RU2373559C1 - Optical analog memory nanodevice - Google Patents
Optical analog memory nanodevice Download PDFInfo
- Publication number
- RU2373559C1 RU2373559C1 RU2008131105/28A RU2008131105A RU2373559C1 RU 2373559 C1 RU2373559 C1 RU 2373559C1 RU 2008131105/28 A RU2008131105/28 A RU 2008131105/28A RU 2008131105 A RU2008131105 A RU 2008131105A RU 2373559 C1 RU2373559 C1 RU 2373559C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- output
- nanofiber
- input
- combiner
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных машин и приемопередающих устройств.The invention relates to computer aids and can be used in optical information processing devices in the development and creation of optical computers and transceivers.
Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является оптический триггер, содержащий группу оптических ответвлений [Патент №2020528, Россия, 1994. Оптический триггер. / Соколов С.В].The closest in technical execution to the proposed device is an optical trigger containing a group of optical branches [Patent No. 2020528, Russia, 1994. Optical trigger. / Sokolov S.V].
Недостатками данного устройства являются его сложность, невозможность хранения аналоговых сигналов, а также невозможность реализации в наноразмерном исполнении.The disadvantages of this device are its complexity, the inability to store analog signals, as well as the inability to implement in nanoscale performance.
Заявленное устройство направлено на решение задачи хранения как когерентных, так и некогерентных оптических аналоговых сигналов с быстродействием записи и считывания, потенциально возможным для оптических процессорных схем, а также задачи наноразмерного исполнения устройства.The claimed device is aimed at solving the problem of storing both coherent and incoherent optical analog signals with write and read speeds that are potentially possible for optical processor circuits, as well as the task of nanoscale execution of the device.
Поставленная задача возникает при разработке и создании оптических вычислительных наномашин или приемо-передающих наноустройств, обеспечивающих обработку информации в тера- и гигагерцевом диапазонах.The problem arises during the development and creation of optical computing nanomachines or transceiver nanodevices that provide information processing in the tera and gigahertz ranges.
Заявленное устройство строится на основе оптических нановолокон, варианты технического исполнения которых описаны в [Оптика наноструктур. / Под редакцией А.В.Федорова. СПб.: «Недра», 2005 г.; Krenn J.R., Dereux A., Weeber J.C. et al. Squeezing the optical near-field zone by plasmon coupling of metal nanoparticles. Physical Review Letters, 1999, 82, 12, 2590], и телескопических нанотрубок, под которыми понимается пара вложенных одна в другую нанотрубок [Multiwalled Carbon Nanotubes as Gigahertz Oscillators. / Quanshui Zheng, Qing Jiang. // Phys. Rev. Lett. 88, 045503, 28 January, 2002].The claimed device is built on the basis of optical nanofibers, technical options for which are described in [Optics of nanostructures. / Edited by A.V. Fedorov. St. Petersburg: "Nedra", 2005; Krenn J.R., Dereux A., Weeber J.C. et al. Squeezing the optical near-field zone by plasmon coupling of metal nanoparticles. Physical Review Letters, 1999, 82, 12, 2590], and telescopic nanotubes, which are understood as a pair of nanotubes embedded in each other [Multiwalled Carbon Nanotubes as Gigahertz Oscillators. / Quanshui Zheng, Qing Jiang. // Phys. Rev. Lett. 88, 045503, 28 January, 2002].
