hv and possibly by time constants Tv, while transitions due to thermal reactions are denoted by the time constants xp for first-order relaxation times at approximately room temperature.

Belysning av bakteriorodopsinmolekyler i grunntilstanden eller hviletilstanden bR med lyset sentrert rundt 570 nm, frembringer eksitasjonstilstanden K som har en svært kort levetid. Som det vil ses, har K-tilstanden en absorpsjons-båndbredde som er sentrert på 600 nm, og dette impliserer at dersom effektbåndbredden ved eksitasjon fra bR-tilstanden strekker seg til over 600 nm, vil molekyler i K-tilstanden gå tilbake til grunntilstanden bR. Denne overgangen har imidlertid antatt lav kvanteeffektivitet, og da K-tilstanden er ustabil og svært raskt går over til L-tilstanden, vil de fleste av molekylene i K-tilstanden drives videre i fotosyklusen, selv om noen molekyler vil sirkulere tilbake til grunntilstanden bR. Mellomtilstanden M som har et absorpsjonsbånd sentrert på 410 nm, vil i løpet av et kort tidsrom på ca. 1-3 ms relaksere termisk til mellomtilstanden N, som igjen relakserer termisk til mellomtilstanden O. M-tilstanden kan, som nevnt, i forskjellige modifikasjoner av bakteriorodopsinet ha en forholdsvis lang levetid, inntil flere minutter, og kunne derfor eventuelt benyttes til å representere en av de logiske tilstander 0 eller 1 dersom arkival lagring over svært lange tidsrom ikke er påkrevet. Det kan her nevnes at M-tilstanden i virkeligheten består av to tilstander Mj og M2 som har praktisk talt identiske absorpsjonsspektra. Det kan tilføyes at under tidligere forsøk på holografisk datalagring i bakteriorodopsin med bruk av M-tilstanden, ble det observert et gradvis tap av følsomhet og kontrast, noe som senere ble påvist å skyldes tap av aktive molekyler ved grenreaksjonen til P- og Q- tilstanden (R. R. Birge, privat meddelelse, 1996). Det ses av diagrammet at M-tilstanden returnerer til grunntilstanden ved å bestråles med lys sentrert omkring M-tilstandens absorpsjonssenterbølgelengde på 410 nm. Lys sentrert rundt absorpsjonssenterbølgelengden til grunntilstanden bR, nemlig 570 nm, vil imidlertid naturligvis ikke drive M-tilstanden tilbake til bR-tilstanden. O-tilstanden har en absorpsjonssenterbølgelengde på 640 nm og vil derfor, dersom den bestråles med lys med en effektbåndbredde sentrert rundt denne bølgelengde, slik at det oppstår en grenreaksjon i fotosyklusen, gå over til en mellomtilstand P som har en forholdsvis lang levetid, inntil flere minutter. P-tilstanden vil termisk relaksere til den mest stabile av fotosyklusens mellomtilstander, nemlig Q-tilstanden som har en levetid som trolig strekker seg over flere år. Q-tilstanden kan derfor benyttes til å representere en logisk tilstand som skal beholdes i årevis. Ved siden av den stabile grunntilstand bR, er således Q-tilstanden den tilstand som er best egnet når bakteriorodopsin utgjør det lagringsdyktig medium i de tilfeller hvor det optisk logiske element i henhold til oppfinnelsen skal benyttes i et optisk datalagringsinnretning som er egnet for arkival lagring. Illumination of bacteriorhodopsin molecules in the ground or resting state bR with light centered around 570 nm produces the excited state K which has a very short lifetime. As will be seen, the K state has an absorption bandwidth centered at 600 nm, and this implies that if the effective bandwidth upon excitation from the bR state extends beyond 600 nm, molecules in the K state will return to the ground state bR . However, this transition has assumed low quantum efficiency, and as the K state is unstable and very quickly transitions to the L state, most of the molecules in the K state will be driven further in the photocycle, although some molecules will circulate back to the ground state bR. The intermediate state M, which has an absorption band centered at 410 nm, will, during a short time of approx. 1-3 ms relax thermally to the intermediate state N, which in turn relaxes thermally to the intermediate state O. The M state can, as mentioned, in various modifications of the bacteriorhodopsin have a relatively long lifetime, up to several minutes, and could therefore possibly be used to represent a of the logical states 0 or 1 if archival storage over very long periods of time is not required. It may be mentioned here that the M state in reality consists of two states Mj and M2 which have practically identical absorption spectra. It may be added that during earlier attempts at holographic data storage in bacteriorhodopsin using the M state, a gradual loss of sensitivity and contrast was observed, which was later shown to be due to the loss of active molecules by the branch reaction to the P and Q states (R.R. Birge, private communication, 1996). It can be seen from the diagram that the M state returns to the ground state when irradiated with light centered around the M state absorption center wavelength of 410 nm. However, light centered around the absorption center wavelength of the bR ground state, namely 570 nm, will naturally not drive the M state back to the bR state. The O state has an absorption center wavelength of 640 nm and will therefore, if irradiated with light with an effective bandwidth centered around this wavelength, so that a branch reaction occurs in the photocycle, pass to an intermediate state P which has a relatively long lifetime, up to several minutes. The P state will thermally relax to the most stable of the intermediate states of the photocycle, namely the Q state, which has a lifetime that probably extends over several years. The Q state can therefore be used to represent a logical state that is to be retained for years. Next to the stable ground state bR, the Q state is thus the state that is best suited when bacteriorhodopsin constitutes the storage-capable medium in those cases where the optical logic element according to the invention is to be used in an optical data storage device that is suitable for archival storage.

Bestråles Q-tilstanden med blått lys med en effektbåndbredde sentrert på Q-tilstandens absorpsjonssenterbølgelengde på 380 nm, går Q-tilstanden over til grunntilstanden bR, mens tidsangivelsen ">1" indikerer at også Q-tilstanden vil termisk relaksere til grunntilstanden bR, men med en tidskonstant som da er mange år. O-tilstanden relakserer forøvrig termisk med en tidskonstant på 4 ms tilbake til grunntilstanden bR. P-tilstanden kan ved absorpsjon av lys med en effektbåndbredde sentrert rundt P-tilstandens absorpsjonssenterfrekvens på 490 nm, gå tilbake til O-tilstanden. 0-tilstanden relakserer forøvrig termisk i den normale fotosyklus tilbake til grunntilstanden bR med en tidskonstant på ca. 4 ms ved romtemperatur. If the Q state is irradiated with blue light with a power bandwidth centered on the Q state's absorption center wavelength of 380 nm, the Q state transitions to the ground state bR, while the time indication ">1" indicates that the Q state will also thermally relax to the ground state bR, but with a time constant which is then many years. The O state also thermally relaxes with a time constant of 4 ms back to the ground state bR. The P state can, upon absorption of light with a power bandwidth centered around the P state absorption center frequency of 490 nm, return to the O state. Incidentally, the 0 state thermally relaxes in the normal photocycle back to the ground state bR with a time constant of approx. 4 ms at room temperature.

For ytterligere å visualisere bakteriorodopsinets fotosyklus, er denne vist grafisk på fig. 5c. Den ytre sirkel representerer fotosyklusens forløp med urviseren, fra grunntilstanden bR og deretter over mellomtilstandene K, L, M, N og O tilbake til grunntilstanden bR. Fotosyklusens grenreaksjon er representert ved en indre sirkelbue med P- og Q-tilstandene som nås fra O-tilstanden. Metastabile tilstander med forholdsvis lang levetid, dvs. M, P, og Q er vist skravert. En sirkelsektor representerer det området av fotosyklusen som omfatter tilstandene Q og bR som for oppfinnelsens formål er å anse som stabile. Fotoinduserte overganger i fotosyklusen og som er av betydning ved den forliggende oppfinnelse, er angitt ved nummererte piler. - På diagrammet er forøvrig svært kortvarige mellomtilstander uten betydning for oppfinnelsen utelatt. Det samme gjelder de tilfeller hvor en mellomtilstand i realiteten utgjøres av flere tilstander med tilnærmet identiske absorpsjonsspektra. To further visualize the bacteriorhodopsin photocycle, this is shown graphically in fig. 5c. The outer circle represents the clockwise progress of the photocycle, from the ground state bR and then through the intermediate states K, L, M, N and O back to the ground state bR. The branch reaction of the photocycle is represented by an inner circular arc with the P and Q states accessed from the O state. Metastable states with relatively long lifetimes, i.e. M, P, and Q are shown shaded. A circle sector represents the area of the photocycle that includes the states Q and bR which for the purposes of the invention are to be considered stable. Photoinduced transitions in the photocycle which are of importance in the present invention are indicated by numbered arrows. - Incidentally, very short-term intermediate states without significance for the invention have been omitted from the diagram. The same applies to cases where an intermediate state is in reality made up of several states with almost identical absorption spectra.

Absorpsjonsspektrene til de forskjellige species eller tilstander av bakteriorodopsinet er vist på fig. 5d som også gir en indikasjon på passende effektbåndbredder ved bestråling av en species for å bevirke en eksitasjon til en annen tilstand. Det vil f.eks. ses at bruk av en effektbåndbredde sentrert rundt ca. 600 nm vil påvirke tilstandene N, bR, K og O, men konsekvensen av slik bestråling vil være at i det minste en signifikant andel av molekylpopulasjonen vil drives fra bR og over til den forholdsvis stabile Q-tilstand. Det samme vil naturligvis kunne oppnås ved å belyse grunntilstanden bR vedvarende med en lyspuls sentrert på 570 nm, slik at bR-tilstanden går over til O-tilstanden, og samtidig vedvarende også belyse bakteriorodopsinet med lys sentrert på 640 nm, eventuelt etter et par millisekunders opphold, slik at O-tilstanden går over til P-tilstanden. Implikasjonene av dette skal omtales nærmere i det følgende. Av fig. 5d vil det dessuten ses at Q-tilstanden effektivt vil kunne eksiteres til grunntilstanden bR ved å bestråle molekylene i Q-tilstanden med lys på 380 nm eller eksempelvis en effektbåndbredde på 360-400 nm. The absorption spectra of the different species or states of the bacteriorhodopsin are shown in fig. 5d which also gives an indication of suitable effect bandwidths when irradiating a species to effect an excitation to another state. It will e.g. can be seen that using a power bandwidth centered around approx. 600 nm will affect the states N, bR, K and O, but the consequence of such irradiation will be that at least a significant proportion of the molecular population will be driven from bR upwards to the relatively stable Q state. The same can of course be achieved by continuously illuminating the bR ground state with a light pulse centered at 570 nm, so that the bR state transitions to the O state, and at the same time also continuously illuminating the bacteriorhodopsin with light centered at 640 nm, possibly after a few milliseconds stay, so that the O state changes to the P state. The implications of this will be discussed in more detail below. From fig. 5d, it will also be seen that the Q state can be effectively excited to the ground state bR by irradiating the molecules in the Q state with light of 380 nm or, for example, an effect bandwidth of 360-400 nm.

Minnematerialet 1 kan også være et fluorescerende, dvs. at når det pådras av aktivatoren 2, utsender minnematerialet 1 fluorescens lys som detekteres av detektoren 3. Deteksjonen finner med andre ord sted i emisjon. Bruken av fluorescente materialer til lagring av data er vel kjent av fagfolk og dessuten vist i patentlitteraturen, slik at en nærmere omtale her vil være overflødig. The memory material 1 can also be fluorescent, i.e. when it is exposed to the activator 2, the memory material 1 emits fluorescence light which is detected by the detector 3. In other words, the detection takes place in emission. The use of fluorescent materials for data storage is well known to professionals and is also shown in the patent literature, so that a further discussion here will be redundant.

