RU2158020C2 - Optoelectronic unit - Google Patents
Optoelectronic unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2158020C2 RU2158020C2 RU99100697A RU99100697A RU2158020C2 RU 2158020 C2 RU2158020 C2 RU 2158020C2 RU 99100697 A RU99100697 A RU 99100697A RU 99100697 A RU99100697 A RU 99100697A RU 2158020 C2 RU2158020 C2 RU 2158020C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- optoelectronic
- light
- splitter
- liquid crystal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оптоэлектронным жидкокристаллическим процессорным устройствам для обработки световых информационных потоков, включающей усиление, преобразование, переключение, разветвление, изменение частоты, разложение в спектр и фильтрацию оптических сигналов, выполнение логических операций, а более конкретно - к оптоэлектронному узлу. Данное изобретение может быть использовано в виде интегральных оптоэлектронных модулей в оптических компьютерных системах и вычислительных устройствах промышленного применения, а также в волоконно-оптических телекоммуникационных системах и системах связи. Изобретение может быть использовано в лазерных системах, например, для многоканального считывания информации в оптических накопителях. Изобретение может быть использовано в матричных лазерных системах с синфазным излучением мощных световых потоков. Изобретение может быть использовано в многоканальных лазерных системах управления информационными потоками в оптических суперкомпьютерах с производительностью обработки информации в несколько сот TFLOPS. Изобретение может быть также использовано в оптических гироскопах. The invention relates to an optoelectronic liquid crystal processor device for processing light information flows, including amplification, conversion, switching, branching, frequency change, decomposition into a spectrum and filtering of optical signals, performing logical operations, and more particularly, to an optoelectronic node. This invention can be used in the form of integrated optoelectronic modules in optical computer systems and computing devices for industrial applications, as well as in fiber-optic telecommunication systems and communication systems. The invention can be used in laser systems, for example, for multi-channel reading of information in optical drives. The invention can be used in matrix laser systems with common-mode radiation of powerful light fluxes. The invention can be used in multichannel laser information flow control systems in optical supercomputers with information processing performance of several hundred TFLOPS. The invention can also be used in optical gyroscopes.
Известен оптоэлектронный узел (DE 4304993), выполненный в виде оптического пространственного переключателя, содержащего несколько оптических разветвителей, структура которых сформирована на общем основании. В оптоэлектронном узле использована схема управления прозрачностью оптически активного слоя. Known optoelectronic node (DE 4304993), made in the form of an optical spatial switch containing several optical splitters, the structure of which is formed on a common basis. In the optoelectronic node, the transparency control scheme of the optically active layer is used.
Известный оптоэлектронный узел имеет ограниченные возможности использования и может быть применен только в качестве оптического переключателя без реализации возможностей обработки оптических сигналов. Known optoelectronic node has limited use and can only be used as an optical switch without realizing the possibilities of processing optical signals.
Известно интегральное оптическое устройство (Волноводная оптоэлектроника: Пер. с англ./Под ред. Т. Тамира. - М.: Мир, 1991, рис. 6.1. с. 429), содержащее подложку GaAs, волновод, лазер, детектор, электронную схему управления, электрооптический переключатель, одномодовые волокна. Known integrated optical device (waveguide optoelectronics: Transl. From English / Ed. By T. Tamir. - M .: Mir, 1991, Fig. 6.1. P. 429), containing a GaAs substrate, waveguide, laser, detector, electronic circuit control, electro-optical switch, single-mode fibers.
Известное интегральное оптическое устройство имеет ограниченные возможности обработки световых информационных потоков с ограничением спектра оптического сигнала. The known integrated optical device has limited processing capabilities of light information flows with limited spectrum of the optical signal.
Известен также оптоэлектронный узел (RU 2024899), содержащий основание с размещенными в нем входами и выходами оптоэлектронного узла, с которыми соединены световоды, V-образные разветвители, приемные элементы световых информационных потоков и электрические контактные устройства,
Известный оптоэлектронный узел имеет ограниченные возможности использования и может быть применен в качестве оптического транзистора, в котором осуществляется только усиление оптического сигнала в ограниченном спектре оптических сигналов. Используемые V-образные разветвители в известном оптоэлектронном узле позволяют осуществлять разветвление оптического сигнала в пределах нескольких градусов, что существенным образом снижает возможности повышения компактности оптоэлектронных узлов.Also known is an optoelectronic assembly (RU 2024899), comprising a base with inputs and outputs of an optoelectronic assembly disposed therein, to which optical fibers, V-shaped couplers, receiving elements of light information flows and electrical contact devices are connected,
Known optoelectronic node has limited use and can be used as an optical transistor, in which only the amplification of the optical signal is carried out in a limited range of optical signals. Used V-shaped splitters in the known optoelectronic node allow the optical signal to be branched within a few degrees, which significantly reduces the possibility of increasing the compactness of the optoelectronic nodes.
В основу настоящего изобретения положена задача создания оптоэлектронного узла, обеспечивающего расширение возможностей обработки оптической информации за счет реализации в оптоэлектронном узле режимов усиления, преобразования, переключения, разветвления, изменения частоты, разложения в спектр и фильтрации оптических сигналов, выполнения логических операций, а также достижения возможностей формирования лазерных системы с синфазными излучателями, расположенными в оптоэлектронном узле в виде двухсторонних матриц. The basis of the present invention is the creation of an optoelectronic node that provides the expansion of optical information processing capabilities by implementing in the optoelectronic node modes of amplification, conversion, switching, branching, frequency change, decomposition into the spectrum and filtering of optical signals, performing logical operations, as well as achieving capabilities the formation of laser systems with common-mode emitters located in the optoelectronic node in the form of double-sided matrices.
Другой задачей настоящего изобретения является задача увеличения комбинационных возможностей обработки световых информационных потоков, поступающих в оптоэлектронный узел с любых пространственных направлений во всем спектре оптических сигналов. Another objective of the present invention is the task of increasing the combination capabilities of processing light information flows entering the optoelectronic node from any spatial directions in the entire spectrum of optical signals.
С учетом поставленных задач в оптоэлектронном узле, содержащем по меньшей мере одно основание с размещенными в нем входами и выходами оптоэлектронного узла, с которыми соединены световоды, V-образные разветвители, приемные элементы световых информационных потоков и электрические контактные устройства, согласно изобретению оптоэлектронный узел дополнительно снабжен управляющим модулем, излучающими элементами световых информационных потоков и оптическими контактными устройствами, входы и выходы оптоэлектронного узла выполнены в виде окон основания, в которых установлены приемные и/или излучающие элементы, окна соединены с оптическими контактными устройствами, полости световодов и V-образных разветвителей заполнены оптически прозрачным материалом, выполнены с возможностью прохождения внутри них световых информационных потоков и с возможностью светоотражения указанных световых информационных потоков от внутренних светоотражающих поверхностей полостей или светоотражения от светоотражающего покрытия, нанесенного на оптически прозрачный материал, указанные световоды и V-образные разветвители снабжены оптическими выключателями, выполненными с возможностью перекрытия проходящих через них световых информационных потоков, световоды и V-образные разветвители соединены друг с другом по меньшей мере в виде одного зигзагообразного разветвителя, при этом выпуклые и вогнутые фрагменты одной стороны зигзагообразного разветвителя соединены с окнами одной стороны основания, а выпуклые и вогнутые фрагменты другой стороны указанного зигзагообразного разветвителя соединены с окнами другой стороны основания или выпуклыми и вогнутыми фрагментами другого зигзагообразного разветвителя. In view of the tasks in the optoelectronic node, containing at least one base with the inputs and outputs of the optoelectronic node located in it, to which the optical fibers, V-shaped couplers, receiving elements of the light information flows and electrical contact devices are connected, according to the invention the optoelectronic node is additionally equipped the control module, the emitting elements of the light information flows and optical contact devices, the inputs and outputs of the optoelectronic node are made in the form e base windows in which receiving and / or radiating elements are installed, windows are connected to optical contact devices, cavities of optical fibers and V-shaped couplers are filled with optically transparent material, made with the possibility of light information flows inside them and with the possibility of light reflection of said light information flows from internal reflective surfaces of cavities or light reflectance from a reflective coating deposited on an optically transparent material indicated by light guides and V-shaped couplers are equipped with optical switches configured to block light information flows passing through them, light guides and V-shaped couplers are connected to each other in the form of at least one zigzag splitter, while convex and concave fragments of one side of the zigzag splitter connected to the windows of one side of the base, and convex and concave fragments of the other side of the specified zigzag splitter connected to the windows of the other side of the base Bani or convex and concave fragments of another zigzag splitter.
Работоспособность оптоэлектронного узла обеспечивается за счет использования установленных в окнах основания приемных и излучающих элементов световых информационных потоков. The operability of the optoelectronic assembly is ensured through the use of receiving and emitting elements of light information flows installed in the base windows.
При этом приемные элементы световых информационных потоков могут быть выполнены в виде фотодиода и/или составного фототранзистора, и/или торцевой поверхности световода или разветвителя, и/или окна основания, и/или светоотражающего модуля с управляемыми характеристиками светоотражения, и/или светопоглощающего модуля с управляемыми характеристиками светопоглощения, и/или оптического контактного устройства, и/или оптического выключателя. Приемные элементы снабжены приемной поверхностью. Приемные поверхности приемных элементов световых информационных потоков могут быть выполнены плоской, или выпуклой, или вогнутой, или зигзагообразной формы, или с угловым углублением, или с угловым выступом. In this case, the receiving elements of the light information flows can be made in the form of a photodiode and / or a composite phototransistor, and / or the end surface of the fiber or splitter, and / or the base window, and / or the light reflecting module with controlled light reflection characteristics, and / or light absorbing module with controlled characteristics of light absorption, and / or optical contact device, and / or optical switch. The receiving elements are provided with a receiving surface. The receiving surfaces of the receiving elements of the light information flows can be made flat, or convex, or concave, or in a zigzag shape, or with an angular recess, or with an angled protrusion.
Излучающие элементы световых информационных потоков могут быть выполнены в виде светодиода и/или лазера, и/или торцевой поверхности световода, и/или разветвителя, и/или окна основания, и/или светоотражающего модуля с управляемыми характеристиками светоотражения, и/или оптического контактного устройства, и/или оптического выключателя. Излучающие элементы снабжены излучающей поверхностью. Излучающие поверхности излучающих элементов световых информационных потоков могут быть выполнены плоской, или выпуклой, или вогнутой, или зигзагообразной формы, или с угловым углублением, или с угловым выступом. The radiating elements of the light information flows can be made in the form of an LED and / or a laser, and / or an end surface of a fiber, and / or a splitter, and / or a window of the base, and / or a reflective module with controlled light reflection characteristics, and / or an optical contact device , and / or optical switch. The radiating elements are provided with a radiating surface. The radiating surfaces of the radiating elements of the light information flows can be made flat, or convex, or concave, or in a zigzag shape, or with an angular recess, or with an angled protrusion.
В случае использования плоской, или выпуклой, или с угловым выступом приемной или излучающей поверхности в приемных и излучающих элементах световых информационных потоков их соответствующие диаграммы направленности без фокусирующих устройств могут достигать угла раскрыва 180 градусов и более. В этом случае обеспечивается возможность ввода световых информационных потоков в зигзагообразный разветвитель оптоэлектронного узел через окно, установленное на его выпуклом фрагменте, с последующим распространением этого потока в любом направлении в пределах полусферы. Аналогичным образом обеспечивается съем информации в пределах полусферы через окно, установленное на выпуклом фрагменте зигзагообразного разветвителя оптоэлектронного узла. Окна, установленные на вогнутых фрагментах зигзагообразных разветвителей, позволяют существенно расширить число входов и выходов оптоэлектронного узла. В этом случае число входов или выходов в V-образных и зигзагообразных разветвителях и число подключаемых световодов к оптоэлектронному узлу не ограничивается. In the case of using a flat, or convex, or with an angled protrusion of the receiving or radiating surface in the receiving and radiating elements of the light information flows, their respective radiation patterns without focusing devices can reach an aperture angle of 180 degrees or more. In this case, it is possible to enter light information flows into the zigzag splitter of the optoelectronic assembly through a window mounted on its convex fragment, with the subsequent propagation of this stream in any direction within the hemisphere. Similarly, information is obtained within the hemisphere through a window mounted on a convex fragment of a zigzag splitter of an optoelectronic assembly. Windows mounted on concave fragments of zigzag splitters can significantly expand the number of inputs and outputs of the optoelectronic assembly. In this case, the number of inputs or outputs in V-shaped and zigzag splitters and the number of connected optical fibers to the optoelectronic node is not limited.