Сущность изобретения состоит в том, что устройство содержит входное оптическое нановолокно, оптическое нановолокно сигнала управления записью, оптическое нановолокно сигнала управления чтением, выходное оптическое нановолокно, оптический нановолоконный объединитель, четыре оптических нановолоконных Y-разветвителя, три пары телескопических нанотрубок, содержащих внутреннюю и внешнюю нанотрубки, первый и второй оптические нановолоконные N-выходные разветвители, выходной оптический N-входной нановолоконный объединитель, оптический N-входной нановолоконный объединитель обратной связи и источник постоянного оптического сигнала, входом устройства - входом записываемого аналогового оптического сигнала, является вход входного оптического нановолокна, входом сигнала управления записью является вход оптического нановолокна сигнала управления записью, входом сигнала управления чтением является вход оптического нановолокна сигнала управления чтением, выходом устройства является выход выходного оптического нановолокна, выход источника постоянного оптического сигнала подключен ко входу третьего оптического нановолоконного Y-разветвителя, первый выход которого подключен ко входу первого оптического нановолоконного N-выходного разветвителя, а второй выход подключен ко входу четвертого оптического нановолоконного Y-разветвителя, первый выход которого подключен ко входу второго оптического нановолоконного N-выходного разветвителя, а второй выход подключен ко входу первого оптического нановолоконного Y-разветвителя, выходы первого оптического нановолоконного N-выходного разветвителя оптически связаны со входами выходного оптического N-входного нановолоконного объединителя, выход которого подключен ко входу второго оптического нановолоконного Y-разветвителя, а выходы второго оптического нановолоконного N-выходного разветвителя оптически связаны со входами оптического N-входного нановолоконного объединителя обратной связи, при этом направления распространения выходных световых потоков данных оптических нановолоконных N-выходных разветвителей взаимно ортогональны, вторая пара телескопических нанотрубок расположена между выходами оптического нановолоконного объединителя и оптического N-входного нановолоконного объединителя обратной связи по оси распространения их выходных оптических сигналов, выход входного оптического нановолокна оптически связан с первым входом оптического нановолоконного объединителя, второй вход которого оптически связан со вторым выходом второго оптического нановолоконного Y-разветвителя, первый выход которого оптически связан со входом выходного оптического нановолокна, первая пара телескопических нанотрубок расположена между выходом оптического нановолокна сигнала управления записью и первым выходом первого оптического нановолоконного Y-разветвителя, а третья пара телескопических нанотрубок расположена между выходом оптического нановолокна сигнала управления чтением и вторым выходом первого оптического нановолоконного Y-разветвителя, причем в исходном положении внутренняя нанотрубка первой пары телескопических нанотрубок разрывает оптические связи между выходом входного оптического нановолокна и первым входом оптического нановолоконного объединителя, внутренняя нанотрубка второй пары телескопических нанотрубок разрывает оптические связи между выходами первого и второго оптических нановолоконных N-выходных разветвителей и соответственно входами выходного оптического N-входного нановолоконного объединителя и оптического N-входного нановолоконного объединителя обратной связи, а внутренняя нанотрубка третьей пары телескопических нанотрубок разрывает оптические связи между первым выходом второго оптического нановолоконного Y-разветвителя и входом выходного оптического нановолокна.The invention consists in that the device comprises an input optical nanofiber, an optical nanofiber of a write control signal, an optical nanofiber of a read control signal, an output optical nanofiber, an optical nanofiber combiner, four optical nanofiber Y-couplers, three pairs of telescopic nanotubes containing internal and external nanotubes , first and second optical nanofiber N-output splitters, output optical N-input nanofiber combiner, optical N- input nanofiber feedback combiner and a constant optical signal source, the input of the device is the input of the recorded analog optical signal, is the input of the input optical nanofiber, the input of the write control signal is the input of the optical nanofiber of the write control signal, the input of the read control signal is the input of the optical nanofiber of the read control signal, the output of the device is the output of the output optical nanofiber, the output of the source of constant optical signal and connected to the input of the third optical nanofiber Y-splitter, the first output of which is connected to the input of the first optical nanofiber N-output splitter, and the second output is connected to the input of the fourth optical nanofiber Y-splitter, the first output of which is connected to the input of the second optical nanofiber N-output splitter, and the second output is connected to the input of the first optical nanofiber Y-splitter, the outputs of the first optical nanofiber N-output splitter are optically coupled the inputs of the output optical N-input nanofiber combiner, the output of which is connected to the input of the second optical nanofiber Y-splitter, and the outputs of the second optical nanofiber N-output splitter are optically connected to the inputs of the optical N-input nanofiber combiner, while the output propagation directions luminous fluxes of data of optical nanofiber N-output splitters are mutually orthogonal, the second pair of telescopic nanotubes is located between the odes of the optical nanofiber combiner and the optical N-input nanofiber combiner of the feedback along the propagation axis of their output optical signals, the output of the input optical nanofiber is optically coupled to the first input of the optical nanofiber combiner, the second input of which is optically coupled to the second output of the second optical nanofiber Y-splitter, the first the output of which is optically coupled to the input of the output optical nanofiber, the first pair of telescopic nanotubes is located between the output of the optical nanofiber of the write control signal and the first output of the first optical nanofiber Y-coupler, and the third pair of telescopic nanotubes is located between the output of the optical nanofiber of the read control signal and the second output of the first optical Y-coupler, the inner nanotube of the first pair of telescopic nanotubes breaks the optical connection between the output of the input optical nanofiber and the first input of the optical nanofiber Thus, the inner nanotube of the second pair of telescopic nanotubes breaks the optical links between the outputs of the first and second optical nanofiber N-output couplers and, respectively, the inputs of the output optical N-input nanofiber combiner and the optical N-input nanofiber feedback combiner, and the inner nanotube of the third pair of telescopic nanotubes optical connections between the first output of the second optical nanofiber Y-splitter and the input of the optical output fiberglass.