Nå skal forskjellige foretrukne utførelsesformer av det optisk logiske element i henhold til oppfinnelsen omtales nærmere. Different preferred embodiments of the optical logic element according to the invention will now be described in more detail.

Fig. 6 viser det optisk logiske element OLE forsynt med elektroder 4, 4' eller elektriske ledere 5, 5' for elektrisk aksessering og adressering av henholdsvis aktivatoren 2 og den optiske detektor 3. Elektrodene 4, 4' eller de elektriske ledere 5, 5' er for dette formålet anordnet integrert i henholdsvis det annet og det tredje sjikt l2; h- Foretrukket kan både elektroder 4, 4' og elektriske ledere 5,5' være basert på et elektrisk ledende polymermateriale. Er de elektriske ledere 5, 5' anordnet i innbyrdes ortogonal konfigurasjon på hver side av henholdsvis sjiktene l\, /3, vil elektrodene 4, 4' kunne realiseres som skjæringspunkter mellom respektive ortogonalt anordnet elektriske ledere 5, 5'. Videre kan det tilstøtende det første sjikt l\ eller integrert i dette være anordnet et ytterligere sjikt /4, slik dette er vist på fig. 7, til generering av et elektrisk felt. Dette kan oppnåes ved at sjiktet /4 er dannet av ferroelektriske, optoelektriske eller lignende materialer, og det genererte elektriske felt kan da benyttes til å påvirke det optiske minnematerialets 1 respons i tidsdomenet, frekvensdomenet eller intensitetsdomenet. Eksempelvis skal det i den forbindelse vises til det ovenfor omtalte SE patentskrift nr 501 106 hvor det er anordnet et fotoledende sjikt med optoresistive egenskaper mellom henholdsvis minnematerialet og elektrodematrisen på den ene av minnematerialets sider. Dette gjør det eksempelvis mulig å påtrykke selektivt et elektrisk felt på det optiske logiske elementet dersom aktivatoren er et strålingsemitterende organ, ved at det samtidig påtrykkes av en elektriske styrespenning mellom sjiktet /4 og en elektrode 4. Fig. 6 shows the optical logic element OLE provided with electrodes 4, 4' or electrical conductors 5, 5' for electrical access and addressing of the activator 2 and the optical detector 3, respectively. The electrodes 4, 4' or the electrical conductors 5, 5 ' is for this purpose arranged integrated in the second and third layers l2 respectively; h- Both electrodes 4, 4' and electrical conductors 5, 5' can preferably be based on an electrically conductive polymer material. If the electrical conductors 5, 5' are arranged in a mutually orthogonal configuration on each side of the layers 1\, /3 respectively, the electrodes 4, 4' can be realized as points of intersection between respective orthogonally arranged electrical conductors 5, 5'. Furthermore, a further layer /4 can be arranged adjacent to the first layer 11 or integrated into it, as shown in fig. 7, for generating an electric field. This can be achieved by the layer /4 being formed of ferroelectric, optoelectric or similar materials, and the generated electric field can then be used to influence the response of the optical memory material 1 in the time domain, the frequency domain or the intensity domain. For example, reference should be made in this connection to the above-mentioned SE patent document no. 501 106, where a photoconductive layer with optoresistive properties is arranged between the memory material and the electrode matrix respectively on one of the memory material's sides. This makes it possible, for example, to selectively apply an electric field to the optical logic element if the activator is a radiation-emitting body, by simultaneously applying an electric control voltage between the layer /4 and an electrode 4.

Det strålingsemitterende organ 2 kan være en halvlederlaser, eksempelvis dannet i form av en diodelaser i sjiktet l2 mellom elektroder 4, 4'. Eventuelt kan det være anordnet flere strålingsemitterende organer 2i,....,2n slik dette er vist på fig. 2, og de kan da være innrettet til å emittere på forskjellige forhåndsvalgte frekvenser, f.eks. ved anordning av diodelasere med bestemte emisjonsegenskaper. The radiation-emitting body 2 can be a semiconductor laser, for example formed in the form of a diode laser in layer 12 between electrodes 4, 4'. Optionally, several radiation-emitting bodies 2i,...,2n may be arranged as shown in fig. 2, and they can then be arranged to emit on different pre-selected frequencies, e.g. by the arrangement of diode lasers with specific emission properties.

Det strålingsemitterende organ 2 kan også være et indirekte strålingsemitterende organ og det må da kunne aktiveres av en ekstern strålingskilde 2' som ikke er nærmere vist. En slik ekstern strålingskilde må være anordnet utenfor det optisk logiske element OLE, og det kan, dersom de optisk logiske elementer er kombinert til en todimensjonal matrise som utgjør en optisk logisk innretning OLD, skje ved at det strålingsemitterende organ er anordnet på kanten av matrisen og utenfor denne, idet sjiktet l\ da må kunne fungere som en bølgeleder som fører lys gjennom den gjennomsiktige grunnmasse i sjiktet l{ og til de indirekte strålingsemitterende organer. En slik sjiktformet optisk bølgeleder l2 kan realiseres i analogi med mikrostrimmellinjer eller fiberoptiske bølgeledere og skal derfor ikke nærmere omtales her. The radiation-emitting body 2 can also be an indirect radiation-emitting body and it must then be able to be activated by an external radiation source 2' which is not shown in more detail. Such an external radiation source must be arranged outside the optical logic element OLE, and this can, if the optical logic elements are combined into a two-dimensional matrix which constitutes an optical logic device OLD, happen by the radiation emitting body being arranged on the edge of the matrix and outside of this, since the layer l\ must then be able to function as a waveguide that conducts light through the transparent ground mass in the layer l{ and to the indirect radiation-emitting bodies. Such a layer-shaped optical waveguide l2 can be realized in analogy with microstrip lines or fiber optic waveguides and is therefore not to be discussed in more detail here.

Ønsket om å skaffe en proksimitetsadresserbar logisk innretning basert på proksimitetsadresserbare logiske elementer gjør det imidlertid generelt foretrukket å benytte direkte strålingsemitterende organer 2 anordnet i sjiktet However, the desire to obtain a proximity-addressable logic device based on proximity-addressable logic elements makes it generally preferable to use direct radiation-emitting devices 2 arranged in the layer

Det strålingsemitterende organ 2 kan i det tilfelle være en lysemitterende diode og spesielt foretrukket i den forbindelse er organiske lysemitterende dioder basert på konjugerte polymerer. Slike lysemitterende polymerdioder er beskrevet i internasjonal publisert patentsøknad nr. W095/31515 med tittelen "Colour source and method for its fabrication" som nærværende søker har ervervet rettigheter i og som det her skal henvises til. Slike lysemitterende polymerdioder kan avgi lys på flere bølgelengder ved å variere drivspenningen til diodene. Diodene kan emittere lys på forskjellig bølgelengder, eksempelvis hovedsakelig rødt med en lav drivspenning og blått med en høyere drivspenning, mens det ved mellomliggende spenninger kan fås en emisjonstopp i både rødt og blått med varierende intensiteter. Diodene lar seg fremstille som en tynn polymerfilm med domener av konjugerte polymerer og med en tykkelse på noen få ti-nanometer og med en utstrekning av de individuelle dioder som ihvertfall ikke er meget større. Integrert som det strålingsemitterende organ i et optisk logisk element vil de derfor være kompatible med optisk logiske elementer OLE av en tilsvarende størrelse. In that case, the radiation-emitting body 2 can be a light-emitting diode and organic light-emitting diodes based on conjugated polymers are particularly preferred in that connection. Such light-emitting polymer diodes are described in international published patent application no. W095/31515 entitled "Colour source and method for its fabrication" in which the present applicant has acquired rights and to which reference should be made here. Such light-emitting polymer diodes can emit light at several wavelengths by varying the drive voltage of the diodes. The diodes can emit light at different wavelengths, for example mainly red with a low drive voltage and blue with a higher drive voltage, while at intermediate voltages an emission peak can be obtained in both red and blue with varying intensities. The diodes can be produced as a thin polymer film with domains of conjugated polymers and with a thickness of a few tens of nanometers and with an extent of the individual diodes which is in any case not much larger. Integrated as the radiation-emitting body in an optical logic element, they will therefore be compatible with optical logic elements OLE of a corresponding size.

Fig. 8 viser det optisk logiske element i henhold til oppfinnelsen realisert som et proksimitetsadresserbart optisk logisk element. Minnematerialet 1 som eksempelvis i dette tilfelle kan være et konfirmasjonsreaktivt, lysfølsomt materiale som bakteriorodopsin og danner sjiktet l\. Fig. 8 shows the optical logic element according to the invention realized as a proximity addressable optical logic element. The memory material 1 which, for example, in this case can be a confirmation-reactive, light-sensitive material such as bacteriorhodopsin and forms the layer 1\.

Tilstøtende det lysfølsomme materiale 1 eller strukturen l\ er det i sjiktet /2 anordnet emittere eller lyskilder 2, foretrukket i form av lysemitterende polymerdioder. Den lysemitterende polymerdiode 2 forsynes med drivspenning VE over to elektroder 4, 4' som er forbundet med en strømkilde 6. Den lysemitterende polymerdiode 2 er anordnet tilstøtende det lysfølsomme materiale 1, dvs. bakteriorodopsin som skal drives i en fotosyklus. Dette innebærer at elektroden 4' må være gjennomsiktig. Videre må den lysemitterende diode 2 for å drive bakteriorodopsinet 1 gjennom fotosyklusen gi en bølgelengdeavstembar emisjon, hvilket innebærer at i det foreliggende tilfelle vil være relevant å utføre den lysemitterende diode i form av spenningsavstembare polymerdioder av den art som f.eks. er beskrevet i ovennevnte internasjonale patentsøknad W095/31515 og i tilknytning til denne henvisning omtalt noe mer utførlig. Motsatt av den lysemitterende polymerdiode 2 og likeledes tilstøtende bakteriorodopsinsjiktet /j er det anordnet en fotovoltaisk eller fotokonduktiv detektor 3, også som et sjikt /3, og denne er likeledes forsynt med elektroder 4, 4' som fører den fra detektoren ved deteksjon av lys avgitte signalspenning VD til en ikke vist operasjonsforsterker 7. Innlysende må også her detektorelektroden 4 som vender mot bakteriorodopsinsjiktet l\, være gjennomsiktig. Adjacent to the light-sensitive material 1 or the structure 1, emitters or light sources 2, preferably in the form of light-emitting polymer diodes, are arranged in layer /2. The light-emitting polymer diode 2 is supplied with drive voltage VE across two electrodes 4, 4' which are connected to a current source 6. The light-emitting polymer diode 2 is arranged adjacent to the light-sensitive material 1, i.e. bacteriorhodopsin which is to be driven in a photocycle. This means that the electrode 4' must be transparent. Furthermore, in order to drive the bacteriorhodopsin 1 through the photocycle, the light-emitting diode 2 must provide a wavelength-tunable emission, which means that in the present case it will be relevant to make the light-emitting diode in the form of voltage-tunable polymer diodes of the kind that e.g. is described in the above-mentioned international patent application W095/31515 and discussed in more detail in connection with this reference. Opposite the light-emitting polymer diode 2 and likewise the adjacent bacteriorhodopsin layer /j, there is arranged a photovoltaic or photoconductive detector 3, also as a layer /3, and this is likewise provided with electrodes 4, 4' which lead it from the detector upon detection of light emitted signal voltage VD to an operational amplifier 7, not shown. Obviously, the detector electrode 4 facing the bacteriorhodopsin layer 1 must also be transparent here.