Использование установленных на входах и выходах оптоэлектронного узла в зигзагообразных и V-образных разветвителях в световодах оптических выключателей, выполняющих роль оптических затворов, позволяет существенно увеличить комбинационные возможности обработки и коммутации световых информационных потоков по меньшей мере на порядок по сравнению с известным уровнем техники. Кроме того, достигается возможность по одним и тем же каналам передачи информации осуществлять перемещение в противоположных направлениях световых информационных потоков, что существенно повышает производительность передачи информации в системах телекоммуникаций и коэффициент использования волоконно-оптических систем. The use of optoelectronic assemblies installed at the inputs and outputs in zigzag and V-shaped couplers in optical switches optical fibers, acting as optical shutters, can significantly increase the combination of processing and switching of light information flows at least an order of magnitude compared with the prior art. In addition, it is possible to use one and the same information transmission channels to move in the opposite directions of light information flows, which significantly increases the performance of information transfer in telecommunication systems and the utilization rate of fiber-optic systems.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей основание оптоэлектронного узла выполнено в виде объемного оптоэлектронного модуля или объемного интегрального модуля, или монтажной платы, или печатной платы, или тканой платы, или коммутационной платы, или световодной ленты, или плоского световодного кабеля. In design options, in order to expand the functionality, the base of the optoelectronic assembly is made in the form of a volume optoelectronic module or a volume integrated module, or a circuit board, or a printed circuit board, or a woven board, or a patch board, or a light guide tape, or a flat light guide cable.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей электрическое контактное устройство оптоэлектронного узла выполнено в виде контактных площадок или планарных выводов, или контактного устройства для соединения с плоскими электрическими кабелями. In design options, in order to expand the functionality, the electrical contact device of the optoelectronic assembly is made in the form of contact pads or planar leads, or a contact device for connecting with flat electric cables.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей оптическое контактное устройство оптоэлектронного узла выполнено в виде волоконно-оптического соединителя или планарных световодных выводов, или контактного устройства для соединения с плоскими световодными кабелями, или контактного устройства для соединения с плоскими световодными лентами. In design options, in order to expand the functionality, the optical contact device of the optoelectronic assembly is made in the form of a fiber optic connector or planar fiber-optic leads, or a contact device for connecting to flat fiber-optic cables, or a contact device for connecting to flat fiber-optic tapes.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей излучающие и/или приемные элементы световых информационных потоков выполнены в виде модуля, который установлен на основании с возможностью фиксации или съема с последующей установкой, или с возможностью возвратно-поступательного или вращательного перемещения. In constructive options, in order to expand the functionality, the emitting and / or receiving elements of the light information flows are made in the form of a module, which is installed on the base with the possibility of fixing or removal with subsequent installation, or with the possibility of reciprocating or rotational movement.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей окна основания и полости световодов и V-образных разветвителей выполнены в сечении прямоугольной или многоугольной, круглой или эллипсообразной, или произвольной криволинейной, пирамидальной, или конусообразной формы. In constructive versions, in order to expand the functionality of the window, the windows of the base and cavity of the optical fibers and V-shaped couplers are made in the section of a rectangular or polygonal, round or ellipsoidal, or arbitrary curvilinear, pyramidal, or conical shape.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей оптически прозрачный материал выполнен в виде жидкокристаллического или оптоволоконного материала. In design options, in order to expand the functionality, the optically transparent material is made in the form of a liquid crystal or fiber optic material.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей оптические выключатели выполнены с возможностью полного и/или частичного перекрытия информационных световых потоков, с возможностью образования дифракционных отверстий. In design options, in order to expand the functionality, optical switches are made with the possibility of complete and / or partial overlap of information light fluxes, with the possibility of the formation of diffraction holes.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей оптические выключатели выполнены в виде пластины, установленной с возможностью возвратно-поступательного или вращательного перемещения в прорези основания и снабженной отрезком световода, расположенного напротив входов и/или выходов световодов, и/или V-образных разветвителей, и/или приемных и/или излучающих элементов световых информационных потоков. In design options, in order to expand the functionality, the optical switches are made in the form of a plate mounted with the possibility of reciprocating or rotational movement in the slot of the base and provided with a length of the fiber located opposite the inputs and / or outputs of the optical fibers and / or V-shaped couplers, and / or receiving and / or radiating elements of light information flows.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей оптические выключатели выполнены в виде группы управляющих электродов, расположенных внутри жидкокристаллических световодов и/или V-образных жидкокристаллических разветвителей напротив друг друга с размещением между ними жидкокристаллического материала и установленными с возможностью формирования между указанными электродами управляющими напряжениями, подаваемыми с управляющего модуля, оптически непрозрачных зон. In constructive versions, in order to expand the functionality, optical switches are made in the form of a group of control electrodes located inside the liquid crystal fibers and / or V-shaped liquid crystal couplers opposite each other with the liquid crystal material placed between them and the control voltages supplied between these electrodes can be formed from the control module, optically opaque zones.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей управляющие электроды расположены на внутренних светоотражающих поверхностях жидкокристаллических световодов и/или V-образных жидкокристаллических разветвителей, или в сечении окон основания, или в сечении оптических выключателей. In design options, in order to expand the functionality, the control electrodes are located on the internal reflective surfaces of the liquid crystal fibers and / or V-shaped liquid crystal splitters, either in the section of the base windows or in the section of the optical switches.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей оптический выключатель дополнительно содержит вторую группу управляющих электродов, которые нанесены на управляющие электроды, расположенные на внутренних светоотражающих поверхностях жидкокристаллических световодов и/или V-образных жидкокристаллических разветвителей, один над другим внахлестку с образованием ими общей зоны перекрытия, в которой между электродами размещен слой диэлектрика. In design options, in order to expand the functionality, the optical switch further comprises a second group of control electrodes, which are deposited on control electrodes located on the internal reflective surfaces of the liquid crystal fibers and / or V-shaped liquid crystal couplers, one above the other overlapping with the formation of a common overlap zone, in which a dielectric layer is placed between the electrodes.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей оптический выключатель дополнительно содержит размещенную между первой группой электродов третью группу управляющих электродов с возможностью формирования между указанными электродами управляющими напряжениями, подаваемыми с управляющего модуля, оптически непрозрачных зон, при этом третья группа электродов размещена между электродами первой группы в виде многослойной структуры в последовательности: электрод первой группы, жидкокристаллический слой, электрод третьей группы, жидкокристаллический слой, электрод первой группы. In design options, in order to expand the functionality, the optical switch further comprises a third group of control electrodes located between the first group of electrodes with the possibility of forming optically opaque zones between the indicated electrodes supplied from the control module, and the third group of electrodes is placed between the electrodes of the first group in in the form of a multilayer structure in the sequence: an electrode of the first group, a liquid crystal layer, an elec genus of the third group, the liquid crystal layer, the first electrode group.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей управляющие электроды выполнены прозрачными и/или полупрозрачными из алюминиевого материала или из окиси индия-олово. In design options, in order to expand the functionality, the control electrodes are made transparent and / or translucent of aluminum material or of indium tin oxide.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей оптически непрозрачная зона, сформированная между электродами при подаче управляющих напряжений с управляющего модуля на управляющие электроды, выполнена светоотражающей или светопоглощающей. In design options, in order to expand the functionality, the optically opaque zone formed between the electrodes when applying control voltages from the control module to the control electrodes is made reflective or light-absorbing.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей оптически непрозрачные зоны, сформированные при подаче управляющих напряжений с управляющего модуля на управляющие электроды, выполнены в виде дифракционной решетки. In constructive variants, in order to expand the functionality, optically opaque zones formed by applying control voltages from the control module to the control electrodes are made in the form of a diffraction grating.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей в полостях световодов или разветвителей, или в окнах основания дополнительно установлены оптические фильтры или линзы. In design options, in order to expand the functionality in the cavities of the optical fibers or splitters, or in the base windows, optical filters or lenses are additionally installed.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей приемные и/или светоизлучающие элементы световых информационных потоков установлены в окне основания вдоль прямой или ломаной линии, или вдоль зигзагообразной кривой, или в матричном порядке, или в концентрическом порядке, или в хаотичном порядке. In design options, in order to expand the functionality, receiving and / or light-emitting elements of light information flows are installed in the base window along a straight or broken line, or along a zigzag curve, or in a matrix order, or in a concentric order, or in a chaotic order.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей световоды и разветвители соединены друг с другом последовательно вдоль прямой линии, и/или зигзагообразной кривой, и/или ломаной линии в Т-образной, или в С-образной, и/или в П-образной, и/или в Z-образной последовательности. In design options, in order to expand the functionality, the optical fibers and splitters are connected to each other sequentially along a straight line, and / or a zigzag curve, and / or a broken line in a T-shaped, or in a C-shaped, and / or in a U-shaped, and / or in a Z-shaped sequence.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей управляющий модуль выполнен в виде оптоэлектронного модуля, или объемного оптоэлектронного интегрального модуля, или объемного интегрального модуля, или интегральной схемы, контроллера, процессора с фиксированной или плавающей архитектурой, усилителя электрических сигналов. In design options, in order to expand the functionality, the control module is made in the form of an optoelectronic module, or a volume optoelectronic integrated module, or a volume integrated module, or an integrated circuit, controller, processor with a fixed or floating architecture, an electric signal amplifier.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей оптоэлектронный узел выполнен в бескорпусном исполнении. In design options, in order to expand the functionality of the optoelectronic node is made in a housingless design.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей оптоэлектронный узел снабжен корпусом, выполненным в виде контейнера с крышкой, в который помещен оптоэлектронный узел, при этом контейнер и/или крышка контейнера снабжена устройствами для внешнего крепления, электрическими и оптическими контактными устройствами для соединения с электрическими и световодными цепями соответственно. In design options, in order to expand the functionality, the optoelectronic assembly is provided with a housing made in the form of a container with a lid, in which the optoelectronic assembly is placed, and the container and / or container lid is equipped with devices for external fastening, electrical and optical contact devices for connecting with electrical and light guide chains, respectively.
В конструктивных вариантах с целью расширения функциональных возможностей световоды, и/или разветвители, и/или оптические выключатели соединены друг с другом с возможностью формирования оптического резонатора. In structural options, in order to expand the functionality of the optical fibers, and / or splitters, and / or optical switches are connected to each other with the possibility of forming an optical resonator.
На фиг. 1 показан общий вид оптоэлектронного узла;
на фиг. 2, 3 - оптоэлектронный узел с увеличенным изображением жидкокристаллических оптических выключателей;
на фиг. 4 - схемотехническое соединение световодов и разветвителей в зигзагообразной последовательности;
на фиг. 5 - соединение жидкокристаллических световодов и разветвителей в прямолинейной последовательности;
на фиг. 6 - конструктивный вариант схемотехнического соединения жидкокристаллических световодов и разветвителей в зигзагообразной последовательности;
на фиг. 7 - соединение жидкокристаллических световодов и разветвителей в Т-образной последовательности;
на фиг. 8, 9 - размещение жидкокристаллических световодов и разветвителей внутри основания;
на фиг. 10, 11 - принцип работы оптоэлектронного узла;
на фиг. 12 - оптоэлектронный узел, снабженный корпусом;
на фиг. 13 - схемотехническое соединение световодов и разветвителей в зигзагообразной последовательности;
на фиг. 14 - соединение жидкокристаллических световодов и разветвителей в П-образной последовательности;
на фиг. 15 - соединение жидкокристаллических световодов и разветвителей в С-образной последовательности;
на фиг. 16 - соединение жидкокристаллических световодов и разветвителей в Z-образной последовательности;
на фиг. 17-20 - принципы коммутации световых информационных потоков в оптоэлектронном узле;
на фиг. 21-26 - принципы формирования диаграмм направленности излучающими и приемными элементами;
на фиг. 27 - оптоэлектронный узел с двумя зигзагообразными разветвителями;
на фиг. 28-31 - принципы коммутации световых информационных потоков в оптоэлектронном узле с использованием двух зигзагообразных разветвителей;
на фиг. 32 - оптоэлектронный узел с размещением управляющего модуля на одной боковой поверхности основания;
на фиг. 33 - схемотехническое соединение световодов и разветвителей в зигзагообразной последовательности;
на фиг. 34 - оптоэлектронный узел с окнами, размещенными на верхней, нижней и одной боковой поверхностях основания;
на фиг. 35 - схемотехническое соединение световодов и разветвителей с окнами, размещенными на боковой поверхности основания;
на фиг. 36 - принципы коммутации световых информационных потоков в оптоэлектронном узле с окнами, размещенными на верхней, нижней и боковой поверхностях основания;
на фиг. 37 - оптоэлектронный узел с окнами, размещенными на верхней, нижней и боковых поверхностях основания;
на фиг. 38, 39 - оптоэлектронный узел с V-образными разветвителями, содержащими три и пять выходов;
на фиг. 40 - схемотехническое соединение V-образных разветвителей с тремя и пятью выходами;
на фиг. 41 - V-образный разветвитель с увеличенным изображением оптического выключателя;
на фиг. 42-45 - оптоэлектронный узел с дифракционными решетками;
на фиг. 46-48 - оптоэлектронный узел с оптически прозрачными линзами;
на фиг. 49-54 - размещение приемных и светоизлучающих элементов в окне основания;
на фиг. 55, 56 - оптоэлектронный узел с зигзагообразным разветвителем в виде световода из оптоволоконного материала;
на фиг. 57-67 - лазерная система.In FIG. 1 shows a general view of an optoelectronic assembly;
in FIG. 2, 3 - optoelectronic node with an enlarged image of liquid crystal optical switches;
in FIG. 4 - circuit connection of optical fibers and splitters in a zigzag sequence;
in FIG. 5 - connection of liquid crystal fibers and splitters in a straightforward sequence;
in FIG. 6 is a structural embodiment of a circuit connection of liquid crystal optical fibers and splitters in a zigzag sequence;
in FIG. 7 - connection of liquid crystal fibers and splitters in a T-shaped sequence;
in FIG. 8, 9 - placement of liquid crystal fibers and splitters inside the base;
in FIG. 10, 11 - the principle of operation of the optoelectronic node;
in FIG. 12 - optoelectronic node equipped with a housing;
in FIG. 13 - circuit connection of optical fibers and splitters in a zigzag sequence;
in FIG. 14 - connection of liquid crystal fibers and splitters in a U-shaped sequence;
in FIG. 15 - connection of liquid crystal fibers and splitters in a C-shaped sequence;
in FIG. 16 - connection of liquid crystal fibers and splitters in a Z-shaped sequence;
in FIG. 17-20 - the principles of switching light information flows in the optoelectronic node;
in FIG. 21-26 - principles of formation of radiation patterns by radiating and receiving elements;
in FIG. 27 - optoelectronic node with two zigzag splitters;
in FIG. 28-31 - the principles of switching light information flows in the optoelectronic node using two zigzag splitters;
in FIG. 32 - optoelectronic node with the placement of the control module on one side surface of the base;
in FIG. 33 - schematic connection of optical fibers and splitters in a zigzag sequence;
in FIG. 34 - optoelectronic node with windows located on the upper, lower and one side surfaces of the base;
in FIG. 35 - schematic connection of optical fibers and splitters with windows placed on the side surface of the base;
in FIG. 36 - the principles of switching light information flows in the optoelectronic node with windows located on the upper, lower and lateral surfaces of the base;
in FIG. 37 - optoelectronic node with windows located on the upper, lower and side surfaces of the base;
in FIG. 38, 39 — optoelectronic assembly with V-shaped couplers containing three and five outputs;
in FIG. 40 - circuit connection of V-shaped splitters with three and five outputs;
in FIG. 41 - V-shaped splitter with an enlarged image of the optical switch;
in FIG. 42-45 - optoelectronic node with diffraction gratings;
in FIG. 46-48 - optoelectronic assembly with optically transparent lenses;
in FIG. 49-54 - placement of receiving and light-emitting elements in the window of the base;
in FIG. 55, 56 — optoelectronic assembly with a zigzag splitter in the form of a fiber made of fiber optic material;
in FIG. 57-67 - laser system.
В лучшем конструктивном варианте исполнения оптоэлектронный узел (фиг. 1, 2), выполненный в виде объемного оптоэлектронного модуля, содержит одно основание 1, на котором установлен управляющий модуль 2. Внутри основания размещены соединенные друг с другом световоды 3, 4 и V-образные разветвители 5, 6. Внутренние поверхности 7, 8 световодов 3, 4 и разветвителей 5, 6 соответственно выполнены светоотражающими, а их полости 9 заполнены жидкокристаллическим или оптоволоконным материалом 10 с возможностью прохождения внутри указанных полостей 9 информационных световых потоков 11, 12. В случае использования оптоволоконного материала для заполнения полостей 9 световодов и разветвителей на внешнюю поверхность оптоволоконного материала может быть нанесено светоотражающее покрытие. Полости 9 в сечении световодов 3, 4 и V-образных разветвителей 5, 6 могут быть выполнены в сечении прямоугольной или многоугольной, круглой или эллипсообразной, или произвольной криволинейной, пирамидальной, или конусообразной формы. In the best constructive embodiment, the optoelectronic assembly (Fig. 1, 2), made in the form of a bulk optoelectronic module, contains one
Световоды 3, 4 установлены параллельно боковой поверхности 13 основания 1, V-образные разветвители 5, 6 установлены под углом к верхней 14 и нижней 15 поверхностям основания 1. Входы и выходы оптоэлектронного узла выполнены в виде окон 16-18 и 19-22 основания 1, размещенных на верхней 14 и нижней 15 поверхностях основания 1 соответственно. Окна основания 16-22 могут быть выполнены в сечении прямоугольной или круглой, или эллипсообразной, произвольной криволинейной, или пирамидальной, или конусообразной формы. The
Указанные световоды 3, 4 и V-образные разветвители 5, 6 соединены друг с другом в виде зигзагообразного разветвителя: нижний вход световода 3 соединен с окном 19, верхний выход световода 3 соединен с первым левым выходом разветвителя 5 и окном 16, вход разветвителя 5 соединен с окном 20, второй правый выход разветвителя 5 соединен с первым левым выходом разветвителя 6, вход разветвителя 6 соединен с окном 17, второй центральный выход разветвителя 6 соединен с окном 21, третий правый выход разветвителя 6 соединен с нижним входом световода 4 и окном 22, верхний выход световода 4 соединен с окном 18. These
При этом выступающие фрагменты, включающие левый выход разветвителя 5, вход разветвителя 6, и вогнутый фрагмент, включающий третий правый выход разветвителя 6, верхней стороны зигзагообразного разветвителя соединены с окнами 16-18 соответственно. Выступающие фрагменты, включающие вход разветвителя 5 и третий правый выход разветвителя 6, и вогнутые фрагменты, включающие нижний вход световода 3 и центральный выход разветвителя 6, нижней стороны зигзагообразного разветвителя соединены с окнами 20, 22 и 19, 21 соответственно. In this case, the protruding fragments, including the left output of the
Световод 4 снабжен оптическим выключателем 23 в виде пластины, установленной с возможностью возвратно-поступательного или вращательного перемещения в прорези 24 основания 1 и снабженной отрезком световода 25, расположенного напротив входа и выхода световода 4. Отрезок световода 25 выполнен с сечением меньшим, чем сечение световода 4, что обеспечивает частичное перекрытие информационных световых потоков. В конструктивном варианте пластина 23 может быть снабжена дифракционным отверстием или дифракционной решеткой. В конструктивных вариантах оптический выключатель 23 может быть установлен в V-образных разветвителях 5 и 6, и/или приемных 26, и/или излучающих 27 элементах световых информационных потоков 11, 12. The
В окне 16 основания 1 размещен приемный элемент 26 светового информационного потока 11, который выполнен в виде кремниевого эпитаксиального фотодиода. В окне 17 основания 1 размещен светоизлучающий элемент 27 светового информационного потока 12, который выполнен в виде светодиода инфракрасного излучения на основе твердого раствора галлий-алюминий-мышьяк. In the
В качестве фотодиода 26 и светодиода 27 могут быть использованы, например, компоненты диодной оптопары 3ОД141А-1. As the
В конструктивном варианте в качестве светоизлучающего элемента могут быть использованы светодиоды на основе нитрида галлия стандартного синего, зеленого и красного свечения, используемых в дисплейных ЖК-"чипах". In a constructive embodiment, LEDs based on gallium nitride of the standard blue, green, and red glow used in LCD display chips can be used as a light-emitting element.