На чертеже представлена функциональная схема оптического аналогового запоминающего наноустройства. Для удобства дальнейшего анализа его работы на чертеже введена условная система координат OXYZ.The drawing shows a functional diagram of an optical analog storage nanodevices. For the convenience of further analysis of its operation, the conditional coordinate system OXYZ is introduced in the drawing.
Устройство состоит из входного оптического нановолокна 11 оптического нановолокна сигнала управления записью 12, оптического нановолокна сигнала управления чтением 13, выходного оптического нановолокна 14, оптического нановолоконного объединителя 2, четырех оптических нановолоконных Y-разветвителей 3i, i=1,4, трех пар телескопических нанотрубок 4i, i=1,6, (41, 43, 45 - внутренние нанотрубки, 42, 44, 46 - внешние нанотрубки), первого и второго оптических нановолоконных N-выходных разветвителей 5i, i=1,2, (N-количество выходов N-выходных оптических нановолоконных разветвителей 51 и 52), выходного оптического N-входного нановолоконного объединителя 61, оптического N-входного нановолоконного объединителя 62 обратной связи, источника постоянного оптического сигнала 7.The device consists of an input optical nanofiber 1 1 optical nanofiber of the write control signal 1 2 , optical nanofiber of the read control signal 1 3 , output optical nanofiber 1 4 , optical nanofiber combiner 2, four optical nanofiber Y-couplers 3 i, i = 1,4 , three pairs of telescopic nanotubes 4 i, i = 1,6 , (4 1 , 4 3 , 4 5 - internal nanotubes, 4 2 , 4 4 , 4 6 - external nanotubes), the first and second optical nanofiber N-output splitters 5 i , i = 1,2 , (N-number of outputs of N-output optical nan fiber-optic splitters 5 1 and 5 2 ), output optical N-input nanofiber combiner 6 1 , optical N-input nanofiber combiner 6 2 feedback, constant optical signal source 7.
Входом записываемого аналогового оптического сигнала "ВХ" является вход входного оптического нановолокна 11, входом управления записью "ЗП" является вход оптического нановолокна сигнала управления записью 12, входом управления чтением "ЧТ" является вход оптического нановолокна сигнала управления чтением 13.The input of the recorded analog optical signal “BX” is the input of the input optical nanofiber 1 1 , the input of the write control “GP” is the input of the optical nanofiber of the write control signal 1 2 , the input of the read control “TH” is the input of the optical nanofiber of the read control signal 1 3 .
Выходом устройства "ВЫХ" является выход выходного оптического нановолокнаThe output of the EXIT device is the output of the output optical nanofiber
14.1 4 .
Выход источника постоянного оптического сигнала 7 подключен ко входу третьего оптического нановолоконного Y-разветвителя 33, первый выход которого подключен ко входу первого оптического нановолоконного N-выходного разветвителя 51, а второй выход подключен ко входу четвертого оптического нановолоконного Y-разветвителя 34, первый выход которого подключен ко входу второго оптического нановолоконного N-выходного разветвителя 52, а второй выход подключен ко входу первого оптического нановолоконного Y-разветвителя 31.The output of the constant optical signal source 7 is connected to the input of the third optical nanofiber Y-splitter 3 3 , the first output of which is connected to the input of the first optical nanofiber N-output splitter 5 1 , and the second output is connected to the input of the fourth optical nanofiber Y-splitter 3 4 , the first the output of which is connected to the input of the second optical nanofiber N-output splitter 5 2 , and the second output is connected to the input of the first optical nanofiber Y-splitter 3 1 .
Выходы первого оптического нановолоконного N-выходного разветвителя 51 оптически связаны со входами выходного оптического N-входного нановолоконного объединителя 61, а выходы второго оптического нановолоконного N-выходного разветвителя 52 оптически связаны со входами оптического N-входного нановолоконного объединителя 62 обратной связи.The outputs of the first optical nanofiber N-output splitter 5 1 are optically connected to the inputs of the output optical N-input nanofiber combiner 6 1 , and the outputs of the second optical nanofiber N-output splitter 5 2 are optically coupled to the inputs of the optical N-input nanofiber combiner 6 2 .