De spenningsavstembare fargelyskilder i form av lysemitterende polymerdioder er som nevnt, allerede omtalt med henvisning til den ovennevnte internasjonale patentsøknad W095/31515 og er dessuten også nærmere beskrevet av M. Berggren & al., Nature 372, pp. 444-446 (1994). Ved å variere drivspenningen Ve påtrykt over elektrodene vil slike lysemitterende polymerdioder avgi lys på forskjellige bølgelengder. De viste konsepter for lysemitterende polymerdioder av denne art er forholdsvis generelle, og spektralkarakteristikken til den emitterte lysstråling kan kontrolleres innenfor vide grenser ved passende valg av de lysemitterende materialer. Med tanke på den nærværende beskrivelse, hvor det er ønskelig med en spektral tilpasning til bakteriorodopsinets lysabsorberende egenskaper i de forskjellige tilstander, skal det antas at den lysemitterende polymerdiode avgir gult lys ved lav spenning VE og med en økende emisjon av blått lys etter hvert som spenningen øker. Dette er nærmere vist på fig. 9a-c, hvor fig. 9a viser spektralkarakteristikken og intensiteten ved en påtrykt spenning Ve på 5 volt. Emisjonen finner hovedsakelig sted i form av rødt lys med en spektraltopp på ca. 630 nm. Nyttefaktoren er her 100%. På fig. 9b er spenningen øket til 16 volt og nyttefaktoren er redusert til 50%. Det vil ses at den lysemitterende polymerdiode fortsatt beholder emisjonstoppen på ca. 630 nm, men får samtidig en tiltagende emisjon av blått lys på ca. 400 nm. Ved en påtrykt spenning på 21 volt med en nyttefaktor på 20% er emisjonen på bølgelengder over ca. 530 nm kraftig redusert, og det fås hovedsakelig en emisjonstopp av blått lys med høy intensitet og sentrert på ca. 430 nm, slik det er vist på fig. 9c. Den spenningsstyrte emitter, dvs. den lysemitterende polymerdiode som beskrevet i ovennevnte internasjonale patentsøknad W095/31515, inneholder en rekke fysisk adskilte lysemitterende domener 9, 9', slik det er vist både på fig. 8 og på fig. 10, som kan betraktes som et skjematisk snitt gjennom emittersjiktet /2. Domenene 9, 9' er innleiret i en gjennomsiktig grunnmasse 8 som eksempelvis selv kan være polymer, og hvert domene 9, 9' inneholder bare en type av lysemitterende polymer, dvs. enten med et smalt båndgap som emitterer hovedsakelig i gult eller rødt (eksempelvis 9) eller med et bredt båndgap som emitterer i blått (eksempelvis 9'). Dersom domenene 9, 9' var store og befant seg på forholdsvis stor innbyrdes avstand, kunne dette forårsake problemer på grunn av upredikerbar og ujevn lysemisjon fra den lysemitterende diode og med visse optiske strålegeometrier gi en dårlig romlig overlapping mellom henholdsvis rødt og blått lys som treffer et gitt midtsted i bakteriorodopsin-strukturen. Eksperimentelle undersøkelser, jf. ovennevnte W095/31515, har vist at det for tiden i hvertfall er mulig å oppnå typiske dimensjoner og avstander mellom domenene i et område fra noen få 10-nm og opptil noen få 100-nm, slik at skalafaktoren for polymersjiktets eller grunnmassens 8 tykkelse svarer til domenetverrsnittet, da domenene jo må kontaktere elektrodene 4, 4' på grunnmassens overflater. Virkninger som skyldes spatialt diskretisert lysemisjon, vil derfor bare være merkbare med meget små lysemitterende polymerdioder, typisk i en skala på noen få nanometer. På den annen side er det også indikasjoner på at størrelsen av de lysemitterende polymerdioder 2 kan reduseres betraktelig ved å minske utstrekningen av domenene 9, 9', slik at eventuelle ugunstige spatiale effekter unngås selv ved en utstrekning av de lysemitterende diodene på ca. 10 nm eller deromkring. Tykkelsen av emittersjiktet l2 vil da være komparabelt, og det følger derav at det i hvertfall i teorien vil være mulig å realisere optisk logiske elementer i henhold til den foreliggende oppfinnelse med en utstrekning på høyst noen få nm og en tilsvarende tykkelse. The voltage-tunable colored light sources in the form of light-emitting polymer diodes have, as mentioned, already been discussed with reference to the above-mentioned international patent application W095/31515 and are also described in more detail by M. Berggren & al., Nature 372, pp. 444-446 (1994). By varying the drive voltage Ve applied across the electrodes, such light-emitting polymer diodes will emit light at different wavelengths. The concepts shown for light-emitting polymer diodes of this kind are relatively general, and the spectral characteristics of the emitted light radiation can be controlled within wide limits by appropriate selection of the light-emitting materials. In view of the present description, where it is desirable to have a spectral adaptation to the light-absorbing properties of the bacteriorhodopsin in the different states, it shall be assumed that the light-emitting polymer diode emits yellow light at low voltage VE and with an increasing emission of blue light as the voltage increases. This is shown in more detail in fig. 9a-c, where fig. 9a shows the spectral characteristic and intensity at an applied voltage Ve of 5 volts. The emission mainly takes place in the form of red light with a spectral peak of approx. 630 nm. The utility factor here is 100%. In fig. 9b, the voltage is increased to 16 volts and the efficiency is reduced to 50%. It will be seen that the light-emitting polymer diode still retains the emission peak of approx. 630 nm, but at the same time gets an increasing emission of blue light of approx. 400 nm. At an applied voltage of 21 volts with an efficiency factor of 20%, the emission at wavelengths above approx. 530 nm greatly reduced, and there is mainly an emission peak of blue light with high intensity and centered at approx. 430 nm, as shown in fig. 9c. The voltage-controlled emitter, i.e. the light-emitting polymer diode as described in the above-mentioned international patent application W095/31515, contains a number of physically separated light-emitting domains 9, 9', as shown both in fig. 8 and in fig. 10, which can be regarded as a schematic section through the emitter layer /2. The domains 9, 9' are embedded in a transparent matrix 8 which can for example itself be a polymer, and each domain 9, 9' contains only one type of light-emitting polymer, i.e. either with a narrow band gap that emits mainly in yellow or red (for example 9) or with a wide bandgap that emits in blue (for example 9'). If the domains 9, 9' were large and located at a relatively large distance from each other, this could cause problems due to unpredictable and uneven light emission from the light-emitting diode and with certain optical beam geometries give a poor spatial overlap between respectively red and blue light that hits a given middle site in the bacteriorhodopsin structure. Experimental investigations, cf. the above-mentioned W095/31515, have shown that it is currently at least possible to achieve typical dimensions and distances between the domains in a range from a few 10-nm and up to a few 100-nm, so that the scale factor for the polymer layer's or the thickness of the base material 8 corresponds to the domain cross-section, as the domains must contact the electrodes 4, 4' on the surfaces of the base material. Effects due to spatially discretized light emission will therefore only be noticeable with very small light-emitting polymer diodes, typically on a scale of a few nanometres. On the other hand, there are also indications that the size of the light-emitting polymer diodes 2 can be reduced considerably by reducing the extent of the domains 9, 9', so that any unfavorable spatial effects are avoided even with an extent of the light-emitting diodes of approx. 10 nm or so. The thickness of the emitter layer l2 will then be comparable, and it follows that, at least in theory, it will be possible to realize optical logic elements according to the present invention with an extent of at most a few nm and a corresponding thickness.

Den fotovoltaiske eller fotokonduktive detektor 3 er utført tilsvarende emitteren 2 eller fargelyskilden, nemlig ved bruk av tilsvarende polymerdioder som vist på fig. 8 og med domenene nå som lysabsorberende, slik at en detektert variasjon i lysintensiteten spektralavhengig vil generere signalspenningen eller detektorens utgangspenning Vd på elektrodene 4, 4'. Likeledes må detektoren 3 i dette tilfelle være avstemt til emitterens 2 spektralegenskaper. Også for detektoren 3 fås de samme skalafaktorer som for den lysemitterende polymerdiode 2, idet domenenes 9, 9' dimensjoner bestemmer sjikttykkelsen. Innlysende må sjikttykkelsen være kompatibel med domenetverrsnittet, slik at kontaktering til elektrodene 5, 5' oppnås. The photovoltaic or photoconductive detector 3 is constructed similarly to the emitter 2 or the color light source, namely by using corresponding polymer diodes as shown in fig. 8 and with the domains now as light-absorbing, so that a detected variation in the light intensity spectrally dependent will generate the signal voltage or the detector's output voltage Vd on the electrodes 4, 4'. Likewise, the detector 3 must in this case be matched to the emitter 2's spectral properties. The same scale factors are also obtained for the detector 3 as for the light-emitting polymer diode 2, the dimensions of the domains 9, 9' determining the layer thickness. Obviously, the layer thickness must be compatible with the domain cross-section, so that contacting to the electrodes 5, 5' is achieved.

Det vil ses at det optisk logiske element OLE som er beskrevet med henvisning til bruk av et lysfølsomt organisk materiale, nemlig bakteriorodopsin og lysemitterende polymerdioder, er utført proksimitetsadresserbart, og man unngår de begrensninger av skalafaktorene som ville foreligge dersom lyset ble ført til det lysfølsomme organiske materiale gjennom optisk aktive strukturer i form av refraktive eller diffraktive elementer anordnet utenfor bakteriorodopsinstrukturen og mellom denne og emitteren. I så fall vil det optisk logiske elements størrelse være begrenset av bølgelengden til den benyttede lysstråling. It will be seen that the optical logic element OLE, which is described with reference to the use of a light-sensitive organic material, namely bacteriorhodopsin and light-emitting polymer diodes, is made proximity-addressable, and the limitations of the scale factors that would exist if the light were led to the light-sensitive organic material are avoided material through optically active structures in the form of refractive or diffractive elements arranged outside the bacteriorhodopsin structure and between this and the emitter. In that case, the size of the optical logic element will be limited by the wavelength of the light radiation used.

En optisk logisk innretning OLD i henhold til oppfinnelsen skal nå omtales med henvisning til figurene 11-17. An optical logic device OLD according to the invention will now be described with reference to figures 11-17.