Управляющий модуль 2 соединен электрически с фотодиодом 26 и светодиодом 27 с помощью соединительных проводников. The
В окнах 18-22 основания 1 установлены оптические контактные устройства для соединения со световодными цепями, выполненными в виде волоконно-оптического соединителя 28, с помощью которых осуществляют соединение оптоэлектронного узла со световодами волоконно-оптических кабелей. In the windows 18-22 of the
Основание 1 оптоэлектронного узла (фиг. 1) в конструктивных вариантах может быть выполнено в виде объемного оптоэлектронного модуля или объемного интегрального модуля, или в виде монтажной, или печатной, или тканой, или коммутационной платы, или в виде световодной ленты, или в виде световодного кабеля 23. Управляющий модуль 2 в конструктивных вариантах может быть выполнен в виде оптоэлектронного модуля или объемного оптоэлектронного интегрального модуля, или объемного интегрального модуля, или интегральной схемы, контроллера, процессора с фиксированной или плавающей архитектурой, усилителя электрических сигналов. The
Работоспособность оптоэлектронного узла (см. фиг. 1) обеспечивается за счет использования установленных в основании приемных и излучающих элементов световых информационных потоков. The operability of the optoelectronic node (see Fig. 1) is ensured through the use of light information streams installed at the base of the receiving and emitting elements.
При этом приемные элементы световых информационных потоков могут быть выполнены в виде фотодиода, и/или фототранзистора, и/или торцевой поверхности световода или разветвителя, и/или окна основания, и/или светоотражающего модуля с управляемыми характеристиками светоотражения, и/или светопоглощающего модуля с управляемыми характеристиками светопоглощения, и/или оптического контактного устройства, и/или оптического выключателя. Приемные элементы снабжены приемной поверхностью. Приемные поверхности приемных элементов световых информационных потоков могут быть выполнены плоской, или выпуклой, или вогнутой, или зигзагообразной формы, или с угловым углублением, или с угловым выступом. In this case, the receiving elements of the light information flows can be made in the form of a photodiode, and / or a phototransistor, and / or an end surface of a fiber or splitter, and / or a base window, and / or a light reflecting module with controlled light reflection characteristics, and / or a light absorbing module with controlled characteristics of light absorption, and / or optical contact device, and / or optical switch. The receiving elements are provided with a receiving surface. The receiving surfaces of the receiving elements of the light information flows can be made flat, or convex, or concave, or in a zigzag shape, or with an angular recess, or with an angled protrusion.
Излучающие элементы световых информационных потоков могут быть выполнены в виде светодиода и/или лазера, и/или торцевой поверхности световода, и/или разветвителя, и/или окна основания, и/или светоотражающего модуля с управляемыми характеристиками светоотражения, и/или оптического контактного устройства, и/или оптического выключателя. Излучающие элементы снабжены излучающей поверхностью. Излучающие поверхности излучающих элементов световых информационных потоков могут быть выполнены плоской, или выпуклой, или вогнутой, или зигзагообразной формы, или с угловым углублением, или с угловым выступом. The radiating elements of the light information flows can be made in the form of an LED and / or a laser, and / or an end surface of a fiber, and / or a splitter, and / or a window of the base, and / or a reflective module with controlled light reflection characteristics, and / or an optical contact device , and / or optical switch. The radiating elements are provided with a radiating surface. The radiating surfaces of the radiating elements of the light information flows can be made flat, or convex, or concave, or in a zigzag shape, or with an angular recess, or with an angled protrusion.
В случае использования плоской или выпуклой приемной или излучающей поверхности в приемных и излучающих элементах световых информационных потоков их соответствующие диаграммы направленности без фокусирующих устройств могут достигать угла раскрыва 180 градусов и более. В этом случае обеспечивается возможность ввода световых информационных потоков в зигзагообразный разветвитель оптоэлектронного узла через окно, установленное на его выпуклом фрагменте, с последующим распространением этого потока в любом направлении в пределах полусферы. Аналогичным образом обеспечивается съем информации в пределах полусферы через окно, установленное на выпуклом фрагменте зигзагообразного разветвителя оптоэлектронного узла. Окна установленные на вогнутых фрагментах зигзагообразных разветвителей позволяют существенно расширить число входов и выходов оптоэлектронного узла. В этом случае число входов или выходов в V- образных и зигзагообразных разветвителях и число подключаемых световодов к оптоэлектронному узлу не ограничивается. In the case of using a flat or convex receiving or radiating surface in the receiving and radiating elements of the light information flows, their respective radiation patterns without focusing devices can reach an opening angle of 180 degrees or more. In this case, it is possible to enter light information flows into the zigzag splitter of the optoelectronic node through a window mounted on its convex fragment, with the subsequent propagation of this stream in any direction within the hemisphere. Similarly, information is obtained within the hemisphere through a window mounted on a convex fragment of a zigzag splitter of an optoelectronic assembly. Windows mounted on concave fragments of zigzag splitters can significantly expand the number of inputs and outputs of the optoelectronic assembly. In this case, the number of inputs or outputs in V-shaped and zigzag splitters and the number of connected optical fibers to the optoelectronic node is not limited.
Использование установленных на входах и выходах зигзагообразных разветвителей оптических выключателей, выполняющих роль оптических затворов, позволяет существенно увеличить комбинационные возможности обработки и коммутации световых информационных потоков по меньшей мере на порядок по сравнению с известным уровнем техники. The use of zigzag splitters of optical switches installed at the inputs and outputs, acting as optical shutters, can significantly increase the combination of processing and switching of light information flows at least an order of magnitude compared with the prior art.
Световод 3 снабжен оптическим выключателем 29 (фиг. 2), выполняющим роль оптического затвора и выполненным в виде группы управляющих прозрачных или полупрозрачных электродов 30, 31, расположенных внутри световода 3 напротив друг друга с размещением между ними жидкокристаллического материала 32 и установленными с возможностью формирования между указанными электродами управляющими напряжениями, подаваемыми с управляющего модуля 2, оптически непрозрачных зон 33 в жидкокристаллическом материале 32. В конструктивных вариантах оптически непрозрачная зона 33 может быть выполнена светоотражающей или светопоглощающей. Управляющие электроды 30, 31 расположены на внутренних светоотражающих поверхностях 8 V-образного разветвителя 5 (фиг. 2), а также в сечении световода 3 в виде многослойной структуры в последовательности: жидкокристаллический слой 34, электрод 31, жидкокристаллический слой 32, электрод 30. Управляющий модуль 2 соединен электрически с электродами 30, 31. The
В конструктивном варианте в качестве жидкокристаллического материала может быть использован сегнетоэлектрический ЖК-материал с упорядоченной молекулярной структурой. In a constructive embodiment, a ferroelectric LC material with an ordered molecular structure can be used as a liquid crystal material.
В конструктивном варианте в качестве жидкокристаллического материала может быть использован обычный нематический ЖК-материал. In a constructive embodiment, a conventional nematic LCD material can be used as a liquid crystal material.
В конструктивном варианте прозрачные или полупрозрачные электроды могут быть выполнены из алюминиевого материала. In a constructive embodiment, transparent or translucent electrodes can be made of aluminum material.
В конструктивном варианте прозрачные или полупрозрачные электроды могут быть выполнены из окиси индия-олова. In a constructive embodiment, transparent or translucent electrodes can be made of indium tin oxide.
Оптический выключатель 29, размещенный в световоде 3 (фиг. 2), содержит также вторую группу управляющих прозрачных или полупрозрачных электродов 35, 36, которые нанесены на управляющий электрод 31, расположенный на внутренней светоотражающей поверхности 8 V-образного разветвителя 5, один над другим внахлестку с образованием ими общей зоны перекрытия, в которой между электродами размещен слой диэлектрика 37. Наличие второй группы электродов 35, 36 позволяет сформировать неразрывные оптические непрозрачные зоны 38, 33 и 39 в жидкокристаллическом слое 32 при подаче на электроды 30, 31 и 35, 36 управляющих напряжений с управляющего модуля 2 соответственно 5 В и 2,5 В, который электрически соединен с электродами 30, 31 и 35, 36. The
Центральный выход V-образного разветвителя 6 снабжен оптическим выключателем 40 (фиг. 3), выполненным в виде группы управляющих электродов 41, 42, расположенных внутри световода напротив друг друга с размещением между ними жидкокристаллического материала 43 и установленными с возможностью формирования между указанными электродами управляющими напряжениями, подаваемыми с управляющего модуля 2, оптически непрозрачных зон 44 в жидкокристаллическом материале 43. В конструктивных вариантах оптически непрозрачная зона 44 может быть выполнена светоотражающей или светопоглощающей. Управляющие электроды 41, 42 размещены в сечении второго центрального выхода разветвителя 6, соединенного с окном 21, в виде многослойной структуры в последовательности: жидкокристаллический слой 45, электрод 42, жидкокристаллический слой 43, электрод 41. The central output of the V-shaped
Оптоэлектронный узел (фиг. 1) снабжен элементами 46 для внешнего крепления, а также электрическими контактными устройствами 47 для соединения с внешними электрическими цепями в виде контактных площадок, размещенных на поверхности 14 основания 1. Контактные площадки 47 электрически соединены с управляющим модулем 2, фотодиодом 26 и светодиодом 27 с помощью электрических проводников. The optoelectronic assembly (Fig. 1) is equipped with elements 46 for external mounting, as well as electrical contact devices 47 for connecting to external electrical circuits in the form of contact pads located on the surface 14 of the
Световод 3, V-образный разветвитель 5 с двумя выходами, V-образный разветвитель 6 с тремя выходами и световод 4 (фиг. 1) соединены друг с другом схемотехнически (фиг. 4) в виде зигзагообразного разветвителя в последовательности 48, образующей зигзагообразную линию, а в сечении А-А основания 1 (фиг. 5) - в последовательности 49, образующей прямую линию. При этом полость 50 в поперечном световоде 3 в его сечении имеет прямоугольную форму, полость 51 V-образного разветвителя 5 - круглую форму, полость 52 в поперечном сечении V-образного разветвителя 6 имеет прямоугольную форму. The
В конструктивном варианте световод 3, два V-образных разветвителя 6 с тремя выходами и световод 4 (фиг. 1) соединены друг с другом схемотехнически (фиг. 6) в последовательности 53, образующей зигзагообразную линию, а в сечении А-А основания 1 (фиг. 7) - в Т- образной последовательности 54. In a constructive embodiment, the
В конструктивном варианте световод 4 и световоды 55, 56 в сечении Б-Б (фиг. 5, 8) выполнены вдоль своей оси прямолинейной формы 57 и размещены параллельно или под углом к боковой поверхности 13 основания 1 соответственно. In a constructive embodiment, the
В конструктивном варианте (фиг. 7, 9) в сечении В-В центральный выход разветвителя 6 выполнен прямолинейной формы 57 и размещен на боковой поверхности 13 основания 1. Световод 58 и фрагмент разветвителя 59 в сечении В-В выполнены вдоль своей оси зигзагообразной и ломаной формы соответственно и размещены внутри основания под углом к боковой его поверхности 13 основания 1. In a constructive embodiment (Fig. 7, 9) in section BB, the central output of the
Принцип работы оптоэлектронного узла может быть следующим. The principle of operation of the optoelectronic node can be as follows.
В исходном состоянии (см. фиг. 1, 10) внешние световоды 60, 61, 63 и 64 оптоэлектронного узла соединены через волоконно-оптические соединители 28 с окнами 19, 20, 22, 18, подключенными к открытым оптическим выключателям 40, 29, 29 и 23 соответственно, а внешний световод 62 соединен через волоконно-оптический соединитель 28 с окном 21, подключенным к закрытому оптическому выключателю 40. In the initial state (see Fig. 1, 10), the external
Световой поток 65 через световод 60, окно 19, открытый оптический выключатель 40, световод 3 и открытый оптический выключатель 29 поступает на фотодиод 26, с которого снимается информация в электронной форме. Для исключения прохождения оптической информации в разветвитель 5 в оптическом выключателе 29 подачей с управляющего модуля 2 управляющего напряжения, например 2,5 В, формируется оптически непрозрачная зона 39. The
При открытых оптических выключателях 29, установленных на входах соединенных между собой разветвителей 5 и 6 и подключенных к окнам 17 и 20 соответственно, информационный световой поток 66 поступает от светодиода 27 в световод 61. Для исключения прохождения оптической информации в световоды 3, 4 и 62 в оптическом выключателе 29 разветвителя 5, в оптическом выключателе 29 и 40 разветвителя 6 сформированы оптически непрозрачные зоны 67, 68 и 44 соответственно подачей с управляющего модуля 2 управляющего напряжения, например 2,5 В. With the
При открытых оптических выключателях 29 и 23 световода 4 световой поток 67 через световод 63, окно 22, световод 4 и окно 18 поступает в световод 64 для дальнейшей передачи оптической информации во внешнюю телекоммуникационную систему. Для исключения прохождения оптической информации в разветвитель 6 в оптическом выключателе 29 световода 4 подачей с управляющего модуля 2 управляющего напряжения, например 2,5 В, формируется оптически непрозрачная зона 69. With the
Для изменения состояния оптоэлектронного узла производят изменение состояния оптических выключателей, что, в свою очередь, позволяет изменить условия коммутации световых потоков из внешних телекоммуникационных сетей. To change the state of the optoelectronic node, the state of the optical switches is changed, which, in turn, allows you to change the conditions for switching light fluxes from external telecommunication networks.
Для осуществления подачи светового потока 70 из световода 61 через окно 20 к фотодиоду 26 закрывают оптический выключатель 40 световода 3 (см. фиг. 1, 10, 11) формированием оптически непрозрачной зоны 44 с помощью управляющего напряжения 2,5 В, подаваемого с управляющего модуля 2, выключают оптически непрозрачные зоны 39 и 67 в оптических выключателях 29 световода 3 и разветвителя 5 снятием управляющих напряжений и формируют оптически непрозрачную зону 72 в оптическом выключателе 29 разветвителя 5 подачей с управляющего модуля 2 управляющего напряжения, например 2,5 В, в результате чего формируется оптически прозрачный канал передачи оптической информации в виде светового потока 70 от световода 61 к фотодиоду 26. To supply the
Для осуществления подачи светового потока 66 от светодиода 27 в световод 63 формируют оптически непрозрачную зону 73 и выключают оптически непрозрачную зону 68 в оптическом выключателе 29 разветвителя 6 путем подачи управляющего напряжения, например 2,5 В, с управляющего модуля 2, выключают оптически непрозрачную зону 69 в оптическом выключателе 29 световода 4 путем снятия управляющих напряжений, перекрывают прохождение световых потоков через оптический выключатель 23 путем смещения отрезка световода 25 за пределы световода 4. В результате чего формируется оптически прозрачный канал передачи оптической информации в виде светового потока 66 от светодиода 27 к световоду 63. To supply the
Используя предлагаемую технологию коммутации в оптоэлектронном узле световых потоков в инфракрасном и видимом оптических диапазонах к фотодиодам или светодиодам, световодам оптоэлектронного узла можно осуществлять логические операции с поступающей оптической информацией, осуществлять усиление оптических сигналов путем подключения к соответствующим фотодиодам и светодиодам устройств усиления и их совместной коммутации, осуществлять запоминание информации путем подключения к фотодиодам устройств накопления информации, осуществлять процессорную обработку информации путем подключения к оптоэлектронному узлу электронных процессоров, ретрансляцию световых информационных потоков с их коммутацией в системах телекоммуникаций. Using the proposed switching technology in the optoelectronic node of the light fluxes in the infrared and visible optical ranges to the photodiodes or LEDs, optical fibers of the optoelectronic node, it is possible to carry out logical operations with incoming optical information, to amplify optical signals by connecting amplification devices and their joint switching to the corresponding photodiodes and LEDs, to store information by connecting information storage devices to the photodiodes, ive processor information processing by connecting to the optoelectronic assembly of electronic processors, retransmission light information flows with their switching in telecommunications systems.