Световой поток от первого оптического нановолоконного N-выходного разветвителя 51 распространяется по оси OY, световой поток от второго оптического нановолоконного N-выходного разветвителя 52 распространяется по оси OZ.The luminous flux from the first optical nanofiber N-output splitter 5 1 propagates along the OY axis, the light flux from the second optical nanofiber N-output splitter 5 1 propagates along the OZ axis.
Телескопические нанотрубки 43, 44 (вторая пара) расположены между выходами оптического нановолоконного объединителя 2 и оптического N-входного нановолоконного объединителя 62 обратной связи по оси распространения их выходных оптических сигналов. Под воздействием разности давлений световых потоков (разность оптических мощностей 1-5 ватт создает разность давлений 5-15 нН), внутренняя нанотрубка 43 будет перемещаться в сторону оптического потока с меньшей интенсивностью (при этом необходимо иметь в виду, что минимально необходимое давление для перемещения нанотрубки составляет аттоньютоны [Multiwalled Carbon Nanotubes as Gigahertz Oscillators. / Quanshui Zheng, Qing Jiang. // Phys. Rev. Lett. 88, 045503, 28 January, 2002]).Telescopic nanotubes 4 3 , 4 4 (second pair) are located between the outputs of the optical nanofiber combiner 2 and the optical N-input nanofiber combiner 6 2 feedback along the propagation axis of their output optical signals. Under the influence of the pressure difference of the light fluxes (the optical power difference of 1-5 watts creates a pressure difference of 5-15 nN), the inner nanotube 4 3 will move towards the optical stream with a lower intensity (it must be borne in mind that the minimum necessary pressure to move nanotubes are attonewtons [Multiwalled Carbon Nanotubes as Gigahertz Oscillators. / Quanshui Zheng, Qing Jiang. // Phys. Rev. Lett. 88, 045503, January 28, 2002]).
Выход входного оптического нановолокна 11 оптически связан с первым входом оптического нановолоконного объединителя 2, а второй выход второго оптического нановолоконного Y-разветвителя 32 оптически связан со вторым входом оптического нановолоконного объединителя 2. Первый выход второго оптического нановолоконного Y-разветвителя 32 оптически связан со входом выходного оптического нановолокна 14.The output of the input optical nanofiber 1 1 is optically connected to the first input of the optical nanofiber combiner 2, and the second output of the second optical nanofiber Y-splitter 3 2 is optically connected to the second input of the optical nanofiber combiner 2. The first output of the second optical nanofiber Y-splitter 3 2 is optically coupled to input output optical nanofiber 1 4 .
Телескопические нанотрубки 41, 42 (первая пара) расположены между выходами оптического нановолокна сигнала управления записью 12 и первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 31, а телескопические нанотрубки 45, 46 (третья пара) расположены между выходами оптического нановолокна сигнала управления чтением 13 и вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 31.Telescopic nanotubes 4 1 , 4 2 (first pair) are located between the outputs of the optical nanofiber of the write control signal 1 2 and the first output of the optical nanofiber Y-splitter 3 1 , and telescopic nanotubes 4 5 , 4 6 (third pair) are located between the outputs of the optical nanofibre signal control reading 1 3 and the second output of the optical nanofiber Y-splitter 3 1 .
В исходном положении внутренняя нанотрубка 41 разрывает оптические связи между выходом входного оптического нановолокна 11 и первым входом оптического нановолоконного объединителя 2, внутренняя нанотрубка 43 разрывает оптические связи между выходами первого и второго оптических нановолоконных N-выходных разветвителей 5i, i=1,2 и соответственно входами выходного оптического N-входного нановолоконного объединителя 61 и оптического N-входного нановолоконного объединителя 62 обратной связи, а внутренняя нанотрубка 45 разрывает оптические связи между первым выходом второго оптического нановолоконного Y-разветвителяIn the initial position, the inner nanotube 4 1 breaks the optical links between the output of the input optical nanofiber 1 1 and the first input of the optical nanofiber combiner 2, the inner nanotube 4 3 breaks the optical links between the outputs of the first and second optical nanofiber N-output splitters 5 i, i = 1, 2 and, respectively, the inputs of the output optical N-input nanofiber combiner 6 1 and the optical N-input nanofiber combiner 6 2 feedback, and the inner nanotube 4 5 breaks the optical ide between the first output of the second optical nanofiber Y-splitter
32 и входом выходного оптического нановолокна 14.3 2 and the input of the output optical nanofiber 1 4 .