Fig. 11 viser en utførelse hvor den optisk logiske innretning er dannet i form av en todimensjonal matrise eller struktur Sn av optisk logiske elementer OLE og gjengir et snitt gjennom en rad av slike optisk logiske elementer, her eksemplifisert ved de optiske logiske elementer OLEu og OLE i„ i m n-matrise og med m = n = 5 i dette tilfelle. Fig. 12 viser en optisk logisk innretning i henhold til oppfinnelsen, hvor todimensjonale matriser eller strukturer Si,..., Sx av optisk logiske elementer OLE er stablet lagvis, slik at den todimensjonale matrise av optisk logiske elementer utgjør en flatelegemestruktur S i en volumetrisk optisk logisk innretning OLD. Den optiske logiske innretning OLD realiseres dermed som en tredimensjonal matrise, eksempelvis med m n x logiske elementer, idet x er antall stablede strukturer S. På fig. 12 som skjematisk viser et snitt gjennom sammenhengende stablede rader av matrisene som danner strukturene S, eksempelvis raden m = 1 i m n matrisen, er to optisk logiske elementer OLE i strukturen S| betegnet som OLEM resp. OLE[n. Som vist på 12, omfatter den optisk logiske innretning OLD fem slike strukturer S, slik at x = 5, og fig. 12 kan dermed anses å gjengi en volumetrisk optisk logisk innretning med 5 5 5 = 125 optisk logiske elementer OLE. Mellom hver av strukturene er det anordnet et optisk, termisk eller elektrisk isolerende sjikt /5. Fig. 11 shows an embodiment where the optical logic device is formed in the form of a two-dimensional matrix or structure Sn of optical logic elements OLE and reproduces a section through a row of such optical logic elements, here exemplified by the optical logic elements OLEu and OLE i„ in m n-matrix and with m = n = 5 in this case. Fig. 12 shows an optical logic device according to the invention, where two-dimensional matrices or structures Si,..., Sx of optical logic elements OLE are stacked layer by layer, so that the two-dimensional matrix of optical logic elements constitutes a flat body structure S in a volumetric optical logic device OLD. The optical logic device OLD is thus realized as a three-dimensional matrix, for example with m n x logic elements, where x is the number of stacked structures S. In fig. 12 which schematically shows a section through consecutive stacked rows of the matrices that form the structures S, for example the row m = 1 in the m n matrix, are two optical logic elements OLE in the structure S| designated as OLEM or OLE[n. As shown in Fig. 12, the optical logic device OLD comprises five such structures S, so that x = 5, and fig. 12 can thus be considered to represent a volumetric optical logic device with 5 5 5 = 125 optical logic elements OLE. An optical, thermal or electrically insulating layer /5 is arranged between each of the structures.

I en variant av den optisk logiske innretning OLD kan grupper av optisk logiske elementer OLE, eksempelvis i form av rader, søyler eller undermatriser av m n matrisen være tilordnet en felles optisk detektor 3 som dekker samtlige logiske elementer i gruppen, slik det er vist på fig. 13. In a variant of the optical logic device OLD, groups of optical logic elements OLE, for example in the form of rows, columns or sub-matrices of the m n matrix, can be assigned to a common optical detector 3 which covers all the logic elements in the group, as shown in fig . 13.

Som vist på fig. 14, kan hver struktur omfatte et eller flere sjikt Is som integrert rommer elektroder 4, 4' og elektriske ledere 5.5' tilordnet de optisk logiske elementer OLE som inngår i strukturen S og benyttet til aksessering og adressering av den optisk logiske innretning OLD. Som vist på fig. 14, kan lederne 5, 5' være anordnet innbyrdes ortogonale, slik at elektrodene 4, 4' vil i det tilfelle kunne realiseres ved krysningspunktet mellom lederne 5, 5' i hvert optisk logiske element OLE, eksempelvis slik at det henholdsvis dannes en diodestruktur i sjiktene l2 og h mellom krysningspunktet til lederne 5, 5'. As shown in fig. 14, each structure may comprise one or more layers Is which integrally accommodate electrodes 4, 4' and electrical conductors 5.5' assigned to the optical logic elements OLE which are part of the structure S and used for accessing and addressing the optical logic device OLD. As shown in fig. 14, the conductors 5, 5' can be arranged mutually orthogonal, so that the electrodes 4, 4' will in that case be realized at the crossing point between the conductors 5, 5' in each optical logic element OLE, for example so that a diode structure is respectively formed in the layers l2 and h between the crossing point of the conductors 5, 5'.

Anordningen av proksimitetsadresserbare optisk logiske elementer i en matrise er vist i perspektiv på fig. 15, hvor de enkelte lag i matrisen, nemlig aktivatorsjiktet /2, minnematerialesjiktet l\ og detektorsjiktet /3 som danner de optisk logiske elementer OLE, er vist utspilt. Matrisen består av m n logiske elementer OLE og er på fig. 15 i realiteten vist som en 5 5-matrise. På aktivatorsjiktet 12 er det anordnet ledere 5, 5', jf. fig. 14, og det fås en elektrode 4, 4' i hvert krysningspunkt mellom lederne 5, 5' ved at de påtrykkes en spenning. Dersom aktivatoren 2 er en lysemitterende diode, vil den nå sende ut lys som påvirker et minnemateriale i form av lysfølsomt organisk materiale, eksempelvis bakteriorodopsin i sjiktet /j. Deteksjonen finner sted i detektorsjiktet /2, hvor det ved belysning i hvert krysningspunkt mellom de anordnede ledere 5, 5' i dette tilfelle tilsvarende fås en lysabsorberende detektordiode 3. Det optisk logiske element som på denne måte dannes, er vist som OLE]3, og hvert av sjiktene l\, l2, h eller matrisene er i det foreliggende tilfelle for enkelthets skyld er vist som en 5 5-matrise. The arrangement of proximity-addressable optical logic elements in a matrix is shown in perspective in fig. 15, where the individual layers in the matrix, namely the activator layer /2, the memory material layer 1\ and the detector layer /3 which form the optical logic elements OLE, are shown unfolded. The matrix consists of m n logical elements OLE and is shown in fig. 15 in reality shown as a 5 5 matrix. Conductors 5, 5' are arranged on the activator layer 12, cf. fig. 14, and an electrode 4, 4' is obtained at each crossing point between the conductors 5, 5' by applying a voltage to them. If the activator 2 is a light-emitting diode, it will now emit light which affects a memory material in the form of light-sensitive organic material, for example bacteriorhodopsin in layer /j. The detection takes place in the detector layer /2, where by illumination at each crossing point between the arranged conductors 5, 5' in this case a light-absorbing detector diode 3 is correspondingly obtained. The optical logic element which is formed in this way is shown as OLE]3, and each of the layers l1, l2, h or the matrices is in the present case shown as a 5 5 matrix for the sake of simplicity.

Den optisk logiske innretning som er vist på fig. 15, kan nå benyttes til å danne en volumetrisk optisk logisk innretning, bestående av strukturer S i form av en rekke lag eller matriser, Si,...,Sx. En slik optisk logisk innretning OLD er vist i snitt på fig. 16, og i hvert enkelt lag S er det anordnet et aktivatorsjikt /2, et minnematerialsjikt /] og et detektorsjikt /3. Som på fig. 15, er det anordnet ledere 5, 5', her vist integrert i sjikt /g, og det optisk logiske element OLE vil få dannet elektroder mellom krysningspunktene til lederne 5, 5'. Mellom hver av strukturene S og eventuelt også på oversiden og undersiden av innretningen OLD kan det være anordnet et optisk termisk eller elektrisk isolerende sjikt /5. Innretningen som vist på fig. 16, er for enkelthets skyld antydet utført som en terning med 5 5 5 optisk logiske elementer, altså 125 i alt. Utstrekningen av et optisk logisk element OLEn innenfor strukturen Si er vist og kan tilsvare det optisk logiske element OLEo som vist på fig. 15. The optical logic device shown in fig. 15, can now be used to form a volumetric optical logic device, consisting of structures S in the form of a series of layers or matrices, Si,...,Sx. Such an optical logic device OLD is shown in section in fig. 16, and in each individual layer S an activator layer /2, a memory material layer /] and a detector layer /3 are arranged. As in fig. 15, conductors 5, 5' are arranged, here shown integrated in layer /g, and the optical logic element OLE will have electrodes formed between the crossing points of the conductors 5, 5'. Between each of the structures S and possibly also on the upper side and the lower side of the device OLD, an optically thermal or electrically insulating layer /5 can be arranged. The device as shown in fig. 16, for the sake of simplicity, is suggested to be executed as a cube with 5 5 5 optical logic elements, i.e. 125 in total. The extent of an optical logic element OLEn within the structure Si is shown and may correspond to the optical logic element OLEo as shown in fig. 15.

Da hvert at de optisk logiske elementer OLE proksimitetsadresseres, dvs. at både emitter og detektor er anordnet tilstøtende det lysfølsomme organiske materiale og befinner seg inne i innretningen, er det bare et praktisk spørsmål hvor mange elementer en m n-matrise kan omfatte og hvor mange strukturer S som kan stables opp på hverandre. Since the optical logic elements OLE are proximity addressed, i.e. that both emitter and detector are arranged adjacent to the light-sensitive organic material and are located inside the device, it is only a practical question how many elements an m n matrix can include and how many structures S that can be stacked on top of each other.

I en optisk logiske innretning OLD basert på bruk av In an optical logic device OLD based on the use of

proksimitetsadresserbare optisk logiske elementer OLE i henhold til den proximity addressable optical logic elements OLE according to it

foreliggende oppfinnelse som vist på fig. 11-12 er den eneste begrensing i den skalafaktoren i hvertfall i teorien de molekylære dimensjoner til minnematerialet 1, dersom det benyttes et lysfølsomt konformasjonsreaktivt materiale, samt den realiserbare minste utstrekning av den tilordnede aktivator 2 og detektor 3. Ved bruk av lysemitterende polymerdioder indikerer praktisk forsøk at det for tiden kan realiseres optisk logiske elementer med en utstrekning på noen få ti-nanometre, og tilsvarende små lederstrukturer for elektrodene for emittere og detektorer, slik at det realistiske areal av det optisk logiske element kan utgjøre mellom 2500 nm og 10 000 nm<2>.1 verste tilfelle utgjør dette 10<10> optisk logiske elementer pr. cm<2> og realisert volumetrisk med en tilsvarende sjikttykkelse, vil det i en optisk logisk innretning i henhold til oppfinnelsen kunne oppnås 10<15 >proksimitetsadresserbare optisk logiske elementer i 1 cm<3>. Det er ansett som mulig å oppnå en lineær skalaforbedring av én størrelsesorden, og det vil da kunne la seg realisere 10 1 Q optisk logiske elementer i henhold til den foreliggende oppfinnelse i 1 cm<3>. For å gi en antydning om lagringskapasiteten til en slik optisk logisk innretning realisert som en optisk hukommelse, kan det antydes at den tilsvarer lagring av IO<14> ordinære boksider, hvilket skulle være tilstrekkelig for de fleste typer av arkival lagring. present invention as shown in fig. 11-12, the only limitation in that scale factor, at least in theory, is the molecular dimensions of the memory material 1, if a light-sensitive conformationally reactive material is used, as well as the realizable smallest extent of the assigned activator 2 and detector 3. When using light-emitting polymer diodes, practical attempt that it is currently possible to realize optical logic elements with an extent of a few tin-nanometers, and correspondingly small conductor structures for the electrodes for emitters and detectors, so that the realistic area of the optical logic element can amount to between 2500 nm and 10,000 nm <2>.1 worst case, this amounts to 10<10> optical logic elements per cm<2> and realized volumetrically with a corresponding layer thickness, in an optical logic device according to the invention it will be possible to achieve 10<15 >proximity addressable optical logic elements in 1 cm<3>. It is considered possible to achieve a linear scale improvement of one order of magnitude, and it will then be possible to realize 10 1 Q optical logic elements according to the present invention in 1 cm<3>. To give an indication of the storage capacity of such an optical logic device realized as an optical memory, it can be suggested that it corresponds to the storage of IO<14> ordinary book pages, which should be sufficient for most types of archival storage.