В конструктивном варианте оптоэлектронный узел (фиг. 12), содержит многослойное основание 74, выполненное в виде объемного интегрального модуля, и управляющий модуль 75, выполненный в виде контроллера или процессора с фиксированной или плавающей архитектурой и установленный на верхней поверхности объемного интегрального модуля 74. В нижнем слое 76 объемного интегрального модуля 74 размещены V-образный жидкокристаллический разветвитель 77 с двумя выходами, жидкокристаллический световод 78 прямолинейной формы, V-образный жидкокристаллический разветвитель 79 с тремя выходами и жидкокристаллический световод 80 прямолинейной формы, соединенные друг с другом в виде зигзагообразного разветвителя 81. In a constructive embodiment, the optoelectronic assembly (Fig. 12) comprises a
Внутренние поверхности 82 разветвителей 77, 79 и световодов 78, 80 соответственно выполнены светоотражающими, а их полости 83 заполнены жидкокристаллическим материалом с возможностью прохождения внутри указанных полостей 82 световых информационных потоков. V-образные жидкокристаллические разветвители 77 и 79 установлены под углом к боковым поверхностям 84 объемного интегрального модуля 74, а жидкокристаллические световоды 78 и 80 параллельно к боковым поверхностям 84 объемного интегрального модуля 74. Входы и выходы указанных разветвителей и световодов размещены в окнах 85-88, выполненных в среднем слое 93 объемного интегрального модуля 74 и в окнах 89-92 нижней поверхности 94 объемного интегрального модуля 74 соответственно. The
Указанные V-образные жидкокристаллические разветвители 77, 79 и жидкокристаллические световоды 78, 80 соединены друг с другом и с окнами основания 74 в последовательности: вход разветвителя 77 соединен с окном 85, первый левый выход разветвителя 77 соединен с окном 89, второй правый выход разветвителя 77 соединен с окном 90, нижний вход световода 78 соединен с разветвителем 77 и окном 90, верхний выход световода 78 соединен с окном 86, вход разветвителя 79 соединен с окном 87, первым левый выход разветвителя 79 соединен с нижним входом световода 78 и окном 90, второй центральный выход разветвителя 79 соединен с окном 91, третий правый выход разветвителя 79 соединен с окном 92, нижний вход световода 80 соединен с окном 92 и третьим выходом разветвителя 79, верхний выход световода 80 соединен с окном 88. Окна 89 - 92 выполнены в виде входов оптоэлектронного узла. These V-shaped
Таким образом, разветвитель 77, световод 78, разветвитель 79 и световод 80 соединены друг с другом в виде зигзагообразного жидкокристаллического разветвителя 81. При этом выпуклые и вогнутые фрагменты верхней стороны зигзагообразного разветвителя 81 соединены с окнами 85-88, а выпуклые и вогнутые фрагменты нижней стороны зигзагообразного разветвителя 81 соединены с окнами 89-92. Thus, the
В окнах 85-88 слоя 93 размещены приемные элементы в виде фотодиодов 95-98, соединенных с коммутирующим слоем 94, через который они соединены с управляющим модулем 75. Фотодиоды 95-98 могут быть выполнены на основе кремния с длиной волны в излучения от 800 до 900 нм или на основе индий-галлий-арсенид (In-Ga-As) с длиной волны излучения от 1300 до 1550 нм. В конструктивном варианте приемные элементы 95-98 могут быть выполнены в виде составных транзисторов. In the windows 85-88 of the
V-образный жидкокристаллический разветвитель 77 снабжен оптическими выключателями 99 и 100, соединенными соответственно с окнами 85 и 89. Жидкокристаллический световод 78 снабжен оптическими выключателями 101 и 102, соединенными соответственно с окнами 86 и 90 соответственно. V-образный жидкокристаллический разветвитель 79 снабжен оптическим выключателем 103 и 104, соединенными соответственно с окнами 87 и 91. Жидкокристаллический световод 80 снабжен оптическими
выключателями 105 и 106, соединенными соответственно с окнами 88 и 92.The V-shaped
Оптоэлектронный узел (фиг. 12) снабжен корпусом 107, выполненным в виде контейнера 108 с крышкой 109, в который помещен объемный интегральный модуль 74. Крышка 109 контейнера 108 и контейнер 108 снабжены устройствами 110 и 111 для внешнего крепления, а также электрическими 112 и оптическими 113 контактными устройствами и для соединения с электрическими и световодными цепями соответственно. Электрическое контактное устройство 112 выполнено в виде планарных выводов. Оптическое контактное устройство 113 выполнено в виде контактного устройства для соединения с плоскими световодными кабелями и световодными лентами, световоды 114 - 117 которого соединены с окнами 89-92 соответственно. Оптическое контактное устройство 113 может быть также выполнено в виде волоконно-оптического соединителя или планарных световодных выводов. The optoelectronic assembly (Fig. 12) is provided with a
С учетом вышеизложенного схемотехническое соединение разветвителей 77, 79 и световодов 78, 80 в зигзагообразной последовательности 81 представлено на фиг. 13. In view of the foregoing, the circuitry of the
Для улучшения условий фильтрации и создания условий прохождения информационных световых потоков фотодиоды 95 - 98 могут быть дополнительно снабжены оптическими фильтрами 118, размещенными в окнах 85 - 88 соответственно. To improve the filtering conditions and create conditions for the passage of information light fluxes, the photodiodes 95 - 98 can be additionally equipped with
В конструктивном варианте V-образные жидкокристаллические разветвители 77, 79 и жидкокристаллические световоды 78, 80 в сечении Г-Г слоя 76 объемного интегрального модуля 74 (фиг. 14) соединены в П-образной последовательности 119. При этом полость 120 разветвителя 77 в его поперечном сечении имеет эллипсообразную форму, полость 121 жидкокристаллического световода 78 в его поперечном сечении имеет прямоугольную форму, полость 122 жидкокристаллического разветвителя 79 в его поперечном сечении имеет многоугольную форму, полость 123 жидкокристаллического световода 80 в его поперечном сечении имеет произвольную криволинейную форму. In a constructive embodiment, the V-shaped
В конструктивном варианте V-образные жидкокристаллические разветвители 77, 79 и жидкокристаллические световоды 78, 80 в сечении Г-Г слоя 76 объемного интегрального модуля 74 (фиг. 15) соединены в С-образной последовательности 124. In a constructive embodiment, the V-shaped
В конструктивном варианте V-образные жидкокристаллические разветвители 77, 79 и жидкокристаллические световоды 78, 80 в сечении Г-Г слоя 76 объемного интегрального модуля 74 (фиг. 16) соединены в Z-образной последовательности 125. In a constructive embodiment, the V-shaped
В конструктивном варианте оптоэлектронный узел (см. фиг. 12, 13, 17) выполнен с размещением фотодиодов 95-96 и световодов 114-117 оптического контактного устройства 113 в виде матрицы. При этом коммутация световых информационных потоков 126 - 129 в разветвителях 77, 79 и световодах 78, 80 осуществляется с помощью оптических выключателей 99 - 106 следующим образом. In a constructive embodiment, the optoelectronic assembly (see Fig. 12, 13, 17) is made with the placement of photodiodes 95-96 and optical fibers 114-117 of the
Принцип работы оптоэлектронного узла (фиг. 12) показан на фиг. 17-20. В исходном состоянии осуществлено соединение (фиг. 17) матричных входов "1" - "4" (114 - 117) оптоэлектронного узла с фотодиодами "1" - "4" (95 - 98):
- матричного входа "1" с фотодиодом "1", при этом соединенный со входом "1" оптический выключатель 100 открыт, оптический выключатель 99 открыт только в прямом направлении для соединения с оптическим выключателем 100 и фотодиодом "1";
- матричного входа "2" с фотодиодом "2", при этом соединенный со входом "2" оптический выключатель 102 открыт только в прямом направлении, оптический выключатель 101 открыт для соединения с оптическим выключателем 102 и фотодиодом "2";
- матричного входа "4" с фотодиодом "3", при этом оптический выключатель 104 закрыт, соединенный со входом "4" оптический выключатель 106 открыт только для соединения с оптическим выключателем 103, оптический выключатель 105 закрыт, оптический выключатель 103 открыт только для соединения с открытым оптическим выключателем 106 и фотодиодом "3".The principle of operation of the optoelectronic assembly (FIG. 12) is shown in FIG. 17-20. In the initial state, the connection was made (Fig. 17) of the matrix inputs "1" - "4" (114 - 117) of the optoelectronic node with photodiodes "1" - "4" (95 - 98):
- matrix input "1" with the photodiode "1", while the
- matrix input "2" with the photodiode "2", while the
- matrix input "4" with a photodiode "3", while the
В результате чего световой информационных поток 126 поступает на фотодиод "1", световой информационный поток 127 - на фотодиод "2", световой информационный поток 129 - на фотодиод "3". Световой информационный поток 128 отключен от оптоэлектронного узла. As a result, the
Изменением состояния оптических выключателей 103 - 106 осуществлена новая коммутация световых информационных потоков 128, 129 (фиг. 18). В результате чего световой информационных поток 128 с матричного входа "3" поступает на фотодиод "3", при этом соединенный со входом "3" оптический выключатель 104 открыт, оптический выключатель 103 открыт только в прямом направлении для соединения с оптическим выключателем 104 и фотодиодом "3"; световой информационный поток 129 с матричного входа "4" поступает на фотодиод "4", при этом соединенный со входом "4" оптический выключатель 106 открыт только в прямом направлении для соединения с оптическим выключателем 105, оптический выключатель 105 открыт для соединения с оптическим выключателем 106 и фотодиодом "4". By changing the state of the optical switches 103 - 106, a new switching of the light information streams 128, 129 was carried out (Fig. 18). As a result, the
Дальнейшим изменением состояния оптических выключателей 101 - 104 осуществлена новая коммутация световых информационных потоков 127, 128 (фиг. 19). В результате чего световой информационных поток 127 с матричного входа "2" поступает на фотодиод "3", при этом соединенный со входом "2" оптический выключатель 102 открыт только для соединения с оптическим выключателем 103, оптический выключатель 103 открыт только для соединения с оптическим выключателем 102; световой информационный поток 128 отключен от оптоэлектронного узла. By further changing the state of the optical switches 101 - 104, a new switching of the light information flows 127, 128 was carried out (Fig. 19). As a result, the
Дальнейшим изменением состояния оптических выключателей 99 - 106 осуществлена новая коммутация световых информационных потоков 126 - 129 (фиг. 20). В результате чего световые информационные потоки 126 и 128 отключены от оптоэлектронного узла. Световой информационный поток 127 с матричного входа "2" поступает на фотодиод "1", при этом оптический выключатель 100 закрыт, соединенный со входом "2" оптический выключатель 102 открыт только для соединения с оптическим выключателем 99, оптический выключатель 99 открыт только для соединения с оптическим выключателем 102 и фотодиодом "1"; световой информационный поток 129 поступает со входа "4" на фотодиод "3", при этом соединенный со входом "4" оптический выключатель 106 открыт только для соединения с оптическим выключателем 103, оптический выключатель 103 открыт только для соединения с оптическим выключателем 106 и фотодиодом "3", оптический выключатель 105 закрыт. By further changing the state of the optical switches 99 - 106, a new switching of the light information flows 126 - 129 was carried out (Fig. 20). As a result, the light information streams 126 and 128 are disconnected from the optoelectronic node. The
Для расширения эксплуатационных возможностей в оптоэлектронном узле излучающие и приемные элементы, например окно 85 и фотодиод 95, могут иметь плоскую излучающую 130 и приемную 131 поверхность соответственно (фиг. 12, 21). В этом случае диаграммы направленности 132 и 133 излучающего 85 и приемного 95 элемента могут иметь ширину, достигающую 160-180 градусов. To expand operational capabilities in the optoelectronic assembly, the emitting and receiving elements, for example, the
Для расширения эксплуатационных возможностей в оптоэлектронном узле излучающие и приемные элементы, например окно 85 и фотодиод 95, могут иметь выпуклую излучающую 134 и вогнутую приемную 135 поверхность соответственно (фиг. 12, 22). В этом случае диаграммы направленности 132 и 133 излучающего 85 и приемного 95 элемента могут иметь ширину в первом случае, достигающую 180-200 градусов, и во втором случае, достигающую 30- 120 градусов. To expand operational capabilities in the optoelectronic assembly, the emitting and receiving elements, for example, the
Для расширения эксплуатационных возможностей в оптоэлектронном узле излучающие и приемные элементы, например окно 85 и фотодиод 95, могут иметь вогнутую излучающую 136 и выпуклую приемную 137 поверхность соответственно (фиг. 12, 23). В этом случае диаграммы направленности 132 и 133 излучающего 85 и приемного 95 элемента могут иметь ширину в первом случае, достигающую 30-100 градусов, и во втором случае, достигающую 180- 200 градусов. To expand operational capabilities in the optoelectronic assembly, the emitting and receiving elements, for example, the
Для расширения эксплуатационных возможностей в оптоэлектронном узле излучающие и приемные элементы, например окно 85 и фотодиод 95, могут иметь излучающую поверхность 138 с угловым углублением и приемную поверхность 139 с угловым выступом соответственно (фиг. 12, 24). В этом случае диаграммы направленности 132 и 133 излучающего 85 и приемного 95 элемента могут иметь ширину в первом случае, достигающую 30-100 градусов, и во втором случае, достигающую 180-200 градусов. To expand operational capabilities in the optoelectronic assembly, the emitting and receiving elements, for example, the
Для расширения эксплуатационных возможностей в оптоэлектронном узле излучающие и приемные элементы, например окно 85 и фотодиод 95, могут иметь излучающую поверхность 140 с угловым выступом и приемную поверхность 141 с угловым углублением соответственно (фиг. 12, 25). В этом случае диаграммы направленности 132 и 133 излучающего 85 и приемного 95 элемента могут иметь ширину в первом случае, достигающую 180-200 градусов, и во втором случае, достигающую 30-100 градусов. To expand operational capabilities in the optoelectronic assembly, the emitting and receiving elements, for example, the
Для расширения эксплуатационных возможностей в оптоэлектронном узле излучающие и приемные элементы, например окно 85 и фотодиод 95, могут иметь излучающую зигзагообразную 142 и приемную зигзагообразную поверхность 143 соответственно (фиг. 12, 26). Диаграмма 132 и 133 направленности в первом и втором случае будет несимметричной со сжатием в зоне вогнутости и с расширением в зоне выпуклости. To expand operational capabilities in the optoelectronic assembly, the emitting and receiving elements, for example, the
В качестве излучающих элементов в оптоэлектронном узле (фиг. 12) кроме окна 85 могут быть световоды 114-117 и оптическое контактное устройство 113. В качестве приемных элементов в оптоэлектронном узле (фиг. 12) кроме фотодиода 95 могут быть окно 85, световоды 114-117 и оптическое контактное устройство 113. As the radiating elements in the optoelectronic node (Fig. 12), in addition to the
Кроме рассмотренных конструктивных вариантов (фиг. 21-26) в качестве приемных элементов световых информационных потоков рассматриваемого оптоэлектронного узла (фиг. 12) могут использоваться составные фототранзисторы или торцевые поверхности световодов 78, 80 или разветвителей 77, 79 или светоотражающего модуля с управляемыми характеристиками светоотражения, или светопоглощающего модуля с управляемыми характеристиками светопоглощения, или оптического контактного устройства, или оптического выключателя, снабженными приемными поверхностями указанных выше конфигураций. In addition to the considered structural options (Fig. 21-26) as receiving elements of the light information flows of the considered optoelectronic node (Fig. 12), composite phototransistors or end surfaces of
Кроме рассмотренных конструктивных вариантов (фиг. 21-26) в качестве излучающих элементов световых информационных потоков рассматриваемого оптоэлектронного узла (фиг. 12) могут использоваться светодиоды или торцевые поверхности световодов 78, 80 или разветвителей 77, 79 или светоотражающего модуля с управляемыми характеристиками светоотражения, или оптического контактного устройства, или оптического выключателя, снабженными излучающими поверхностями указанных выше конфигураций. In addition to the considered structural options (Fig. 21-26) as emitting elements of the light information flows of the considered optoelectronic node (Fig. 12), LEDs or end surfaces of the
В конструктивном варианте оптоэлектронный узел (фиг. 27), выполненный в виде объемного интегрального модуля, содержит основание 144, выполненное в виде печатной платы или интегрального модуля, управляющий модуль 145, выполненный в виде контроллера или процессора с фиксированной или плавающей архитектурой и установленный на верхней поверхности основания 144. Оптоэлектронный модуль также содержит второе основание 146, в котором размещены жидкокристаллический световод 147, снабженный четырьмя оптическими выключателями 148-151, два V-образных жидкокристаллических разветвителя 152 и 153 с тремя выходами, каждый из которых снабжен оптическими выключателями 154 и 155 соответственно, два V-образных жидкокристаллических разветвителя 156 и 157 с двумя выходами, каждый из которых снабжен двумя оптическими выключателями 158, 159 и 160, 161 соответственно, световод 162, снабженный тремя оптическими выключателями 163-165, и световод 166, снабженный одним оптическим выключателем 167. In a constructive embodiment, the optoelectronic assembly (Fig. 27), made in the form of a volumetric integrated module, contains a
Световод 147 соединен своим оптическим выключателем 148, размещенным на нижнем входе световода, с окном 168, размещенным на нижней поверхности основания 146, и оптическим выключателем 151, размещенным на верхнем выходе световода, с окном 169, размещенным на верхней поверхности основания 146. The
V-образный жидкокристаллический разветвитель 152 с тремя выходами соединен своим оптическим выключателем 154 с окном 170, размещенным на верхней поверхности основания 146, своим левым выходом - с оптическим выключателем 150 световода 147, своим центральным выходом - с оптическим выключателем 167 световода 166, своим правым выходом - с оптическим выключателем 159 V-образного жидкокристаллического разветвителя 156, размещенным на его входе. A V-shaped
V-образный жидкокристаллический разветвитель 153 с тремя выходами соединен своим оптическим выключателем 155 с окном 171, размещенным на нижней поверхности основания 146, своим левым выходом - с оптическим выключателем 149 световода 147, своим центральным выходом с оптическим выключателем 167 световода 166, своим правым выходом - с оптическим выключателем 160 V-образного жидкокристаллического разветвителя 157, размещенным на его входе. A V-shaped
V-образный жидкокристаллический разветвитель 156 с тремя выходами соединен своим оптическим выключателем 159, размещенным на его входе с правым выходом разветвителя 152, своим оптическим выключателем 158, размещенным на его центральном выходе, с окном 172, размещенным на верхней поверхности основания 146, и своим правым выходом с оптическим выключателем 163 световода 162. A V-shaped
V-образный жидкокристаллический разветвитель 157 с тремя выходами соединен своим оптическим выключателем 160, размещенным на его входе с правым выходом разветвителя 153, своим оптическим выключателем 161, размещенным на его центральном выходе, с окном 173, размещенным на нижней поверхности основания 146, и своим правым выходом с оптическим выключателем 165 световода 162. A V-shaped
Световод 162 соединен своим оптическим выключателем 165, размещенным на нижнем входе световода, с окном 174, размещенным на нижней поверхности основания 146, и оптическим выключателем 163, размещенным на верхнем выходе световода 162, с окном 175 размещенным на верхней поверхности основания 146. The
Световод 166 соединен своим нижним входом с оптическим выключателем 155 разветвителя 153 и своим верхним выходом с оптическим выключателем 154 разветвителя 152. The
Световод 147, разветвители 152 и 156, световод 162 соединены друг с другом в зигзагообразной последовательности в виде зигзагообразного разветвителя 176. The
Световод 147, разветвители 153 и 157, световод 162 соединены друг с другом в зигзагообразной последовательности в виде зигзагообразного разветвителя 177. The
Выпуклые и вогнутые фрагменты верхней стороны зигзагообразного разветвителя 176 соединены с окнами 169, 170, 172 и 175 основания 146. Выпуклые и вогнутые фрагменты нижней стороны зигзагообразного разветвителя 176 соединены соответственно с выпуклыми и вогнутыми фрагментами верхней стороны зигзагообразного разветвителя 177. Выпуклые и вогнутые фрагменты зигзагообразного разветвителя 177 соединены соответственно с окнами 168, 171, 173 и 174 основания 146. Convex and concave fragments of the upper side of the
На нижней поверхности основания 144 дополнительно нанесен коммутирующий слой 178, на который в свою очередь нанесен изолирующий слой диэлектрика 198 с окнами 179-182 с размещенными в них приемными элементами световых информационных потоков в виде фотодиодов 183-186. Окна 169, 170, 172, 175 основания 146 установлены соосно окнам 179-182. An
Оптоэлектронный узел снабжен корпусом 187, выполненным в виде контейнера 188 с крышкой 189, в который помещен объемный интегральный модуль, состоящий из двух соединенных между собой оснований 144 и 146, на который размещен управляющий модуль 145. Контейнер 188 и крышка 189 контейнера снабжена устройствами 190 и 191 для внешнего крепления и электрическим 192 и оптическим 193 контактными устройствами для соединения с электрическими световодными цепями соответственно. Электрическое контактное устройство 192 выполнено в виде планарных выводов. В конструктивном варианте оптическое контактное устройство 193 выполнено в виде контактного устройства для соединения с плоскими световодными кабелями, световоды 194 - 197 которого, соединены с окнами 168, 171, 173 и 174 соответственно. The optoelectronic assembly is equipped with a
Принцип работы оптоэлектронного узла (фиг. 27) показан на фиг. 28-31. The principle of operation of the optoelectronic assembly (FIG. 27) is shown in FIG. 28-31.