Fig. 17 viser skjematisk et opplegg for å adressere en enkel struktur S\ i den optisk logiske innretning OLD i henhold til oppfinnelsen. For enkelthets skyld viser fig. 17 strukturen Si i form av en 5 5-matrise, altså med 25 logiske elementer. For hver rad respektive søyle i matrisen er det anordnet elektriske ledere 5, 5' i en ortogonal konfigurasjon, slik at det optisk logiske element kan aksesseres og adresseres ved skjæringspunktene mellom lederne 5, 5'. Med dette opplegget vil det også være mulig å adressere og aktivere samtlige optisk logiske elementer OLE. Lederne 5, 5' er forbundet med respektive driverkretser 10, 11 som over et grensesnitt 12 står i forbindelse med en hovedbuss 13 som på fig. 17 er vist i snitt og ført vertikalt på tegningsplanet, slik at den står i forbindelse med samtlige strukturer S som inngår i den optisk logiske innretning OLD. Hensiktsmessig kan adresseringen foregå i et hierarkisk opplegg som entydig kan adressere den optiske logiske innretning OLD eksempelvis på strukturnivå, eller funksjonelt samvirkende grupper av optisk logiske elementer OLE i hver struktur S eller et enkelt optisk logisk element OLE i strukturen S. Fagfolk vil innse at det finnes en rekke muligheter for å realisere aksessering og adressering av en volumetrisk, optisk logisk innretning i proksimitet, og at parallell aksessering og adressering også vil kunne implementeres ved å benytte multipleksede kommunikasjonslinjer. Aksessering- og adresseringsopplegget utgjør imidlertid ikke noen del av den foreliggende oppfinnelse og skal derfor ikke omtales nærmere her. Fig. 17 schematically shows a scheme for addressing a simple structure S\ in the optical logic device OLD according to the invention. For simplicity, fig. 17 the structure Si in the form of a 5 5 matrix, i.e. with 25 logical elements. For each row and column in the matrix, electrical conductors 5, 5' are arranged in an orthogonal configuration, so that the optical logic element can be accessed and addressed at the intersections between the conductors 5, 5'. With this scheme, it will also be possible to address and activate all optical logic elements OLE. The conductors 5, 5' are connected to respective driver circuits 10, 11 which are connected via an interface 12 to a main bus 13 as shown in fig. 17 is shown in section and carried vertically on the drawing plane, so that it is in connection with all structures S which are part of the optical logic device OLD. Appropriately, the addressing can take place in a hierarchical scheme which can unambiguously address the optical logic device OLD, for example at structure level, or functionally interacting groups of optical logic elements OLE in each structure S or a single optical logic element OLE in the structure S. Those skilled in the art will realize that there are a number of possibilities for realizing access and addressing of a volumetric, optical logic device in proximity, and that parallel access and addressing can also be implemented by using multiplexed communication lines. However, the access and addressing scheme does not form any part of the present invention and is therefore not to be discussed in more detail here.

Den optisk logiske innretning OLD i henhold til oppfinnelsen er ikke bare egnet til lagring av data, men kan også realiseres som en innretning for behandling av data. Med behandling av data skal det i dette tilfellet forstås at de optiske logiske elementer kombineres i optisk logiske nettverk for å utføre logiske operasjoner og med bruk av optisk logiske porter og optisk logiske portkretser som realiserer disse funksjonene, eller i aritmetiske kretser for å utføre binære aritmetiske operasjoner realisert med bruk av aritmetiske registre basert på binær logikk. Grupper av logiske elementer OLE i en struktur S vil da kunne være konfigurert som minneregistre, logiske registre og aritmetiske registre, idet hvert logiske element OLE i et register og hvert register kan aksesseres og adresseres individuelt. Samlet kan registrene konfigureres til en optisk dataprosessor. Denne optiske datateknologi er analog til konvensjonell datateknologi basert på halvlederkomponenter og kjent for fagfolk på området. I den forbindelse kan det eksempelvis henvises til Alastair D. McAulay, "Optical Computer Architectures. The Application of Optical Concepts to Next Generation Computers", John Wiley & Sons The optical logic device OLD according to the invention is not only suitable for storing data, but can also be realized as a device for processing data. By processing data in this case it is to be understood that the optical logic elements are combined in optical logic networks to perform logical operations and with the use of optical logic gates and optical logic gate circuits that realize these functions, or in arithmetic circuits to perform binary arithmetic operations realized using arithmetic registers based on binary logic. Groups of logical elements OLE in a structure S will then be able to be configured as memory registers, logical registers and arithmetic registers, as each logical element OLE in a register and each register can be accessed and addressed individually. Collectively, the registers can be configured into an optical data processor. This optical computer technology is analogous to conventional computer technology based on semiconductor components and known to those skilled in the art. In this connection, reference can be made, for example, to Alastair D. McAulay, "Optical Computer Architectures. The Application of Optical Concepts to Next Generation Computers", John Wiley & Sons

(1991), særlig "Part II: Subsystems for Optical Computing", pp. 127-342. (1991), especially "Part II: Subsystems for Optical Computing", pp. 127-342.

De optisk logiske elementer OLE i henhold til oppfinnelsen lar seg i en optisk logisk innretning OLD som skal benyttes til databehandling, kombinere til logiske kretser som eksempelvis kan utføre samtlige mulige seksten boolske logiske funksjoner av to binære variable, hva enten det som minnemateriale benyttes et elektronfellemateriale eller et lysfølsomt konfirmasjonsreaktivt materiale som bakteriorodopsin. En kombinasjon av fire optisk logiske elementer OLE som realiserer disse seksten boolske funksjoner er vist på fig. 18, dannet som 2 2-matrise med logisk 0 skravert og logisk 1 uskravert. Disse seksten boolske funksjoner av to binære variabler er vist i tabell I, mens tabell II viser hvordan boolske funksjoner genereres ved kombinasjon av logiske operasjoner. The optical logic elements OLE according to the invention can be combined in an optical logic device OLD to be used for data processing into logic circuits which can, for example, perform all possible sixteen Boolean logic functions of two binary variables, regardless of whether an electron trap material is used as memory material or a light-sensitive confirmation-reactive material such as bacteriorhodopsin. A combination of four optical logic elements OLE realizing these sixteen Boolean functions is shown in fig. 18, formed as a 2 2 matrix with logical 0 shaded and logical 1 unshaded. These sixteen Boolean functions of two binary variables are shown in Table I, while Table II shows how Boolean functions are generated by combining logical operations.

Det skal nå med henvisning til tabell III angis hvordan en del boolske logiske funksjoner av to binære variable realiseres ved hjelp av optisk logiske elementer OLE hvor minnematerialet 1 er et elektronfellemateriale. I dette tilfelle bringes elektronfellematerialet til en felletilstand ved bestråling med blått lys. Påfølgende bestråling med rødt lys frigjør de fangede elektroner og det sendes ut oransje lys. Aktivatoren 2 vil i dette tilfelle være utført som to separate, adresserbare strålingsemitterende organer, eksempelvis i form av en spenningsavstembar, lysemitterende diode. Det kan nå benyttes et båndpassfilter som kan være anordnet i form av et sjikt mellom minnematerialet 1, dvs. elektronfellematerialet, og detektoren 3, slik at blått og rødt lys blokkeres. Dermed blir bare det stimulerte oransje fluorescens lys detektert. With reference to table III, it will now be stated how some Boolean logic functions of two binary variables are realized by means of optical logic elements OLE where the memory material 1 is an electron trap material. In this case, the electron trap material is brought to a trap state by irradiation with blue light. Subsequent irradiation with red light releases the trapped electrons and orange light is emitted. In this case, the activator 2 will be designed as two separate, addressable radiation-emitting bodies, for example in the form of a voltage-tunable, light-emitting diode. A bandpass filter can now be used which can be arranged in the form of a layer between the memory material 1, i.e. the electron trap material, and the detector 3, so that blue and red light are blocked. Thus, only the stimulated orange fluorescence light is detected.

Benyttes bakteriorodopsin som minnemateriale, vil minnematerialet i dette tilfellet tilkjennegi sine forskjellige logiske tilstander ved forandringer i den optiske transmissivitet, slik at deteksjonen skjer i absorpsjonsmodus og ikke i emisjonsmodus som ved fluorescens. Et eksempel på realisering av en del boolske logiske funksjoner av to variable er vist i tabell IV, hvor det er antatt at det benyttes en fotosyklus for bakteriorodopsin hvor molekylene svitsjes mellom grunntilstanden bR og den metastabile M-tilstand. Bestråling av bR-tilstanden med gult lys frembringer en overgang til M-tilstanden som absorberer blått lys, mens en bestråling med blått lys i M-tilstanden bringer bakteriorodopsinmolekylene tilbake til grunntilstanden bR. Molekyltilstanden kan overvåkes ved måling av absorpsjonen av blått lys med bruk av en svak blå sondestråle. Ved opplegget vist i tabell IV, vil det dersom det benyttes blått lys både til forbehandlingstrinnet og inngangssignalet såvel som for utgangssignalet, være nødvendig å foreta diskriminering ved tidssekvensering. Fotosyklusen som involverer M-tilstanden er delvis termisk drevet med tidskonstanter tp som kan utgjøre flere millisekunder. For å oppnå høye totale prosesseringshastigheter er det nødvendig at de optisk logiske elementer OLE i den optisk logiske innretning OLD eller grupper av slike optisk logiske elementer OLE adresseres i parallell. Bruk av bakteriorodopsin som minnemateriale 1 gir imidlertid flere muligheter til å realisere logiske kretser basert på bruk av det optisk logiske element OLE i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Det kan nevnes at både behandlingen av bR-tilstanden med bruk av gult lys og behandlingen av M-tilstanden med bruk av blått lys er fotokjemiske reaksjoner, dvs. at de drives av fotoner, og at svitsjehastigheten i hvert tilfelle hovedsakelig avhenger av intensiteten til den benyttede lysstråling. Det er også mulig å benytte svitsjing mellom f.eks. grunntilstanden bR- og K-tilstanden, en overgang som skjer svært raskt (xv~ 10 ps). Etter absorpsjon av blått lys i bR-tilstanden drives molekylet over K-tilstanden via en mellomtilstand J i løpet av noen få pikosekunder. K-tilstanden absorberer på en bølgelengde som er forskjøvet sammenlignet med absorpsjonsbølgelengden til bR-tilstanden, nemlig på en bølgelengde på 590 nm, og kan vende tilbake til bR-tilstanden ved en meget hurtig fotoindusert prosess av høyst noen nanosekunders varighet. Ved bruk av bakteriorodopsin som minnemateriale kan det også være attraktivt å benytte den langtidsstabile Q-tilstand som inngår i den ovenfor omtalte grenreaksjon av bakteriorodopsinets fotosyklus. Bruk av henholdsvis grunntilstanden bR og Q-tilstanden vil gi en høy spektralisolasjon mellom inngangslys (skrivelys) og sondelys (leselys) såvel som en enkel og direkte implementering av logiske kretser som realiserer boolske funksjoner. En mulig ulempe er den forholdsvis lave syklushastighet mellom tilstandene, men ved igjen å realisere den optisk logiske innretning i henhold til oppfinnelsen med mulighet for adressering i massiv parallellisme, vil det kunne oppnås meget høye datarater. If bacteriorhodopsin is used as a memory material, the memory material will in this case indicate its different logical states by changes in the optical transmissivity, so that the detection takes place in absorption mode and not in emission mode as with fluorescence. An example of the realization of some Boolean logic functions of two variables is shown in table IV, where it is assumed that a photocycle is used for bacteriorhodopsin where the molecules are switched between the ground state bR and the metastable M state. Irradiation of the bR state with yellow light produces a transition to the M state which absorbs blue light, while irradiation with blue light in the M state brings the bacteriorhodopsin molecules back to the bR ground state. The molecular state can be monitored by measuring the absorption of blue light using a weak blue probe beam. With the arrangement shown in table IV, if blue light is used both for the pre-processing stage and the input signal as well as for the output signal, it will be necessary to perform discrimination by time sequencing. The photocycle involving the M state is partially thermally driven with time constants tp that can amount to several milliseconds. In order to achieve high total processing speeds, it is necessary that the optical logic elements OLE in the optical logic device OLD or groups of such optical logic elements OLE are addressed in parallel. However, the use of bacteriorhodopsin as memory material 1 provides more opportunities to realize logic circuits based on the use of the optical logic element OLE according to the present invention. It may be mentioned that both the processing of the bR state using yellow light and the processing of the M state using blue light are photochemical reactions, i.e. they are driven by photons, and that the switching speed in each case mainly depends on the intensity of the used light radiation. It is also possible to use switching between e.g. the ground state bR and the K state, a transition that occurs very quickly (xv~ 10 ps). After absorption of blue light in the bR state, the molecule is driven above the K state via an intermediate state J within a few picoseconds. The K state absorbs at a wavelength shifted compared to the absorption wavelength of the bR state, namely at a wavelength of 590 nm, and can return to the bR state by a very fast photoinduced process of at most a few nanoseconds duration. When using bacteriorhodopsin as a memory material, it can also be attractive to use the long-term stable Q state that is included in the above-mentioned branch reaction of the bacteriorhodopsin photocycle. Use of the ground state bR and the Q state respectively will provide a high spectral isolation between input light (write light) and probe light (read light) as well as a simple and direct implementation of logic circuits that realize Boolean functions. A possible disadvantage is the relatively low cycle speed between the states, but by again realizing the optical logic device according to the invention with the possibility of addressing in massive parallelism, it will be possible to achieve very high data rates.

Skal den optisk logiske innretning i henhold til oppfinnelsen realiseres som en optisk dataprosessor, innebærer dette at det må kunne realiseres aritmetiske registre som utfører binære aritmetiske operasjoner. Et eksempel på en parallell algoritme for firebits heladdisjon er vist på fig. 19 og vil la seg kunne realisere av logiske porter med minnemateriale basert på eksempelvis et elektronfellemateriale eller bakteriorodopsin, jf. fig. 18. En binær halvadderer består ganske enkelt av en EKSKLUSIV-ELLER-port for summen og en OG-port for menten. For å realisere en heladdisjon må menten fra halvaddisjonen av den mindre signifikante bit tas i betraktning. Derfor er det nødendig med logiske porter med tre innganger. Dette ville ekskludere bruken av optisk logiske elementer OLE i henhold til den foreliggende oppfinnelse, da de bare har to innganger for en logiske operasjon. For å overvinne dette problemet kan det benyttes en iterativ parallellstrøm-algoritme, og et eksempel på en firebits addisjon som bare trenger fire iterasjoner er således gjengitt på fig. 19. Fordelen med denne algoritmen er at en serie av skift- og logikkoperasjoner kan gjentatt utføres med bruk av det samme optisk logiske element med to innganger, det vil si i tilfellet av elektronfellematrialer eller bakteriorodopsin med lys på to bølgelengder. Parallelle logiske operasjoner EKSKLUSIV-ELLER og OG kan utføres av et optisk logisk element. Det skiftede mellomutgangssignal kan alternativt mates tilbake til den logiske innretning over detektoren og adresseringssystemet for å pådra det optisk logiske element med lys på inngangsbølgelengdene. Det er antatt at et heloptisk system i hvertfall kan la seg realisere basert på detter prinsipp med bruk av optisk logiske elementer OLE og hvor minnematerialet enten er et elektronfellemateriale eller et konformasjonsreaktivt materiale som kan gjennomgå en fotosyklus så som bakteriorodopsin, dersom aktivatoren er en lysemitterende, bølgelengdeavstembar polymerdiode, slik dette er omtalt i det ovenstående. If the optical logic device according to the invention is to be realized as an optical data processor, this means that it must be possible to realize arithmetic registers which perform binary arithmetic operations. An example of a parallel algorithm for four-bit full addition is shown in fig. 19 and will be able to be realized by logic gates with memory material based on, for example, an electron trap material or bacteriorhodopsin, cf. fig. 18. A binary half-adder simply consists of an EXCLUSIVE-OR gate for the sum and an AND gate for the ment. To realize a full addition, the meaning from the half addition of the less significant bit must be taken into account. Logic gates with three inputs are therefore essential. This would exclude the use of optical logic elements OLE according to the present invention, as they only have two inputs for a logic operation. To overcome this problem, an iterative parallel flow algorithm can be used, and an example of a four-bit addition that only needs four iterations is thus shown in fig. 19. The advantage of this algorithm is that a series of shift and logic operations can be repeatedly performed using the same optical logic element with two inputs, that is, in the case of electron trap materials or bacteriorhodopsin with light of two wavelengths. Parallel logic operations EXCLUSIVE-OR and AND can be performed by an optical logic element. The shifted intermediate output signal can alternatively be fed back to the logic device above the detector and addressing system to impinge the optical logic element with light at the input wavelengths. It is assumed that a heloptic system can at least be realized based on this principle with the use of optical logic elements OLE and where the memory material is either an electron trap material or a conformationally reactive material that can undergo a photocycle such as bacteriorhodopsin, if the activator is a light-emitting, wavelength tunable polymer diode, as discussed above.

De ovenfor anførte eksempler på realisering av boolske logiske funksjoner og en aritmetisk operasjon er naturligvis ment som eksempler, og fagfolk vil forstå at det innenfor rammen av den foreliggende oppfinnelse ikke bare vil være mulig å realisere slike operasjoner, men generelt alle logiske og aritmetisk operasjoner i binær logikk og med den optisk logiske innretning i henhold til oppfinnelsen konfigurert til en arkitektur som implementerer en optisk dataprosessor med stor kapasitet og hastighet. Det er heller ingenting i veien for å konfigurere en optisk logisk innretning OLD i henhold til den foreliggende oppfinnelse til en større datamaskin med en rekke prosessorer som kan adresseres og arbeide i massiv parallellisme. Implementeres prosessorene som systoliske serieprosessorer og benyttes det en dynamisk optimerbar nettverktopologi, vil bruken av proksimitetsadresserbare optisk logiske elementer i henhold til den foreliggende oppfinnelse tilby en ytelse og kapasitet som ligger flere størrelsesordener over konvensjonell halvlederbasert teknologi og dertil også medføre fordeler som bare optisk basert datateknologi synes å være i stand til å realisere. The above-mentioned examples of realization of Boolean logic functions and an arithmetic operation are of course intended as examples, and those skilled in the art will understand that within the scope of the present invention it will not only be possible to realize such operations, but in general all logical and arithmetic operations in binary logic and with the optical logic device according to the invention configured to an architecture that implements an optical data processor with high capacity and speed. There is also nothing in the way of configuring an optical logic device OLD according to the present invention to a larger computer with a number of processors that can be addressed and work in massive parallelism. If the processors are implemented as systolic serial processors and a dynamically optimisable network topology is used, the use of proximity-addressable optical logic elements according to the present invention will offer a performance and capacity that is several orders of magnitude above conventional semiconductor-based technology and also entail advantages that only optical-based computer technology seems to have to be able to realize.

Claims (41)