В исходном состоянии осуществлено соединение (фиг. 28) матричных входов "1" - "4" (194 - 197) оптоэлектронного узла с фотодиодами "1" - "4" (183- 186):
- матричного входа "1" с фотодиодом "2", при этом соединенный со входом "1" оптический выключатель 148 открыт для соединения с оптическим выключателем 149, оптический выключатель 149 открыт только в прямом направлении для соединения с оптическим выключателем 148 и оптическим выключателем 150, оптический выключатель 150 открыт только для соединения с оптическим выключателем 149 и оптическим выключателем 154, оптический выключатель 151 закрыт, оптический выключатель 154 открыт только для соединения с оптическим выключателем 150 и фотодиодом "2";
- матричного входа "2" с фотодиодом "4", при этом соединенный со входом "2" оптический выключатель 155 открыт для соединения с оптическим выключателем 160, оптический выключатель 167 закрыт, оптический выключатель 160 открыт для соединения с оптическим выключателем 155 и оптическим выключателем 159, оптический выключатель 159 открыт только для соединения с оптическим выключателем 160 и оптическим выключателем 163, оптический выключатель 163 открыт только для соединения с оптическим выключателем 159 и фотодиодом "4";
- матричные входы "3" и "4" отключены от оптоэлектронного узла, при этом оптические выключатели 161 и 164 закрыты, соединенный со входом "4" оптический выключатель 165 открыт для соединения с оптическим выключателем 160, оптический выключатель 160 закрыт для соединения с оптическим выключателем 165.In the initial state, the connection was made (Fig. 28) of the matrix inputs "1" - "4" (194 - 197) of the optoelectronic node with photodiodes "1" - "4" (183 - 186):
- matrix input "1" with a photodiode "2", while the
- matrix input "2" with a photodiode "4", while the
- matrix inputs "3" and "4" are disconnected from the optoelectronic node, while the
В результате чего световой информационный поток 198 со входа "1" поступает на фотодиод "2", световой информационный поток 199 со входа "2" поступает на фотодиод "4". Матричные входы "3" и "4" отключены от оптоэлектронного узла. As a result, the
Изменением состояния оптических выключателей 148, 149, 151, 154, 155, 159, 160, 163 осуществлена новая коммутация входов "1" - "4" с фотодиодами "1" - "4" (фиг. 29):
- соединение матричного входа "2" с фотодиодом "1", при этом соединенный со входом "2" оптический выключатель 155 открыт для соединения с оптическим выключателем 149, оптический выключатель 149 открыт для соединения с оптическим выключателем 155 и оптическим выключателем 150, оптический выключатель 150 открыт для соединения с оптическим выключателем 149 и оптическим выключателем 151, который соединен с фотодиодом "1", оптический выключатель 151 открыт для соединения с оптическим выключателем 150;
- соединение матричного входа "4" с фотодиодом "3", при этом оптический выключатель 160 открыт для соединения с оптическим выключателем 165, открыт для соединения с оптическим выключателем 159 и закрыт для соединения с оптическим выключателем 155, оптический выключатель 159 открыт только для соединения с оптическим выключателем 160 и оптическим выключателем 158, оптический выключатель 158 открыт для соединения с оптическим выключателем 159 и фотодиодом "3", оптический выключатель 163 закрыт.By changing the state of the
- the connection of the matrix input "2" with the photodiode "1", while the
- connection of the matrix input "4" to the photodiode "3", while the
В результате чего световой информационный поток 200 со входа "2" поступает на фотодиод "1", световой информационный поток 201 со входа "4" поступает на фотодиод "3". Матричные входы "1" и "3" отключены от оптоэлектронного узла. As a result, the
Изменением состояния оптических выключателей 148, 149, 150, 155, 167, 154 осуществлена новая коммутация входов "1" - "4" с фотодиодами "1" - "4" (фиг. 30):
- соединение матричного входа "1" с фотодиодом "1", при этом соединенный со входом "1" оптический выключатель 148 открыт для соединения с оптическим выключателем 149, оптический выключатель 149 открыт для соединения с оптическим выключателем 148 и оптическим выключателем 150, оптический выключатель 150 открыт для соединения с оптическим выключателем 149 и оптическим выключателем 151, который соединен с фотодиодом "1", оптический выключатель 151 открыт для соединения с оптическим выключателем 150;
- соединение матричного входа "2" с фотодиодом "2", при этом соединенный со входом "2" оптический выключатель 155 открыт только для соединения с оптическим выключателем 167, оптический выключатель 167 открыт для соединения с оптическим выключателем 155 и оптическим выключателем 154, оптический выключатель 154 открыт для соединения с оптическим выключателем 167 и фотодиодом "2".By changing the state of the
- the connection of the matrix input "1" with the photodiode "1", while the
- the connection of the matrix input "2" with the photodiode "2", while the
В результате чего световой информационный поток 202 со входа "1" поступает на фотодиод "1", световой информационный поток 203 со входа "2" поступает на фотодиод "2", световой поток 204 поступает со входа "4" на фотодиод "3". Матричный вход "3" отключен от оптоэлектронного узла. As a result, the
Изменением состояния оптических выключателей 159-161, 163 - 165 осуществлена новая коммутация входов "1" - "4" с фотодиодами "1" - "4" (фиг. 31):
- соединение матричного входа "3" с фотодиодом "3", при этом соединенный со входом "3" оптический выключатель 161 открыт для соединения с оптическим выключателем 160, оптический выключатель 160 открыт только для соединения с оптическим выключателем 161 и оптическим выключателем 159, оптический выключатель 159 открыт только для соединения с оптическим выключателем 160 и оптическим выключателем 158, который соединен с фотодиодом "3", оптический выключатель 158 открыт для соединения с оптическим выключателем 159;
- соединение матричного входа "4" с фотодиодом "4", при этом соединенный со входом "4" оптический выключатель 165 открыт только для соединения с оптическим выключателем 164, оптический выключатель 164 открыт для соединения с оптическим выключателем 165 и оптическим выключателем 163, оптический выключатель 163 открыт только для соединения с оптическим выключателем 164 и фотодиодом "4".By changing the state of the optical switches 159-161, 163 - 165, a new switching of the inputs "1" - "4" with photodiodes "1" - "4" (Fig. 31):
- the connection of the matrix input "3" with the photodiode "3", while the
- the connection of the matrix input "4" with the photodiode "4", while the
В результате чего световой информационный поток 205 со входа "1" поступает на фотодиод "1", световой информационный поток 206 со входа "2" поступает на фотодиод "2", световой поток 207 поступает со входа "3" на фотодиод "3", световой поток 208 поступает со входа "4" на фотодиод "4". As a result, the
В конструктивном варианте оптоэлектронный узел (фиг. 32, 33), выполненный в виде объемного интегрального модуля, содержит основание 209, управляющий модуль 210, выполненный в виде контроллера или процессора с фиксированной или плавающей архитектурой и установленный на боковой поверхности основания 209. Управляющий модуль 210 выполнен съемным с возможностью повторной установки на других поверхностях основания. В основании 209 размещены три V-образных жидкокристаллических разветвителя 211 - 213. V-образный разветвитель 211 снабжен двумя входами и двумя выходами. На его входах установлены оптические выключатели 214, 215. Два выхода V-образного разветвителя 211 снабжены оптическими выключателями 216 и 217. In a constructive embodiment, the optoelectronic assembly (Fig. 32, 33), made in the form of a volumetric integrated module, contains a
V-образный разветвитель 212 снабжен одним входом и двумя выходами. На его входе размещен оптический выключатель 218. Первый выход V-образного разветвителя 212 соединен с оптическим выключателем 216 V-образного разветвителя 211, второй выход V- образного разветвителя 212 снабжен оптическим выключателем 219. The V-shaped
V-образный разветвитель 213 снабжен одним входом и тремя выходами. На входе V-образного разветвителя 213 размещен оптический выключатель 220, соединенный с оптическим выключателем 218 V-образного разветвителя 212. Первый выход V- образного разветвителя 213 соединен с оптическим выключателем 217 V-образного разветвителя 211, второй выход V-образного разветвителя 213 снабжен оптическим выключателем 221. Третий выход V-образного разветвителя 213 снабжен оптическим выключателем 222. The V-shaped
Оптоэлектронный узел снабжен световодами 223 и 224, выполненными в виде оптических выключателей, которые соединены соответственно с оптическими выключателями 214 и 215 V-образного разветвителя 211. The optoelectronic node is equipped with
Оптический выключатель 223 соединен с окном 225 основания 209; оптический выключатель 216 соединен с окном 226 основания 209, оптический выключатель 219 соединен с окном 227 основания 209, оптический выключатель 224 соединен с окном 228 основания 209, оптический выключатель 217 соединен с окном 229 основания 209, оптический выключатель 221 соединен с окном 230 основания 209, оптический выключатель 222 соединен с окном 231 основания 209. An
Оптические выключатели 214-224 электрически соединены с управляющим модулем 210. The optical switches 214-224 are electrically connected to the
Окна 225-227 размещены на верхней поверхности основания 209. Окна 228-231 размещены на нижней поверхности основания 209. Windows 225-227 are located on the upper surface of the
В окне 225 основания 209 установлен излучающий элемент 232 в виде лазера. В окне 226 основания 209 установлен светоотражающий модуль 233 с управляемыми характеристиками светоотражения. В конструктивном варианте модуль 233 может быть выполнен в виде светопоглощающего модуля с управляемыми характеристиками светопоглощения. В окне 227 основания 209 установлено контактное устройство 234 в виде оптоволоконного соединителя. В окне 228 основания 209 установлено контактное устройство 235 в виде оптоволоконного соединителя. В окне 229 основания 209 установлен светоотражающий модуль 236 с управляемыми характеристиками светоотражения и светопоглощения. В конструктивном варианте модуль 236 может быть выполнен в виде светопоглощающего модуля с управляемыми характеристиками светопоглощения. A
Модуль 236 выполнен съемным с возможностью повторной установки в других окнах основания 209. В окне 230 основания 209 установлено контактное устройство 237 в виде оптоволоконного соединителя. В окне 231 основания 209 установлено контактное устройство 238 в виде оптоволоконного соединителя. The
Световод 223 в виде оптического выключателя, разветвитель 211, снабженный оптическими выключателями 214 и 216, и разветвитель 212, снабженный оптическими выключателями 218 и 219, образуют верхний зигзагообразный жидкокристаллический разветвитель. The
Световод 224 в виде оптического выключателя, разветвитель 211, снабженный оптическими выключателями 215 и 217, и разветвитель 213, снабженный оптическими выключателями 220 и 222, образуют нижний зигзагообразный жидкокристаллический разветвитель. The
Верхняя сторона верхнего зигзагообразного разветвителя своими выпуклыми и вогнутыми фрагментами соединена с окнами 225- 227. Нижняя сторона верхнего зигзагообразного разветвителя своими выпуклыми фрагментами в виде оптических выключателей 214 и 218 соединена с выпуклыми фрагментами в виде оптических выключателей 215 и 220 верхней стороны нижнего зигзагообразного разветвителя. Нижняя сторона нижнего зигзагообразного разветвителя своими выпуклыми и вогнутыми фрагментами соединена с окнами 228-231. The upper side of the upper zigzag splitter with its convex and concave fragments is connected to the windows 225-22. The lower side of the upper zigzag splitter with its convex fragments in the form of
В конструктивном варианте оптоэлектронный узел (фиг. 32), снабженный съемными узлами 210 и 236, выполнен с возможностью изменения функциональных возможностей (фиг. 34, 35). На боковой поверхности основания дополнительно установлены окна 239 и 240, соединенные с оптическими выключателями 215 и 214 соответственно. Съемный управляющий модуль 210 выполнен с возможностью установки на верхней поверхности основания 209. Съемный модуль 236 заменен на съемный фотодиод 241, выполненный в виде приемного элемента световых информационных потоков. In a constructive embodiment, the optoelectronic node (Fig. 32), equipped with
Подавая соответствующие управляющие напряжения с управляющего модуля 210, можно осуществить следующую коммутацию светового информационного потока 242, поступающего через окно 240 (фиг. 36). By supplying the appropriate control voltage from the
Оптический выключатель 214 открыт для соединения с окном 240 основания 209 и через V-образный разветвитель 211 с оптическим выключателем 216. Оптический выключатель 216 открыт для соединения через V-образный разветвитель 212 с оптическим выключателем 218. Оптический выключатель 218 открыт для соединения с оптическим выключателем 220 V-образного разветвителя 213. Оптический выключатель 220 открыт для соединения с оптическим выключателем 217 V-образного разветвителя 211. При этом оптический выключатель 223 V-образного разветвителя 211 закрыт для соединения с оптическим выключателем 214. Оптический выключатель 218 закрыт для соединения с оптическим выключателем 219. Оптический выключатель 220 закрыт для соединения с оптическим выключателем 222. Оптический выключатель 217 закрыт для соединения с оптическим выключателем 215. Оптический выключатель 215 закрыт для соединения с окном 239 и с оптическим выключателем 217. The
В результате световой поток 242, поступающий через окно 240 основания, сначала поступает в оптический выключатель 214, затем через V-образный разветвитель 211 в оптический выключатель 216. В модуле 233 осуществляется управляемое светоотражение или светопоглощение светового потока. При необходимости может быть осуществлено полное или частичное светоотражение светового потока. Далее световой поток поступает через V-образный разветвитель 212 в оптический выключатель, в котором осуществляется переотражение светового потока 242 в оптический выключатель 220 V-образного разветвителя 213, откуда этот световой поток поступает в оптический выключатель 217 V-образного разветвителя 211. Из оптического выключателя 217 световой поток 242 через окно 229 поступает на вновь установленный фотодиод 241. Таким образом, световой поток, осуществив циркуляцию в V-образных разветвителях 211 - 213, поступил на фотодиод 241. As a result, the
В конструктивном варианте оптоэлектронный узел (фиг. 37) содержит основание 243, выполненное в виде объемного интегрального модуля, и два управляющих модуля 244 и 245, выполненные в виде процессоров с фиксированной или плавающей архитектурой и установленные на боковых поверхностях объемного интегрального модуля 243. In a constructive embodiment, the optoelectronic assembly (Fig. 37) comprises a base 243 made in the form of a volume integrated module and two
Указанный оптоэлектронный узел снабжен корпусом 246, выполненным в виде контейнера 247 с двумя боковыми крышками 248 и 249, в котором размещен объемный интегральный модуль 243. Контейнер 247 снабжен устройствами 250, 251 для внешнего крепления, электрическими контактными устройствами 252 - 255 для соединения с электрическими цепями и оптическими контактными устройствами 256, 257 для соединения со световодными цепями или волоконно-оптическими цепями соответственно. Электрические контактные устройства 252-255 выполнены в виде планарных выводов. Контактные устройства 256, 257 для соединения световодных цепей выполнены в виде контактного устройства для соединения с плоскими световодными кабелями или световодными лентами, или световодными планарными выводами, световоды 258 - 261 которых соединены с окнами 262-265 соответственно. The specified optoelectronic node is equipped with a
В центральной части объемного интегрального модуля 243 размещен первый V-образный жидкокристаллический разветвитель 266 с двумя входами и двумя выходами, соединенный через окна 262 и 263 со световодами 258 и 259 соответственно и через окна 267 и 268 со светодиодами 269 и 270 соответственно. In the central part of the volume integrated
Для управления световыми потоками на входах V-образного разветвителя 266 размещены оптические выключатели 271 и 272, соединенные с окнами 258 и 259 соответственно. На выходах V-образного разветвителя 266 для управления световыми потоками размещены оптические выключатели 273 и 274, соединенные с окнами 267 и 268 соответственно. To control the light fluxes at the inputs of the V-shaped
В центральной части объемного интегрального модуля 243 размещен второй V-образный жидкокристаллический разветвитель 275 с двумя входами и двумя выходами, соединенный через световоды 296 и 297 с оптическими выключателями 273 и 274 V-образного разветвителя 266 и через окна 264 и 265 со световодами 260 и 261 соответственно. In the central part of the volume integrated
Для управления световыми потоками на входах V-образного разветвителя 275 размещены оптические выключатели 276 и 277, соединенные с оптическими выключателями 273 и 274 соответственно. На выходах V-образного разветвителя 275 для управления световыми потоками размещены оптические выключатели 278 и 279, соединенные с окнами 264 и 265 соответственно и с окнами 280 и 281, соединенными в свою очередь с фотодиодами 282 и 283 соответственно. To control the light fluxes at the inputs of the V-shaped
Светодиоды 269 и фотодиоды 282 установлены внутри многослойной структуры 284, размещенной на левой боковой поверхности объемного интегрального модуля 243. Светодиоды 270 и фотодиоды 283 установлены внутри многослойной структуры 285, размещенной на правой боковой поверхности объемного интегрального модуля 243.
Многослойная структура 284 содержит электрические коммутационные слои 286, которые через контактные площадки 287 и проводники 288 соединены со светодиодом 269, фотодиодом 282 и с управляющим модулем 244, размещенным на изоляционном слое 292. The
Многослойная структура 285 содержит электрические коммутационные слои 289, которые через контактные площадки 290 и проводники 291 соединены со светодиодом 270, фотодиодом 283 и с управляющим модулем 245, размещенным на изоляционном слое 293. The
Управляющий модуль 244 через проводники 294 соединен с планарными выводами 252 и 253. Управляющий модуль 245 в свою очередь через проводники 295 соединен с планарными выводами 254 и 255. The
Разветвители 266 и 275, а также световоды 296 и 297 формируют два зигзагообразных жидкокристаллических разветвителя, правый из которых соединен своими выпуклыми и вогнутыми фрагментами с окнами 267 и 280, левый из которых своими выпуклыми и вогнутыми фрагментами соединен с окнами 268 и 281, а между собой указанные зигзагообразные разветвители соединены выпуклыми фрагментами в виде оптических выключателей 271, 276 и 272, 277 соответственно. The
В конструктивном варианте оптоэлектронный узел (фиг. 38) содержит два основания 298 и 299 в виде коммутационных плат, размещенных параллельно друг другу. Между платами установлены объемные оптоэлектронные модули 300 и 301, в каждом из которых размещены соединенные между собой V-образные жидкокристаллические разветвители 302 и 303 соответственно. V-образный жидкокристаллический разветвитель 302 выполнен с одним входом и пятью выходами (см. сечение Д-Д, фиг.39). V-образный жидкокристаллический разветвитель 303 выполнен с одним входом и тремя выходами. Вход разветвителя 302 соединен через окно 304 со световодом 305, установленным в основании 298. Основание 298 может быть выполнено в виде оптического контактного устройства для соединения со световодными лентами. In a constructive embodiment, the optoelectronic assembly (Fig. 38) contains two
Первый выход разветвителя 302 соединен через оптический выключатель 306 и окно 307 с лазером или светодиодом 308. Второй центральный выход разветвителя 302 соединен через оптический выключатель 309 и окно 310 с лазером или светодиодом 311. Третий выход разветвителя 302 соединен через оптический выключатель 312 и окно 313 с первым выходом V-образного жидкокристаллического разветвителя 303 (см. фиг. 40). Четвертый выход (см. фиг. 39) разветвителя 302 соединен через оптический выключатель 314 и окно 315 с лазером или светодиодом 316. Пятый выход разветвителя 302 соединен через оптический выключатель 317 и окно 318 с лазером или светодиодом 319. Лазеры или светодиоды 308, 311, 316 и 319 выполнены в виде модулей с возможностью съема и повторной установки или с возможностью возвратно-поступательного или вращательного перемещения. The first output of the
Первый выход V-образного жидкокристаллического разветвителя 303 соединен через оптический выключатель 320 и окно 313 с третьим выходом V-образного жидкокристаллического разветвителя 302. Второй центральный выход разветвителя 303 соединен через оптический выключатель 321 и окно 322 с фотодиодом 323. Третий выход разветвителя 303 соединен через оптический выключатель 324 и окно 325 с фотодиодом 326. В конструктивном варианте окна 322 и 325 могут быть выполнены в виде оптических жидкокристаллических выключателей. Фотодиоды 323 и 326 размещены в интегральном модуле на подложке 327 с коммутационными слоями 328. Вход V-образного разветвителя 303 соединен через окно 329 со световодом 330, установленным в основании 299. Основание 299 может быть выполнено в виде контактного устройства для соединения со световодными лентами или кабелями. The first output of the V-shaped
Управляющий модуль 331, выполненный в виде процессора и/или усилителя электрических сигналов, размещен между основаниями 298, 299 и закреплен на боковых поверхностях модуля 301 и подложки 327. Управляющий модуль 331 электрически соединен с модулями 300, 301 и оптическими выключателями 306, 309, 312, 314, 317, 320, 321, 324. The
Соединенные друг с другом разветвители 302 и 303 выполнены в виде множества зигзагообразных разветвителей, соединенных одной стороной через окно 304 со световодом 305 и другой стороной через окно 329 со световодом 330. The
Оптоэлектронный узел (фиг. 38) предназначен для усиления и преобразования световых информационных потоков. Этот оптоэлектронный узел позволяет осуществить переход светового информационного потока с одной частоты излучения на другую частоту. The optoelectronic assembly (Fig. 38) is designed to amplify and convert light information flows. This optoelectronic node allows the transition of the light information stream from one radiation frequency to another frequency.
Оптоэлектронный узел (фиг. 38) может работать в двух основных режимах. The optoelectronic assembly (Fig. 38) can operate in two main modes.
В первом режиме на вход световода 330 подается оптический световой поток 332, который при определенном угле отражения, зависящем от угла отклонения первого выхода V-образного жидкокристаллического разветвителя 303 относительно внутренней поверхности отражения световода 330. Условие входа светового потока 332 в первый выход разветвителя 303 - это равенство угла отражения светового потока углу отклонения первого выхода разветвителя 303 относительно отражающей поверхности световода 330. In the first mode, an optical
При выполнении этого условия световой поток 332 проходит через первый выход V-образного жидкокристаллического разветвителя 303, оптический выключатель 320, окно 313, третий выход V-образного жидкокристаллического разветвителя 302 и окно 304 в световод 305. When this condition is met, the
Во втором режиме оптические выключатели 320 и 312 закрыты. Изменением угла входа световых потоков 333 и 334 в световод 330 осуществляют их подачу на светодиоды 326 и 323 соответственно. Указанные световые потоки в светодиодах преобразуются в электрические информационные сигналы, которые восстанавливаются и усиливаются в управляющем модуле 331. Далее восстановленный сигнал поступает на лазеры или светодиоды 308, 311, 316 и 319 (фиг. 38, 39), в которых осуществляется преобразование электрических сигналов в оптические световые потоки. Управление сформированными в лазерах или светодиодах 308, 311, 316 и 319 световыми потоками осуществляется с помощью оптических выключателей 306, 309, 314 и 317, включение и выключение которых производится управляющим модулем 331. Например, при подаче электрического сигнала с управляющего модуля 331 на лазер или светодиод 316 формируется световой поток 335, который проходит через открытый оптический выключатель 314 и окно 304 в световод 305. При этом оптические выключатели 306, 309, 312 и 317 закрыты для прохождения световых потоков (фиг. 38, 41). Закрытие оптических выключателей 306, 309, 312 и 317 осуществляется подачей управляющего напряжения на управляющие прозрачные или полупрозрачные электроды 336 и 337, например 2,5 В, которые размещены в V-образном жидкокристаллическом разветвителе 302 (фиг. 41). Управляющие электроды 336 и 337 расположены напротив друг друга с размещением между ними жидкокристаллического материала 339 с возможностью формирования между указанными электродами управляющими напряжениями, подаваемыми с управляющего модуля 331, оптически непрозрачной зоны 340 в жидкокристаллическом материале 339. Управляющие электроды 336 и 337 расположены в сечении световода V-образного жидкокристаллического разветвителя под углом к внутренним светоотражающим поверхностям 338 в виде многослойной структуры в последовательности: жидкокристаллический материал 341, прозрачный или полупрозрачный электрод 337, жидкокристаллический материал 339, прозрачный или полупрозрачный электрод 336, жидкокристаллический материал 342. In the second mode, the
В конструктивном варианте оптоэлектронный узел (фиг. 42) содержит основание 343, соединенное с управляющим модулем 344. В основании 343 размещен V-образный разветвитель 345 с одним входом и тремя выходами. In a constructive embodiment, the optoelectronic assembly (Fig. 42) comprises a base 343 connected to a
Вход разветвителя 345 соединен с конусообразным окном 346, соединенным с управляющим модулем 344. Первый левый выход V-образного разветвителя 345 соединен с окном 347, которое в свою очередь соединено со световодом 348, являющимся первым выходом оптоэлектронного узла. Второй правый выход V-образного разветвителя 345 соединен с окном 349, которое в свою очередь соединено со световодом 350, являющимся вторым выходом оптоэлектронного узла. Третий центральный выход V- образного разветвителя 345 соединен с окном 351, в котором размещен оптический жидкокристаллический выключатель 352, который является третьим выходом оптоэлектронного узла. Окна 347, 349, 351 могут быть выполнены круглой, цилиндрической, эллипсообразной, многоугольной, прямоугольной, пирамидальной, конусообразной ступенчатой, произвольной криволинейной формы. The input of the
Световоды 348 и 350 выполнены из оптоволоконного материала со светоотражающим покрытием. Полости 353 V-образного разветвителя 345 заполнены жидкокристаллическим материалом 354. Внутренние поверхности 355 V-образного разветвителя 345 и световодов 348 и 350 изготовлены светоотражающими. The
Управляющие электроды 356 и 357 оптического жидкокристаллического выключателя 352 расположены в сечении центрального выхода V-образного разветвителя 345 перпендикулярно к внутренним светоотражающим поверхностям 355 в виде многослойной структуры в последовательности: прозрачный или полупрозрачный электрод 356, жидкокристаллический материал 358, прозрачный или полупрозрачный электрод 357, жидкокристаллический материал 354. The
Закрытие оптического выключателя 352 осуществляется подачей управляющего напряжения на управляющие прозрачные или полупрозрачные электроды 356 и 357, например 2,5 В с управляющего модуля 344 электрически соединенного с электродами 356 и 357. Управляющие электроды 356 и 337 расположены напротив друг друга с размещением между ними жидкокристаллического материала 358 с возможностью формирования между указанными электродами управляющими напряжениями, подаваемыми с управляющего модуля 344, оптически непрозрачной зоны 359 в жидкокристаллическом материале 358. The
В окне 346, выполненном конусообразной формы, размещена многослойная дифракционная решетка 360, состоящая из многослойной структуры с нанесенными друг над другом группами прозрачных электродов. Первая группа состоит из прозрачных электродов 361 и 367. Электрод 361 размещен в жидкокристаллическом материале 354. Электрод 367 размещен в сечении окна 346. Между первой группой электродов 361 размещена третья группа управляющих прозрачных электродов 363 и 365 с возможностью формирования между указанными электродами управляющими напряжениями, подаваемыми с управляющего модуля 344, оптически непрозрачных зон, при этом третья группа электродов 363 и 365 размещена между электродами 361 и 367 первой группы в виде многослойной структуры в последовательности: электрод первой группы, жидкокристаллический слой, электрод третьей группы, жидкокристаллический слой, электрод первой группы. A cone-shaped
Общая последовательность размещения электродов первой и третьей группы выполнена в следующем порядке: жидкокристаллический материал 354, прозрачный электрод 361, жидкокристаллический материал 362, прозрачный электрод 363, жидкокристаллический материал 364, прозрачный электрод 365, жидкокристаллический материал 366, общий прозрачный электрод
367. Объединенные группы 368 и 369 прозрачных электродов первой и третьей группы размещены в дифракционной решетке 360 на расстоянии d друг от друга.The general sequence of placement of the electrodes of the first and third groups is made in the following order:
367. The combined
Управляющий модуль 344 содержит электрическое контактное устройство (не показано) и окно 370 в виде полости ступенчатой формы с размещенными в ней оптическими выключателями 371-375, с которыми соединены соответственно фотодиод 376, светодиод 377, световод 378, светодиод 379 и фотодиод 380. Оптические выключатели 371-375 выполнены с одним общим прозрачным электродом 367, под которым размещены управляющие прозрачные электроды 381 - 385, которые нанесены, в свою очередь, соответственно на фотодиод 376, светодиод 377, световод 378, светодиод 379 и фотодиод 380. Между указанными электродами 381 - 385 и общим электродом 367 размещен жидкокристаллический материал 386 с возможность формирования между управляющими электродами 381-385 и общим электродом 367 оптически непрозрачных зон. Закрытие оптических выключателей 371-375 осуществляется подачей управляющего напряжения с управляющего модуля 344. The
Оптические выключатели 371-375 в конструктивном варианте могут быть выполнены в виде дифракционной решетки. Optical switches 371-375 in a structural embodiment can be made in the form of a diffraction grating.