1. Optisk logisk element (OLE), spesielt et flertilstands, multistabilt optisk logisk element og enda mer spesielt et proksimitetsadresserbart optisk logisk element hvortil adressering finner sted direkte uten bruk av aktive eller passive optiske elementer, omfattende et optisk minnemateriale (1), hvor minnematerialet (1) under påvirkning av et påtrykket magnetisk, elektromagnetisk eller elektriske felt eller tilført energi kan gå over fra en fysisk eller kjemisk tilstand til en annen fysisk eller kjemisk tilstand, hvor en fysisk eller kjemisk tilstand er tilordnet en bestemt logisk verdi, og hvor en endring av det logiske elements fysiske eller kjemiske tilstand bevirker en endring i den logiske verdi og gjennomføres ved at det logiske element aksesseres og adresseres magnetisk, elektromagnetisk, elektrisk eller optisk for skriving, lesing, lagring, sletting og svitsjing av en tilordnet logisk verdi, karakterisert ved at minnematerialet (1) er anordnet i eller på en hovedsakelig sjiktlignende struktur, at en aktivator (2) som genererer et magnetisk, elektromagnetisk eller elektrisk felt eller tilfører minnematerialet (1) energi, er anordnet i eller tilstøtende den hovedsakelig sjiktlignende struktur og i ett med denne, og at en optisk detektor (3) for deteksjon av minnematerialets optiske respons betinget av minnematerialets fysiske eller kjemiske tilstand, er anordnet i eller tilstøtende den hovedsakelig sjiktlignende struktur og i ett med denne, slik at det optisk logiske element (OLE) utgjør en av minnematerialet (1), aktivatoren (2) og detektoren (3) bestående enhetlig, integrert komponent.1. Optical logic element (OLE), in particular a multi-state, multistable optical logic element and even more particularly a proximity addressable optical logic element to which addressing takes place directly without the use of active or passive optical elements, comprising an optical memory material (1), where the memory material (1) under the influence of an applied magnetic, electromagnetic or electric field or supplied energy can pass from one physical or chemical state to another physical or chemical state, where a physical or chemical state is assigned a specific logical value, and where a changing the physical or chemical state of the logical element causes a change in the logical value and is carried out by the logical element being accessed and addressed magnetically, electromagnetically, electrically or optically for writing, reading, storing, erasing and switching of an assigned logical value, characterized by that the memory material (1) is arranged in or on a mainly layer-like structure, that an activator (2) which generates a magnetic, electromagnetic or electric field or supplies energy to the memory material (1) is arranged in or adjacent to the essentially layer-like structure and in one with it, and that an optical detector (3) for detecting the memory material's optical response conditioned by the physical or chemical state of the memory material, is arranged in or adjacent to the essentially layer-like structure and in one with this, so that the optical logic element (OLE) constitutes one of the memory material (1), the activator (2) and the detector (3) ) consisting of a uniform, integrated component. 2. Optisk logisk element (OLE) i henhold til krav 1, karakterisert ved at minnematerialet (1) er anordnet i form av et første sjikt at aktivatoren (2) er anordnet i form av et til det første sjikt (/i) tilstøtende annet sjikt (/2) og i ett med dette eller anordnet integrert i det første sjikt (/[), og at den optiske detektor (3) som detekterer tilstanden i minnematerialet (1), er anordnet i form av et til det første sjikt ( li) tilstøtende tredje sjikt (/3) og i ett med dette, slik at det optisk logiske element (OLE) utgjør nevnte integrerte komponent, bestående av minst tre respektive to sjikt h> h\ I\- > h)-2. Optical logic element (OLE) according to claim 1, characterized in that the memory material (1) is arranged in the form of a first layer that the activator (2) is arranged in the form of a to the first layer (/i) adjacent other layer (/2) and in one with this or arranged integrated in the first layer (/[), and that the optical detector (3) which detects the condition in the memory material (1) is arranged in the form of a to the first layer ( li) adjacent third layer (/3) and in one with this, so that the optical logic element (OLE) constitutes said integrated component, consisting of at least three and two layers h> h\ I\- > h)- 3. Optisk logiske element i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at minnematerialet (1) under påvirkning av det magnetiske, elektromagnetiske eller elektriske felt eller den tilførte energi kan gå over fra en tilstand til en annen og fra den annen tilstand vende tilbake til den første tilstand.3. Optical logic element according to claim 1 or 2, characterized in that the memory material (1) under the influence of the magnetic, electromagnetic or electric field or the supplied energy can pass from one state to another and from the other state return to the first state. 4. Optisk logisk element i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at minnematerialet (1) under påvirkning av det magnetiske, elektromagnetisk eller elektrisk felt eller den tilførte energi kan gå over fra en tilstand til en annen, permanent stabil tilstand.4. Optical logic element according to claim 1 or 2, characterized in that the memory material (1) under the influence of the magnetic, electromagnetic or electric field or the supplied energy can change from one state to another, permanently stable state. 5. Optisk logisk element i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at det optiske minnemateriale (1) er et elektronfellemateriale.5. Optical logic element according to claim 1 or 2, characterized in that the optical memory material (1) is an electron trap material. 6. Optisk logisk element i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at det optiske minnemateriale (1) er et fluorescerende materiale.6. Optical logic element according to claim 1 or 2, characterized in that the optical memory material (1) is a fluorescent material. 7. Optisk logisk element i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at det optiske minnemateriale (1) er et konformasjonsreaktivt materiale.7. Optical logic element according to claim 1 or 2, characterized in that the optical memory material (1) is a conformationally reactive material. 8. Optisk logisk element i henhold til krav 2, karakterisert ved at hvert sjikt (/], l2, ly) omfatter en grunnmasse.8. Optical logic element according to claim 2, characterized in that each layer (/], l2, ly) comprises a ground mass. 9. Optisk logisk element i henhold til krav 8, karakterisert ved at grunnmassen er optisk transparent.9. Optical logic element according to claim 8, characterized in that the base material is optically transparent. 10. Optisk logisk element i henhold til krav 8, karakterisert ved at grunnmassen består av ett eller flere polymermaterialer.10. Optical logic element according to claim 8, characterized in that the base mass consists of one or more polymer materials. 11. Optisk logisk element i henhold til krav 10, karakterisert ved at det i det annet ( l2) og tredje (/3) sjikt benyttes mer enn ett polymermateriale.11. Optical logic element according to claim 10, characterized in that more than one polymer material is used in the second (l2) and third (/3) layers. 12. Optisk logisk element i henhold til krav 11, karakterisert ved at minst ett av polymermaterialene i det annet (/2) og/eller det tredje (/3) sjikt er et elektrisk ledende polymermateriale.12. Optical logic element according to claim 11, characterized in that at least one of the polymer materials in the second (/2) and/or the third (/3) layer is an electrically conductive polymer material. 13. Optisk logisk element i henhold til krav 8, karakterisert ved at minnematerialet (1) er anordnet på eller innleiret i grunnmassen i det første sjikt (/j).13. Optical logic element according to claim 8, characterized in that the memory material (1) is arranged on or embedded in the base material in the first layer (/j). 14. Optisk logisk element i henhold til krav 7, karakterisert ved at aktivatoren (2) er dannet av ett eller flere direkte eller indirekte strålingsemitterende organer (2i,...,2n), idet de strålingsemitterende organer er anordnet på eller innleiret i grunnmassen i det annet sjikt ( l2).14. Optical logic element according to claim 7, characterized in that the activator (2) is formed by one or more direct or indirect radiation-emitting bodies (2i,...,2n), the radiation-emitting bodies being arranged on or embedded in the base mass in the second layer (l2). 15. Optisk logisk element i henhold til krav 14, karakterisert ved at det strålingsemitterende organ (2) aksesseres og adresseres elektrisk.15. Optical logic element according to claim 14, characterized in that the radiation-emitting body (2) is accessed and addressed electrically. 16. Optisk logisk element i henhold til krav 15, karakterisert ved at det strålingsemitterende organ (2) er en lysemitterende diode.16. Optical logic element according to claim 15, characterized in that the radiation-emitting body (2) is a light-emitting diode. 17. Optisk logisk element i henhold til krav 16, karakterisert ved at den lysemitterende diode (2) er en polymerdiode.17. Optical logic element according to claim 16, characterized in that the light-emitting diode (2) is a polymer diode. 18. Optisk logisk element i henhold til krav 15, karakterisert ved at det strålingsemitterende organ (2) er en halvlederlaser.18. Optical logic element according to claim 15, characterized in that the radiation-emitting body (2) is a semiconductor laser. 19. Optisk logisk element i henhold til krav 15, karakterisert ved at det strålingsemitterende organ (2) er frekvensavstembart, idet frekvensavstemningen skjer i forbindelse med en elektrisk adressering.19. Optical logic element according to claim 15, characterized in that the radiation-emitting body (2) is frequency tunable, the frequency tuning taking place in connection with electrical addressing. 20. Optisk logisk element i henhold til krav 14, hvor det er anordnet mer enn ett strålingsemitterende organ (2), karakterisert ved at de strålingsemitterende organer (2i,...,2n) henholdsvis emitterer på forskjellige, forhåndsvalgte frekvenser.20. Optical logic element according to claim 14, where more than one radiation-emitting body (2) is arranged, characterized in that the radiation-emitting bodies (2i,...,2n) respectively emit at different, preselected frequencies. 21. Optisk logisk element i henhold til krav 14, hvor det strålingsemitterende organ (2) er et indirekte strålingsemitterende organ, karakterisert ved at det indirekte strålingsemitterende organ (2) er innrettet til å aktiveres av ekstern strålingskilde (2').21. Optical logic element according to claim 14, where the radiation-emitting body (2) is an indirect radiation-emitting body, characterized in that the indirect radiation-emitting body (2) is arranged to be activated by an external radiation source (2'). 22. Optisk logisk element i henhold til krav 2, karakterisert ved at det optiske minnemateriale (1) er integrert med aktivatoren (2) til felles fysisk struktur, slik at det første (/i) og annet (/2) sjikt kombineres til et felles sjikt (/c).22. Optical logic element according to claim 2, characterized in that the optical memory material (1) is integrated with the activator (2) into a common physical structure, so that the first (/i) and second (/2) layers are combined into a common layer (/c). 23. Optisk logisk element i henhold til krav 22, karakterisert ved at aktivatoren (2) ved energitilførselen er innrettet til å destrueres og deretter selv utgjøre et minnemateriale i en permanent, stabil tilstand, eller integrert med minnematerialet (1) etterlater dette i samme permanente, stabile tilstand.23. Optical logic element according to claim 22, characterized in that the activator (2) upon the energy supply is arranged to be destroyed and then itself constitute a memory material in a permanent, stable state, or integrated with the memory material (1) leaves this in the same permanent, stable state. 24. Optisk logisk element i henhold til krav 2, karakterisert veu at det annet sjikt (72) og det tredje sjikt (73) er anordnet på motsatte sider av det første sjikt (/]) og tilstøtende dette.24. Optical logic element according to claim 2, characterized in that the second layer (72) and the third layer (73) are arranged on opposite sides of the first layer (/]) and adjacent to it. 25. Optisk logisk element i henhold til krav 1, karakterisert ved at den optiske detektor (3) er en elektrisk aksesserbar og adresserbar optisk detektor.25. Optical logic element according to claim 1, characterized in that the optical detector (3) is an electrically accessible and addressable optical detector. 26. Optisk logisk element i henhold til krav 15 og krav 25, karakterisert ved at det for den elektriske aksessering og adressering er anordnet elektroder (4, 4') og elektriske ledere (5, 5') integrert i det annet (/2) og det tredje sjikt (/3).26. Optical logic element according to claim 15 and claim 25, characterized in that electrodes (4, 4') and electrical conductors (5, 5') are integrated in the other (/2) for electrical access and addressing. and the third layer (/3). 27. Optisk logisk element i henhold til krav 26, karakterisert ved at elektroder (4, 4') og elektriske ledere (5, 5') er basert på et elektrisk ledende polymermateriale.27. Optical logic element according to claim 26, characterized in that electrodes (4, 4') and electrical conductors (5, 5') are based on an electrically conductive polymer material. 28. Optisk logisk element i henhold til krav 2, karakterisert ved at tilstøtende det første sjikt (/j) eller integrert i dette er anordnet et ytterligere sjikt (/4) til generering av et elektrisk elt, idet det genererte elektrisk felt benyttes til å påvirke det optiske minnemateriales (1) respons i henholdsvis tidsdomenet, frekvensdomenet eller intensitetsdomenet.28. Optical logic element according to claim 2, characterized in that adjacent to the first layer (/j) or integrated into it, a further layer (/4) is arranged to generate an electric field, the generated electric field being used to influence the response of the optical memory material (1) in the time domain respectively , the frequency domain or the intensity domain. 29. Optisk logisk element i henhold til krav 28, karakterisert ved at det ytterligere sjikt (U) omfatter ett eller flere elektrisk ledende polymermaterialer.29. Optical logic element according to claim 28, characterized in that the further layer (U) comprises one or more electrically conductive polymer materials. 30. Optisk logisk innretning (OLD), spesielt til lagring av data eller utførelse av logiske og aritmetiske operasjoner, hvor innretningen omfatter en rekke optisk logiske elementer (OLE), hvor de optisk logiske elementer (OLE) spesielt er flertilstands, multistabile optisk logisk elementer, og enda mer spesielt proksimitetsadresserbare optisk logisk elementer hvortil adressering finner sted direkte uten bruk av aktive eller passive optiske elementer, omfattende et optisk minnemateriale (1), hvor minnematerialet (1) under påvirkning av et påtrykket magnetisk, elektromagnetisk eller elektriske felt eller tilført energi kan gå over fra en fysisk eller kjemisk tilstand til en annen fysisk eller kjemisk tilstand, hvor en fysisk eller kjemisk tilstand er tilordnet en bestemt logisk verdi, og hvor en endring av det logiske elements fysiske eller kjemiske tilstand bevirker en endring i den logiske verdi og gjennomføres ved at det logiske element aksesseres og adresseres magnetisk, elektromagnetisk, elektrisk eller optisk for skriving, lesing, lagring, sletting og svitsjing av en tilordnet logisk verdi, karakterisert ved at minnematerialet (1) er anordnet i eller på en hovedsakelig sjiktlignende struktur, at en aktivator (2) som genererer et magnetisk, elektromagnetisk eller elektrisk felt eller tilfører minnematerialet (1) energi, er anordnet i eller tilstøtende den hovedsakelig sjiktlignende struktur og i ett med denne, åt en optisk detektor (3) for deteksjon av minnematerialets optiske respons betinget av minnematerialets fysiske eller kjemiske tilstand, er anordnet i eller tilstøtende den hovedsakelig sjiktlignende struktur og i ett med denne, slik at det optisk logiske element (OLE) utgjør en av minnematerialet (1), aktivatoren (2) og detektoren (3) bestående enhetlig, integrert komponent, at innretningen (OLD) omfatter minst en av to eller flere optisk logiske elementer dannet struktur (S), og at det optiske minnemateriale (1), aktivatoren (2) og detektoren (3) i hvert logiske element (OLE) i strukturen (S) går over i og er sammenhengende med minnematerialet, aktivatoren og detektoren i de omgivende logiske elementer (OLE) i strukturen (S), slik at strukturen (S) danner et plant eller krumt flatelegeme, idet hvert logiske element (OLE) i strukturen (S) har en entydig tilordning mellom minnematerialet (1) og aktivatoren (2) og en tilordning mellom minnematerialet (1) og den optiske detektor (3) for entydig deteksjon av en fysisk eller kjemisk tilstand i minnematerialet, slik at hvert logisk element (OLE) i strukturen (S) kan aksesseres og adresseres individuelt.30. Optical logic device (OLD), in particular for storing data or performing logical and arithmetic operations, where the device comprises a number of optical logic elements (OLE), where the optical logic elements (OLE) are in particular multi-state, multistable optical logic elements , and even more particularly proximity-addressable optical logic elements to which addressing takes place directly without the use of active or passive optical elements, comprising an optical memory material (1), where the memory material (1) under the influence of an applied magnetic, electromagnetic or electric field or applied energy can pass from one physical or chemical state to another physical or chemical state, where a physical or chemical state is assigned a specific logical value, and where a change in the physical or chemical state of the logical element causes a change in the logical value and is carried out by the logical element being accessed and addressed magnetically, electromagnetically tical, electrical or optical for writing, reading, storing, erasing and switching an assigned logical value, characterized in that the memory material (1) is arranged in or on a mainly layer-like structure, that an activator (2) which generates a magnetic, electromagnetic or electric field or adds energy to the memory material (1) is arranged in or adjacent to the essentially layer-like structure and in one with this, for an optical detector (3) for detecting the memory material's optical response conditioned by the memory material's physical or chemical state, is arranged in or adjacent to the essentially layer-like structure and in one with this, so that the optical logic element (OLE) constitutes one of the memory material ( 1), the activator (2) and the detector (3) consisting of a single, integrated component, that the device (OLD) comprises at least one of two or more optical logic elements formed structure (S), and that the optical memory material (1), the activator (2) and the detector (3) in each logical element (OLE) in the structure (S) merge into and are continuous with the memory material, the activator and the detector in the surrounding logical elements (OLE) in the structure (S), so that the structure (S) forms a planar or curved surface body, as each logical element (OLE) in the structure (S) has a unique assignment between the memory material (1) and the activator (2) and an assignment between the memory material (1) and the optical detector (3) for unambiguous detection of a physical or chemical state in the memory material, so that each logical element (OLE) in the structure (S) can be accessed and addressed individually. 31. Optisk logisk innretning i henhold til krav 30, karakterisert ved at i hvert optisk logisk element (OLE) er minnematerialet (1) anordnet i form av et første sjikt (7j), aktivatoren (2) anordnet i form av et til det første sjikt ( l\) tilstøtende annet sjikt (/2) i ett med det første sjikt eller anordnet integrert i det første sjikt (/i), og den optiske detektor (3) som detekterer tilstanden i minnematerialet (1), anordnet i form av et til det første sjikt (l\) tilstøtende tredje sjikt (/3) i ett med det første sjikt, slik at det optisk logiske element (OLE) danner den integrerte komponent, bestående av minst tre respektive to sjikt (/j, /2, /3; l\, /3) og at hvert av sjiktene ( lu /2, /3) går over i og er sammenhengende med de tilsvarende sjikt (Zl5 /2, /3) i de omgivende logiske elementer (OLE), slik at strukturen danner et plant eller krumt flatelegeme av sammenhengende og innbyrdes tilstøtende respektive sjikt (/[, /2, /3; l\, l2).31. Optical logic device according to claim 30, characterized in that in each optical logic element (OLE) the memory material (1) is arranged in the form of a first layer (7j), the activator (2) is arranged in the form of a second layer (/2) adjacent to the first layer (l\) ) in one with the first layer or arranged integrated in the first layer (/i), and the optical detector (3) which detects the condition in the memory material (1), arranged in the form of a third adjacent to the first layer (l\) layer (/3) in one with the first layer, so that the optical logic element (OLE) forms the integrated component, consisting of at least three and two layers respectively (/j, /2, /3; l\, /3) and that each of the layers ( lu /2, /3) transitions into and is continuous with the corresponding layers (Zl5 /2, /3) in the surrounding logical elements (OLE), so that the structure forms a planar or curved surface body of continuous and mutually adjacent respective layers (/[, /2, /3; l\, l2). 32. Optisk logisk innretning i henhold til krav 30 eller 31, karakterisert ved at hver struktur (S) har form av en tynn, fleksibel film.32. Optical logic device according to claim 30 or 31, characterized in that each structure (S) has the form of a thin, flexible film. 33. Optisk logisk innretning i henhold til krav 30, karakterisert ved at den optisk logiske innretning (OLD) omfatter to eller flere innbyrdes sammenføyde strukturer (Si, Sx) stablet over hverandre, slik at den optisk logiske innretning (OLD) danner en av flere strukturer (S) integrert brikke- eller platelignende komponent.33. Optical logic device according to claim 30, characterized in that the optical logic device (OLD) comprises two or more interconnected structures (Si, Sx) stacked on top of each other, so that the optical logic device (OLD) forms one of several structures (S) integrated chip or plate-like component. 34. Optisk logisk innretning i henhold til krav 33, karakterisert ved at det mellom hver stablet struktur (Si, Sx) er anordnet et optisk, termisk eller elektriske isolerende sjikt (/5).34. Optical logic device according to claim 33, characterized in that an optical, thermal or electrical insulating layer (/5) is arranged between each stacked structure (Si, Sx). 35. Optisk logisk innretning i henhold til krav 30, karakterisert ved at to eller flere logiske elementer (OLE) som utgjør en i strukturen (S) sammenhengende gruppe er tilordnet en optisk detektor (3) som dekker samtlige logiske elementer i gruppen.35. Optical logic device according to claim 30, characterized in that two or more logical elements (OLE) which make up a coherent group in the structure (S) are assigned to an optical detector (3) which covers all logical elements in the group. 36. Optisk logisk innretning i henhold til krav 30, karakterisert ved at hver struktur (S) omfatter ett eller flere sjikt (76) med til hvert logiske element (OLE) tilordnede elektroder (4, 4') og elektriske ledere (5, 5') for aksessering og adressering av den optisk logiske innretning (OLD).36. Optical logic device according to claim 30, characterized in that each structure (S) comprises one or more layers (76) with electrodes (4, 4') assigned to each logical element (OLE) and electrical conductors (5, 5') for accessing and addressing the optical logic device (OLD). 37. Optisk logisk innretning i henhold til krav 36, karakterisert ved at sjiktet eller sjiktene ( U) helt eller delvis er dannet av ett eller flere ledende polymermaterialer som integrert i sjiktet eller sjiktene (/6) danner elektrodene (4) og de elektriske ledere (5).37. Optical logic device according to claim 36, characterized in that the layer or layers (U) are wholly or partly formed by one or more conductive polymer materials which, integrated in the layer or layers (/6), form the electrodes (4) and the electrical conductors (5). 38. Optisk logisk innretning i henhold til krav 30, karakterisert ved at en struktur (S) i sin helhet eller delvis er konfigurert som en optisk hukommelse, idet hvert optisk logisk element (OLE) i hukommelsen utgjør et minneelement som kan aksesseres og adresseres individuelt.38. Optical logic device according to claim 30, characterized in that a structure (S) is fully or partially configured as an optical memory, each optical logical element (OLE) in the memory forming a memory element that can be accessed and addressed individually. 39. Optisk logisk innretning i henhold til krav 30, karakterisert ved at en struktur (S) delvis er konfigurert som optisk logiske eller aritmetiske kretser, eller nettverk av slike kretser, idet hvert logisk element (OLE) i kretsene utgjør et svitsjeelement som kan aksesseres og adresseres individuelt.39. Optical logic device according to claim 30, characterized in that a structure (S) is partially configured as optical logic or arithmetic circuits, or networks of such circuits, each logical element (OLE) in the circuits forming a switching element that can be accessed and addressed individually. 40. Optisk logisk innretning i henhold til krav 30, karakterisert ved at grupper av de optisk logiske elementer (OLE) i en struktur (S) er konfigurert henholdsvis som minneregistre, logiske registre og aritmetiske registre, idet hvert optisk logisk element (OLE) i et register og hvert register kan aksesseres og adresseres individuelt, og slik at registrene samlet kan konfigureres til en optisk dataprosessor.40. Optical logic device according to claim 30, characterized in that groups of the optical logic elements (OLE) in a structure (S) are respectively configured as memory registers, logic registers and arithmetic registers, each optical logic element (OLE) in a register and each register can be accessed and addressed individually, and so that the registers can be collectively configured into an optical data processor. 41. Optisk logisk innretning i henhold til krav 30, karakterisert ved at aksessering og adressering av de logiske elementer (OLE) skjer over til strukturen (S) tilordnede, multipleksede kommunikasjonslinjer.41. Optical logic device according to claim 30, characterized in that access and addressing of the logical elements (OLE) is transferred to the structure (S) assigned multiplexed communication lines.
NO19980407A 1996-06-12 1998-01-30 Optical logic element and optical logic device NO310217B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO19980407A NO310217B1 (en) 1996-06-12 1998-01-30 Optical logic element and optical logic device