Световод 378 выполнен из оптоволоконного материала со светоотражающим покрытием и является входом оптоэлектронного узла. В конструктивном варианте световод 378 может быть выполнен в виде оптического контактного устройства. The
Фотодиоды 376 и 380, светодиоды 377 и 379, световод 378 могут быть размещены в окне 370 в матричном порядке, вдоль концентрических линий, вдоль прямой или ломаной линии, или вдоль зигзагообразной кривой, или в хаотичном порядке.
V-образный разветвитель 345, соединенный со световодами 348, 350 и 378 образует зигзагообразный разветвитель, выпуклой стороной соединенный с окном 370, а вогнутой стороной - с окном 351. A V-shaped
Первый режим работы оптоэлектронного узла (фиг. 42). Оптические выключатели 352, 371, 372, 374, 375 закрыты. На вход оптоэлектронного узла через световод 378 подается световой информационный поток 387 со спектром Δf. На дифракционной решетке 360 осуществляется фильтрация светового информационного светового потока с выделением составляющих спектра f1 и f2 в виде световых информационных потоков 388 и 389 соответственно, выходящих из оптоэлектронного узла через световоды 348 и 350 соответственно.The first mode of operation of the optoelectronic node (Fig. 42). The optical switches 352, 371, 372, 374, 375 are closed. At the input of the optoelectronic node through the
Второй режим работы оптоэлектронного узла (фиг.43). Оптические выключатели 352, 371, 373, 375 закрыты. Оптические выключатели 372 и 374 открыты. Светодиоды 377 и 379 излучают световые потоки 390 и 391 частотой f3, которые переотражаются через открытую дифракционную решетку 360 без изменения частоты в виде световых потоков 392 и 393, выходящих через световоды 348 и 350 соответственно.The second mode of operation of the optoelectronic node (Fig).
Третий режим работы оптоэлектронного узла (фиг. 44). Оптические выключатели 372, 374, 375 закрыты. Оптические выключатели 352, 372 и 374 открыты. На вход оптоэлектронного узла через световод 348 подается световой информационный поток 394 со спектром Δf. За счет эффектов отражения и фильтрации светового потока 394 от дифракционной решетки 360 осуществляется его разделение на отраженные световые потоки 395 и 396 со спектром Δf и выделение составляющей спектра f4 в виде световых информационных потоков 397 и 398, поступающих соответственно на фотодиод 376 и световод 378.The third mode of operation of the optoelectronic node (Fig. 44).
В конструктивном варианте (фиг. 44, 45) для улучшения условий разнонаправленного переотражения световых информационных потоков дифракционная решетка 360 оптоэлектронного узла может дополнительно содержать выпуклый 399, вогнутый 400 и зигзагообразный электрод 401. В конструктивном варианте прозрачные или полупрозрачные электроды дифракционной решетки 360 могут быть выполнены также с угловым углублением или с угловым выступом. In a constructive embodiment (Fig. 44, 45), to improve the conditions of multidirectional re-reflection of light information flows, the
Для расширения функциональных возможностей оптоэлектронный узел дополнительно содержит фотодиод 402 и светодиод 403, размещенные на внутренней поверхности 355 V-образного разветвителя 345 или боковой поверхности окна 346. To expand the functionality, the optoelectronic assembly further comprises a
В конструктивном варианте оптоэлектронный узел (фиг. 46) содержит основание 404, соединенное с управляющим модулем 405. В основании 404 размещены V-образный разветвитель 406 с одним входом и тремя выходами. In a constructive embodiment, the optoelectronic assembly (Fig. 46) comprises a base 404 connected to a
Вход разветвителя 406 соединен с конусообразным окном 407, соединенным с управляющим модулем 405. Первый левый выход V-образного разветвителя 406 соединен с окном 408, которое в свою очередь соединено со световодом 409, являющимся первым выходом оптоэлектронного узла. Второй правый выход V-образного разветвителя 406 соединен с окном 410, которое в свою очередь соединено со световодом 411, являющимся вторым выходом оптоэлектронного узла. Третий центральный выход V-образного разветвителя 406 соединен с окном 412, в котором размещен оптический жидкокристаллический выключатель 413, который является третьим выходом оптоэлектронного узла. The input of the
Световоды 409 и 411 выполнены из оптоволоконного материала. В полостях 414 и 415 первого и второго выхода V-образного разветвителя 406 размещены оптически прозрачные линзы 416 и 417 соответственно. Полость 418 центрального выхода V-образного разветвителя 406 заполнена жидкокристаллическим материалом 419. Внутренние поверхности 420 полости 418 изготовлены светоотражающими. The
Управляющие электроды 421 и 422 оптического жидкокристаллического выключателя 413 расположены в сечении центрального выхода V-образного разветвителя 406 перпендикулярно к внутренним светоотражающим поверхностям 420 в виде многослойной структуры в последовательности: прозрачный или полупрозрачный электрод 421, жидкокристаллический материал 424, прозрачный или полупрозрачный электрод 422, жидкокристаллический материал 419. The
Закрытие оптического выключателя 413 осуществляется подачей управляющего напряжения на управляющие прозрачные или полупрозрачные электроды 421 и 422, например 2,5 В с управляющего модуля 405. Управляющие электроды 421 и 422 расположены напротив друг друга с размещением между ними жидкокристаллического материала 423 с возможностью формирования между указанными электродами управляющими напряжениями, подаваемыми с управляющего модуля 405, оптически непрозрачной зоны 424 в жидкокристаллическом материале 424. The
В полости 418, заполненной жидкокристаллическим материалом 419, соосно с окном 412 размещена дифракционная решетка 425 с возможностью изменения ее конфигурации управляющими напряжениями, подаваемыми на группы управляющих электродов 426 и 427 с управляющего модуля 405. При подаче управляющего напряжения между электродами формируется оптически непрозрачная зона с возможность светоотражения световых информационных потоков. Плоскость дифракционной решетки 425 размещена перпендикулярно электродам 421 и 422 оптического выключателя 413. In the
Управляющий модуль 405 содержит окно 428 в виде полости конической или пирамидальной формы с размещенными в ней жидкокристаллическим оптическим выключателем 429 и фотодиодами 430 и 431. Фотодиоды 430 и 431 размещены на боковой поверхности окна 428. The
Оптический выключатель 429 выполнен в виде двух прозрачных электродов 432 и 433, размещенных один над другим, между которыми размещен жидкокристаллический материал 434 с возможностью формирования в нем оптически непрозрачной зоны 435 (фиг. 47) управляющими напряжениями, например 2,5 В, подаваемыми с управляющего модуля 405. Оптически непрозрачная зона 435 выполнена светоотражающей. The
В центре управляющего модуля 405 размещено второе окно 436 конической формы, в котором размещена оптическая линза 437. Оптический выключатель 429 размещен соосно с окном 436, дифракционной решеткой 425 и установлен с возможностью перекрытия световых информационных потоков 438, поступающих из полости 418, заполненной жидкокристаллическим материалом 419, через оптический выключатель 429 в окно 436. In the center of the
Управляющий модуль 405 снабжен электрическим контактным устройством 439 для осуществления обмена информацией в виде электрических сигналов с другими электронными устройствами. Управляющий модуль 405 электрически соединен с электродами 421, 422, 432, 433. The
Первый режим работы оптоэлектронного узла (фиг. 46). Оптический жидкокристаллический выключатель 413 закрыт. Оптический жидкокристаллический выключатель 429 открыт. Световой информационный поток 438 поступает через световод 409 и оптически прозрачную линзу 416 в полость 418, заполненную жидкокристаллическим материалом 419. Далее световой поток 438 через открытый оптический выключатель поступает в окно 436 и через оптически прозрачную линзу 437 на выход оптоэлектронного узла. The first mode of operation of the optoelectronic node (Fig. 46). The optical
Второй режим работы оптоэлектронного узла (фиг. 47). Оптический жидкокристаллический выключатель 413 закрыт. Оптический жидкокристаллический выключатель 429 также закрыт. Световой информационный поток 438, поступающий в оптоэлектронный узел через световод 409, падает на светоотражающую поверхность оптического выключателя 429, сформированную оптически непрозрачной зоной 435, и переотражается через оптически прозрачную линзу 417 в полость 415 и затем поступает на выход в световод 411. Дифракционная решетка 425 в данном случае может быть использована для устранения аббераций на периферии светового потока и дополнительной фильтрации полезного светового информационного потока. The second mode of operation of the optoelectronic node (Fig. 47). The optical
Третий режим работы оптоэлектронного узла (фиг. 48). Оптический жидкокристаллический выключатель 413 открыт. Оптический жидкокристаллический выключатель 429 закрыт. Световой информационный поток 440, имеющий спектр Δf, поступает в оптический выключатель 413 и, переотражаясь от светоотражающей поверхности 420, подает на дифракционную решетку 425, выполненную с возможностью отражения световых потоков от оптически непрозрачных зон, сформированных между управляющими электродами 426 и 427 управляющими напряжениями. Далее на дифракционной решетке 425 осуществляется фильтрация светового информационного светового потока 440 с выделением составляющей спектра f5 в виде светового информационного потока 441, поступающего после переотражения от светоотражающей поверхности оптического выключателя 429 через оптически прозрачную линзу 416 на выход в световод 409. Отраженный от дифракционной решетки 425 световой информационный поток 440 после переотражения от светоотражающей поверхности оптического выключателя 429 через оптически прозрачную линзу 417 на выход в световод 411.The third mode of operation of the optoelectronic node (Fig. 48). The optical
В конструктивном варианте оптоэлектронного узла (фиг. 49) световод 442 может быть размещен в центре в окна 443 основания 444, а фотодиоды 445, 446 и светодиоды 447, 448 могут быть размещены в матричном порядке. Основание 444 может быть выполнено в виде управляющего модуля с центральным отверстием. Фотодиоды 445, 446 и светодиоды 447, 448 могут быть выполнены прямоугольной формы. In a constructive embodiment of the optoelectronic assembly (Fig. 49), the
В конструктивном варианте оптоэлектронного узла (фиг. 50) фотодиоды 449, световоды 450 и светодиоды 451 могут быть размещены в окне 452 основания 453 в матричном порядке. Основание 453 может быть выполнено в виде управляющего модуля с отверстиями. In a constructive embodiment of the optoelectronic assembly (Fig. 50),
В конструктивном варианте оптоэлектронного узла (фиг. 51) фотодиоды 454 и светодиоды 455 могут быть размещены в окне 456 основания 457 в концентрическом порядке, при этом дополнительное окно 458 размещено в центре концентрических окружностей 459. Основание 457 может быть выполнено в виде управляющего модуля с центральным отверстием. Фотодиоды 454 и светодиоды 455 могут быть выполнены круглой формы. In the constructive embodiment of the optoelectronic assembly (Fig. 51),
В конструктивном варианте оптоэлектронного узла (фиг. 52) фотодиод 460, световод 461 и светодиод 462 могут быть размещены вдоль прямой линии 463 в окне эллипсообразной формы 464 основания 465. Основание 465 может быть выполнено в виде управляющего модуля с центральным отверстием. In the constructive embodiment of the optoelectronic assembly (Fig. 52), the
В конструктивном варианте оптоэлектронного узла (фиг. 53) фотодиод 466, световод 467 и светодиод 468 могут быть размещены вдоль ломаной линии или зигзагообразной кривой 469 в окне многоугольной формы 470 основания 471. Основание 471 может быть выполнено в виде управляющего модуля с центральным отверстием. In the constructive embodiment of the optoelectronic assembly (Fig. 53), the
В конструктивном варианте оптоэлектронного узла (фиг. 54) фотодиоды 472 и светодиоды 473 могут быть размещены в окне концентрической формы 474 основания 475 вдоль замкнутых эллипсообразных кривых 476. Фотодиоды 472 и светодиоды 473 могут быть выполнены эллипсообразной формы. In a constructive embodiment of the optoelectronic assembly (Fig. 54),
В конструктивном варианте оптоэлектронного узла фотодиоды, светодиоды, лазеры и световоды могут быть размещены в окне произвольной криволинейной формы основания в хаотичном порядке. Фотодиоды, светодиоды, лазеры могут быть выполнены произвольной криволинейной формы. In a constructive embodiment of the optoelectronic assembly, photodiodes, LEDs, lasers, and optical fibers can be placed in a randomly curved base window in a random order. Photodiodes, LEDs, lasers can be made of arbitrary curved shape.
В конструктивном варианте оптоэлектронный узел (фиг. 55) содержит основание 477, в котором размещены зигзагообразный разветвитель 478, выполненный в виде световода из оптоволоконного материала со светоотражающим покрытием, соединенный своими выпуклыми фрагментами 479-482 с оптическими жидкокристаллическими выключателями 482-485 соответственно. Светоотражающее покрытие световода в местах соединения с оптическими выключателями 482-485 отсутствует. Выпуклые фрагменты 479-482 световода 478 фактически представляют собой V-образные разветвители, выполненные из оптоволоконного материала. В свою очередь оптические жидкокристаллические выключатели 482 - 485 соединены с лазером 486, фотодиодом 487, лазером 488 и фотодиодом 489 соответственно. Лазеры 486 и 488, фотодиоды 487 и 489 установлены в окнах 490 - 493 электрически соединенных друг с другом многослойных коммутационных плат 494 и 495. На коммутационной плате 494 установлен управляющий модуль 496 в виде процессора или контроллера, электрически соединенный с лазерами 486, 488, фотодиодами 487, 489 и оптическими выключателями 482-485 и управляющий режимами их работы через электрические соединения 504 и 505. In a constructive embodiment, the optoelectronic assembly (Fig. 55) comprises a base 477 in which a
Оптоэлектронный узел установлен в корпусе 497, в котором также размещены входные 498 и выходные 499 световоды, которые снабжены оптическими жидкокристаллическими выключателями 500 и 501 соответственно. Корпус 496 также снабжен электрическими контактными устройствами 502. Для удобства эксплуатации корпус 496 снабжен крышкой 503. The optoelectronic assembly is installed in the
Первый режим работы оптоэлектронного узла (фиг. 55) связан с подачей на его вход через световод 498 светового информационного потока 506. Контроль прохождения светового информационного потока 506 внутри зигзагообразного разветвителя 478 осуществляется фотодиодами 487 и 489. После прохождения через зигзагообразный разветвитель 478 световой информационный поток поступает на выход оптоэлектронного узла в световод 499. The first mode of operation of the optoelectronic node (Fig. 55) is connected to the input of a
Второй режим работы оптоэлектронного узла (фиг. 56) связан с формированием светового информационного потока 507 одним из лазеров 488 данного оптоэлектронного узла, работой которого управляет управляющий модуль 496. В разветвителе 481, представляющем выпуклую часть зигзагообразного разветвителя 478, происходит разделение светового информационного потока 507 на два направления, которые поступают на выходные световоды 498 и 499 оптоэлектронного узла. Контроль прохождения светового информационного потока 507 внутри зигзагообразного разветвителя 478 осуществляется фотодиодами 487 и 489. The second mode of operation of the optoelectronic node (Fig. 56) is associated with the formation of the
В конструктивном варианте оптоэлектронный узел (фиг. 57) представляет собой лазерную систему. Лазерная система содержит основание 508 с размещенными в нем входами 509 и 510 ("10" и "5" соответственно), которые соединены с зигзагообразным жидкокристаллическим разветвителем 511. Входы "10" и "5", являющиеся приемными элементами лазерной системы, выполнены в виде световодов из оптоволоконного материала со светоотражающим покрытием 512. Зигзагообразный жидкокристаллический разветвитель 511 выполнен из четырех последовательно соединенных друг с другом своими боковыми выходами V-образных жидкокристаллических разветвителей 513-516 (фиг. 58) с одним входом и тремя выходами каждый. Зигзагообразная форма разветвителя 511 образуется путем разворота разветвителя 514 относительно разветвителя 513 на 180o, разветвителя 515 относительно разветвителя 514 - на 180o и разветвителя 516 относительно разветвителя 515 на 180o. Внутренние поверхности 517 зигзагообразного жидкокристаллического разветвителя 511 выполнены светоотражающими.In a constructive embodiment, the optoelectronic assembly (Fig. 57) is a laser system. The laser system contains a base 508 with
На входе каждого V-образного разветвителя 513 - 516 установлен соответственно жидкокристаллический оптический выключатель 518 - 521 (фиг. 57, 58). Оптический выключатель 518 (фиг. 58), выполненный в виде группы управляющих прозрачных электродов 522, 523, расположенных напротив друг друга с размещением между ними жидкокристаллического материала 524 и установленными с возможностью формирования между указанными электродами управляющими напряжениями, подаваемыми с управляющих модулей 525, 526 (фиг. 57, 58) оптически непрозрачной зоны 527 в жидкокристаллическом материале 528. Оптически непрозрачная зона 527 выполнена светоотражающей. Управляющие электроды 522, 523 расположены на внутренних светоотражающих поверхностях 517 V-образного разветвителя 513, а также в сечении центрального выхода 529 разветвителя 513, в виде многослойной структуры в последовательности: жидкокристаллический слой 530, электрод 523, жидкокристаллический слой 528, электрод 522. At the input of each V-shaped
Оптический жидкокристаллический выключатель 518 (фиг. 58) содержит также вторую группу управляющих прозрачных электродов 531, 532, которые нанесены на управляющий электрод 523 один над другим внахлестку с образованием ими общей зоны перекрытия, в которой между электродами размещен слой диэлектрика 533. Последовательность нанесения прозрачных электродов 531 и 532: светоотражающее покрытие 517 одной стороны полости зигзагообразного жидкокристаллического разветвителя 513, прозрачный электрод 523, диэлектрик 533, прозрачные электроды 531 и 532, жидкокристаллический слой 528, прозрачный электрод 522, светоотражающее покрытие 517 другой стороны полости зигзагообразного жидкокристаллического разветвителя 513. The optical liquid crystal switch 518 (Fig. 58) also contains a second group of control
Наличие второй группы электродов 531, 532 позволяет сформировать неразрывные оптические непрозрачные зоны 534, 527 и 535 в жидкокристаллическом слое 528 при подаче на электроды 522, 523 и 531, 532 управляющих напряжений с управляющих модулей 525 и 526 соответственно 5 В и 2,5 В. Оптически непрозрачные зоны 534, 535 выполнены светоотражающими. The presence of the second group of
Центральный выход 529 V-образного разветвителя 513 выполнен в виде оптического жидкокристаллического выключателя 536, который выполнен в виде группы управляющих прозрачных электродов 537 и 523, нанесенных в последовательности: прозрачный электрод 537, жидкокристаллический материал 530, прозрачный электрод 523. Оптический выключатель 536 выполнен с возможностью формирования оптически непрозрачной зоны при подаче на электроды 523 и 537 напряжения 2,5 В с управляющего модуля 526. Оптический жидкокристаллический выключатель 536, соединенный с вогнутым фрагментом зигзагообразного жидкокристаллического разветвителя 511, соединен с окном 538 основания 539, соединенного с основанием 508 и электрически соединенного с управляющим модулем 526. В окне 538 установлена светоизлучающая матрица 540 из перестраиваемых РБО- или РОС-лазеров, в центре которой установлен выходной световод 541 ("9"). The
Вход V-образного разветвителя 513, являющийся выпуклым фрагментом зигзагообразного жидкокристаллического разветвителя 511, соединен с окном 542 основания 543, соединенного с основанием 508 и электрически соединенного с управляющим модулем 525. В окне 542 установлена светоизлучающая матрица 540 из перестраиваемых РБО- или РОС-лазеров, в центре которой размещен выходной световод 544 ("1"). The input of the V-shaped
Светоизлучающая матрица 540 (фиг. 59), установленная в окне 538 основания 540, содержит группу перестраиваемых РБО- или РОС-лазеров 545-550. На указанные лазеры нанесен общий прозрачный управляющий электрод 551, на который последовательно нанесен слой жидкокристаллического материала 552 и затем нанесена группа прозрачных электродов 553-557 с возможностью формирования раздельных оптически непрозрачных зон 558 с помощью подаваемых на управляющие электроды 551, 553-557 напряжений 2,5 В с управляющего модуля 526. Оптически непрозрачные зоны 558 выполнены светоотражающими. В конструктивном варианте оптически непрозрачные зоны 558, формируемые между электродами 551 и 553-557 могут быть выполнены в виде дифракционной решетки, управляемой напряжениями, подаваемыми управляющими модулями 525 и 526. The light emitting matrix 540 (Fig. 59) installed in the
Прозрачный электрод 553 установлен с возможностью закрытия оптически непрозрачной зоной 558 светового потока от лазеров 545 и 546. Прозрачный электрод 554 установлен с возможностью закрытия оптически непрозрачной зоной 558 светового потока от лазера 547. Прозрачный электрод 555 установлен с возможностью закрытия оптически непрозрачной зоной 558 светового потока в световод 541. Прозрачный электрод 556 установлен с возможностью закрытия оптически непрозрачной зоной 558 светового потока от лазера 548. Прозрачный электрод 557 установлен с возможностью закрытия оптически непрозрачной зоной 558 светового потока от лазеров 549 и 550. The
Аналогичным образом светоизлучающие матрицы 540 (фиг. 57) установлены в окнах 559 - 561 основания 543 и соединены с выходным световодом 562 ("2") V-образного разветвителя 514, выходным световодом 563 ("3") V-образного разветвителя 515 и выходным световодом 564 ("4") V-образного разветвителя 516 соответственно. Светоизлучающие матрицы 540, установленные в окнах 565 - 567 основания 539, соединены с выходным световодом 568 ("8") V-образного разветвителя 514, выходным световодом 569 ("7") V- образного разветвителя 515 и выходным световодом 570 ("6") V-образного разветвителя 516 соответственно. Световоды 544, 562-564, 541, 568-570 выполнены из оптоволоконного материала и снабжены светоотражающим покрытием 512. Similarly, the light emitting matrices 540 (FIG. 57) are installed in the
Оптический выключатель 519, установленный на входе разветвителя 514 и являющийся выпуклым фрагментом зигзагообразного жидкокристаллического выключателя 511, соединен с окном 565 основания 539 выхода "8". An
Оптический выключатель 521, установленный на входе разветвителя 516 и являющийся выпуклым фрагментом зигзагообразного жидкокристаллического выключателя 511, соединен с окном 567 основания 539 выхода "6". An
Оптический выключатель 572, установленный на центральном выходе разветвителя 515 и соединенный с вогнутым фрагментом зигзагообразного жидкокристаллического выключателя 511, соединен с окном 566 основания 539 выхода "7". An
Оптический выключатель 536, установленный на центральном выходе разветвителя 518 и соединенный с вогнутым фрагментом зигзагообразного жидкокристаллического выключателя 511, соединен с окном 538 основания 539 выхода "9". An
Оптический выключатель 520, установленный на входе разветвителя 515 и являющийся выпуклым фрагментом зигзагообразного жидкокристаллического выключателя 511, соединен с окном 560 основания 543 выхода "3". An
Оптический выключатель 518, установленный на входе разветвителя 513 и являющийся выпуклым фрагментом зигзагообразного жидкокристаллического выключателя 511, соединен с окном 542 основания 543 выхода "1". An
Оптический выключатель 571, установленный на центральном выходе разветвителя 514 и соединенный с вогнутым фрагментом зигзагообразного жидкокристаллического выключателя 511, соединен с окном 559 основания 543 выхода "2". An
Оптический выключатель 573, установленный на центральном выходе разветвителя 516 и соединенный с вогнутым фрагментом зигзагообразного жидкокристаллического выключателя 511, соединен с окном 561 основания 543 выхода "4". An
Управляющие модули 525 и 526 снабжены электрическими контактными устройствами 574 и 575, установленными на внешних гранях указанных модулей соответственно. The
Режимы работы лазерной системы. Modes of operation of the laser system.
Первый режим лазерной системы коммутационный. В исходном состоянии оптически непрозрачная зона 558 (фиг. 59) светоизлучающей матрицы 540, установленной на выходе "1" и "6" отключает полностью лазеры 545-549 и выходные световоды 544 и 570 (фиг. 60). Оптические жидкокристаллические выключатели 536, 571, 572 и 573 закрыты. Оптические жидкокристаллические выключатели 518 и 521 открыты полностью (фиг. 58). Оптические жидкокристаллические выключатели 519 и 520 открыты только в направлении прохождения световых информационных потоков в световоды 568 и 563 соответственно. При подаче светового информационного потока 576 на вход "10" световода 509 осуществляется его коммутация на выход "8" световода 568. При подаче светового информационного потока 577 на вход "5" световода 510 осуществляется его коммутация на выход "3" световода 563. The first mode of the laser switching system. In the initial state, the optically opaque zone 558 (Fig. 59) of the
Второй режим работы лазерной системы. В исходном состоянии оптические выключатели 518 и 536 (фиг. 61), образующие лазерный резонатор, открыты. При этом оптически непрозрачные светоотражающие зоны 534 и 535 сформированы управляющими напряжениями, подаваемыми с управляющих модулей 525 и 526 на управляющие электроды 522 и 531, 532 соответственно (фиг. 57). Оптически непрозрачные светоотражающие зоны 558 сформированы управляющими напряжениями, подаваемыми с управляющих модулей 525 и 526 на управляющие электроды 554-556 светоизлучающей матрицы 540, установленной на выходах "1" и "9" (фиг. 61, 62). Оптический лазерный резонатор выполнен с возможностью размещения оптически непрозрачных зон 534 и 535 на расстоянии между ними, кратном половины длины волны излучения лазеров 545-549. Кроме того, оптический лазерный резонатор выполнен с возможностью размещения оптически непрозрачных зон 558 светоизлучающей матрицы 540 выхода "1" и 558 светоизлучающей матрицы 540 выхода "9" на расстоянии между ними, кратном половины длины волны излучения лазеров 545-549. В первом варианте использования ширина оптически непрозрачных зон 534 и 535 больше ширины оптически непрозрачных зон 558 светоизлучающих матриц 540, установленных на выходах "1" и "9". На прозрачные электроды 553, 557 и 551 не подается управляющее напряжение с управляющих модулей 525 и 526. The second mode of operation of the laser system. In the initial state, the
При синфазном излучении световых информационных потоков 578 лазеры 545, 546, 549, 550 (мощностью излучения несколько мВт) начинают работать в резонансом режиме. При достижении мощности излучения в резонансе (мощность излучения от несколько сот мВт до нескольких Вт), превышающей предельную величину барьера мощности 580, соответствующего толщине оптически непрозрачных зон 558, осуществляется прохождение спонтанного импульсного сигнала 579 через барьер 580 оптически непрозрачной зоны 558 в направлении выходов "1" и "9" (фиг. 61,62). When the in-phase radiation of light information flows 578, the
В том случае, если ширина оптически непрозрачных зон 534 и 535 меньше ширины оптически непрозрачных зон 558, при синфазной работе лазеров 547, 548 (мощностью излучения несколько мВт) осуществляется повышение мощности их лазерного излучения в виде световых информационных потоков 578 с последующим прохождением спонтанного импульсного сигнала 581 (мощность излучения от несколько сот мВт до нескольких Вт) через барьер мощности 582 оптически непрозрачных зон 534 и 535 в боковые ответвления лазерного резонатора 583, 584 (фиг. 63, 64). In the event that the width of optically
Третий режим работы лазерной системы. В исходном состоянии оптический жидкокристаллический выключатель 536 закрыт (фиг. 58, 65). Между прозрачными электродами 523 и 537 сформирована оптически непрозрачная светоотражающая зона 587. Оптически непрозрачная зона 558 перекрывает прохождение световых информационных потоков от лазеров 548-550. На прозрачные электроды 553 - 555 и 551 с управляющего модуля 526 не подается управляющее напряжение. Оптически непрозрачные зоны, перекрывающие прохождение световых информационных потоков от лазеров 545-547, не сформированы. При включении лазеров 545-547 синфазные световые информационные потоки 585, проходя через прозрачные электроды 553, 554 и жидкокристаллический слой 586, отражаются от оптически непрозрачной светоотражающей зоны 587 и поступают в световод 541 выхода "9" (фиг. 58) в виде светового потока 588 (фиг. 65). The third mode of operation of the laser system. In the initial state, the optical
Четвертый режим работы лазерной системы. В исходном состоянии оптический жидкокристаллический выключатель 518 открыт в центральной его части (фиг. 66). Оптически непрозрачные светоотражающие зоны 534 и 535 сформированы управляющими напряжениями с управляющего модуля 526. Оптический жидкокристаллический выключатель 536 открыт. Оптически непрозрачные зоны 558 светоизлучающей матрицы 540, размещенной на выходе "9", сформированы только на выходах лазеров 547, 548 и световода 541 (фиг. 62) управляющими напряжениями, подаваемыми с управляющего модуля 526 на прозрачные электроды 554-556 и 551. На прозрачные электроды 553, 557 и 551 не подается управляющее напряжение с управляющего модуля 526. Оптически непрозрачные зоны, перекрывающие прохождение световых информационных потоков от лазеров 545, 546 и 549, 550 в оптический жидкокристаллический выключатель 536, не сформированы. Оптически непрозрачные зоны 558 светоизлучающей матрицы 540, размещенной на выходе "1", сформированы на выходах лазеров 545-550 (фиг. 67) управляющими напряжениями, подаваемыми с управляющего модуля 525 на прозрачные электроды 553, 554 и 556, 557 и 551. На прозрачные электроды 555 и 551 не подается управляющее напряжение с управляющего модуля 525. Оптически непрозрачная зона, перекрывающая прохождение световых информационных потоков из оптического выключателя 518 на выход "1", не сформирована. Световые информационные потоки 589 (фиг. 66) от включенных лазеров 545, 546, 549, 550 выхода "9" поступают сначала в оптический выключатель 536, затем в оптический выключатель 518 и затем в виде светового информационного потока 590 в световод 544 выхода "1". The fourth mode of operation of the laser system. In the initial state, the optical
Источники информации
1. Патент DE N 4304993, кл. G 02 F 1/01 от 18.02.93.Sources of information
1. Patent DE N 4304993, CL G 02
2. Волноводная оптоэлектроника: Пер. с англ./Под ред. Т. Тамира. - М.: Мир, 1991, рис. 6.1, с. 429
3. Патент RU N 2040028, кл. G 02 F 3/00, H 03 К 23/78 от 10.02.92 - прототип.2. Waveguide optoelectronics: TRANS. from English / Ed. T. Tamira. - M.: Mir, 1991, Fig. 6.1, p. 429
3. Patent RU N 2040028, cl. G 02
Claims (25)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99100697A RU2158020C2 (en) | 1999-01-10 | 1999-01-10 | Optoelectronic unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99100697A RU2158020C2 (en) | 1999-01-10 | 1999-01-10 | Optoelectronic unit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99100697A RU99100697A (en) | 2000-10-10 |
RU2158020C2 true RU2158020C2 (en) | 2000-10-20 |
Family
ID=20214647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99100697A RU2158020C2 (en) | 1999-01-10 | 1999-01-10 | Optoelectronic unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2158020C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2712985C1 (en) * | 2019-05-17 | 2020-02-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Наноинженерия органических и биологических интегрируемых систем" (ООО "НИОБИС") | Mode converter device |
-
1999
- 1999-01-10 RU RU99100697A patent/RU2158020C2/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2712985C1 (en) * | 2019-05-17 | 2020-02-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Наноинженерия органических и биологических интегрируемых систем" (ООО "НИОБИС") | Mode converter device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5521733A (en) | Optical switching device for wavelength-multiplexing optical communication | |
US5648859A (en) | Liquid crystal microprism array, free-space optical interconnector, and optical switch | |
CN102859433B (en) | Photoswitch | |
US6438291B1 (en) | Coupling of light into a monolithic waveguide device | |
US6278540B1 (en) | Efficient color filtering and beam steering based on controlled total internal reflection | |
US11199665B2 (en) | Optical device for redirecting optical signals | |
US5054873A (en) | High density integrated optical multiplexer/demultiplexer | |
EP1202091B1 (en) | A polarization-independent, configurable optical multiplexer | |
US6473211B2 (en) | Optical crossbar switching and/or routing system | |
RU2158020C2 (en) | Optoelectronic unit | |
CN105182473B (en) | A kind of wavelength selective optical disabler | |
JP4090286B2 (en) | Light switch | |
US6711315B1 (en) | 3-D electro optical switch | |
KR101061521B1 (en) | Wavelength multiplier | |
US7209607B2 (en) | Optical space-switching matrix | |
JPH05203830A (en) | Optical multiplexer demultiplexer | |
US20050094930A1 (en) | Wavelength selective switching and/or routing system | |
US6545792B2 (en) | Polarization independent non-blocking all-optical switching device | |
JPS5945423A (en) | Matrix optical switch and its driving method | |
JPH10260437A (en) | Nonlinear optical coupler | |
RU2456652C2 (en) | Method of switching n×n optical channels and multichannel switch | |
US6256427B1 (en) | Process for creating several data circuits on an optical fiber and device for embodiment of the process | |
Mokhtari et al. | Multilayer optical interconnects design: switching components and insertion loss reduction approach | |
US6647167B1 (en) | Solid state optical switch and router | |
JPS6329737A (en) | Optical wavelength selecting element |