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO962475A NO962475L (en) 1996-06-12 1996-06-12 Optical logic element and optical logic device
NO972574A NO304859B1 (en) 1997-06-06 1997-06-06 Optical logic element and methods for its preparation and optical addressing, respectively, and its use in an optical logic device
PCT/NO1997/000154 WO1997048009A1 (en) 1996-06-12 1997-06-12 Optical logic element and optical logic device
NO19980407A NO310217B1 (en) 1996-06-12 1998-01-30 Optical logic element and optical logic device

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO980407D0 NO980407D0 (en) 1998-01-30
NO980407L NO980407L (en) 1998-01-30
NO310217B1 true NO310217B1 (en) 2001-06-05

Family

ID=27353248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19980407A NO310217B1 (en) 1996-06-12 1998-01-30 Optical logic element and optical logic device

Country Status (1)

Country Link
NO (1) NO310217B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
NO980407D0 (en) 1998-01-30
NO980407L (en) 1998-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3198113B2 (en) Optical logic element and optical logic mechanism
US5228001A (en) Optical random access memory
AU698622B2 (en) Method for parallel addressing of an optical memory, a write/read device for implementing by the method, and uses thereof
RU2186418C2 (en) Optical logic gate and methods for its manufacture and optical addressing, as well as for its use in optical logic device
JP2602608B2 (en) Optical data storage
WO1996021228A2 (en) Branched photocycle optical memory device
JPH07507175A (en) optical memory
US6118684A (en) Optical memories using electron trapping material
US6807138B1 (en) Light drive
NO310217B1 (en) Optical logic element and optical logic device
RU2172975C2 (en) Optical logic element and optical logic facility
KR20000016570A (en) Optical logic element and optical logic device
US20040120246A1 (en) Information storage medium and optical device using the same
KR20050012801A (en) Optimized medium with anisotropic dipole emission for fluorescent single or multi layer storage
RU2174715C1 (en) Information carrier of optical storage and process of recording of optical information on it
WO2004001726A1 (en) Optical data storage
Chen et al. Second harmonic generation of bacteriorhodopsin and its application for three-dimensional optical memory
KR20060026869A (en) Electroluminescent optical recording medium
Yuan et al. Optical Data Storage for the Future
Imrentz 4 OPTICAL TECHNOLOGIES
Kann et al. Optical Mass Storage and Retrieval at Rome Laboratory

Legal Events

Date Code Title Description
FC2A Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application