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В исходном состоянии оптический сигнал с интенсивностью 4·К усл.ед. от источника постоянного оптического сигнала 7, пройдя через оптические нановолоконные Y-разветвители 33 и 34, поступает на вход оптического нановолоконного Y-разветвителя 31, с каждого выхода которого на внутренние нанотрубки 41 и 45 поступает световой поток с интенсивностью 0,5·К усл.ед., сила давления которого перемещает их в крайнее левое положение - устройство устанавливается в исходное (начальное) состояние (внутренняя нанотрубка 43 перемещается в крайнее левое положение аналогично - силой давления светового потока с выхода оптического N-входного нановолоконного объединителя 62 обратной связи).In the initial state, an optical signal with an intensity of 4 · K srvc from the source of the constant optical signal 7, passing through the optical nanofiber Y-couplers 3 3 and 3 4 , it enters the input of the optical nanofiber Y-coupler 3 1 , from each output of which the light flux with intensity 0, enters the inner nanotubes 4 1 and 4 5 5 conv · K, which pressure force moves it to the left - the device is initialized (initial) state (internal nanotube March 4 is moved to the left analogously - the power of the light flux output from the pressure opticheskog N-input combiner 2 June nanofiber feedback).
На вход входного оптического нановолокна 11 подается запоминаемый оптический сигнал (с интенсивностью IA усл.ед.).At the input of the input optical nanofiber 1 1 , a memorized optical signal (with intensity I A srvc. Unit) is supplied.
После подачи на вход "ЗП" оптического сигнала управления записью с интенсивностью больше 0,5·К усл.ед. внутренняя нанотрубка переместится в крайнее правое положение, создавая оптическую связь между входным оптическим нановолокном 11 и первым входом оптического нановолоконного объединителя 2, а также разрывая оптическую связь между вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 32 и вторым входом оптического нановолоконного объединителя 2. В результате запоминаемый оптический сигнал, поступая со входа "ВХ" через оптический нановолоконный объединитель 2, начинает оказывать световое давление на нанотрубку 43.After applying to the input "ZP" optical recording control signal with an intensity of more than 0.5 · K srvc. the inner nanotube will move to its extreme right position, creating an optical connection between the input optical nanofiber 1 1 and the first input of the optical nanofiber combiner 2, as well as breaking the optical connection between the second output of the optical nanofiber Y-splitter 3 2 and the second input of the optical nanofiber combiner 2. As a result memorized optical signal coming from the input "BX" through the optical nanofiber combiner 2, begins to exert light pressure on the nanotube 4 3 .
С выхода источника постоянного оптического сигнала 7 сигнал с интенсивностью 4·К усл.ед., пройдя через третий оптический нановолоконный Y-разветвитель 33 (и уменьшившись в два раза по интенсивности), поступает на вход N-выходного оптического нановолоконного разветвителя 51 и на вход четвертого оптического нановолоконного Y-разветвителя 34, с первого выхода которого оптический сигнал с интенсивностью К усл.ед. поступает на вход N-выходного оптического нановолоконного разветвителя 52.From the output of the source of constant optical signal 7, a signal with an intensity of 4 · Convent., Passing through the third optical nanofiber Y-splitter 3 3 (and decreasing by half in intensity), is fed to the input of the N-output optical nanofiber splitter 5 1 and to the input of the fourth optical nanofiber Y-splitter 3 4 , from the first output of which an optical signal with intensity K srvc arrives at the input of the N-output optical nanofiber splitter 5 2 .
Под действием разности световых давлений, создаваемых оптическими потоками (входным IA и потоком обратной связи), внутренняя нанотрубка 43 из исходного положения начнет перемещаться вправо.Under the influence of the light pressure difference generated by the optical fluxes (input I A and feedback flux), the inner nanotube 4 3 from the initial position starts to move to the right.
Интенсивность светового потока на входе оптического нановолоконного N-входного объединителя 62 обратной связи начнет увеличиваться пропорционально величине перемещения «X» (вдоль оси ОХ) внутренней нанотрубки 43. Т.к. длина внутренней нанотрубки 43 составляет единицы микрон, а диаметр оптических нановолокон - единицы нанометров, изменение величины перемещения «X» для ясности последующего изложения можно считать непрерывным (дискретный характер изменения «X» не вносит никаких принципиальных ограничений в принцип действия устройства) - интенсивность светового потока на входе оптического нановолоконного N-входного объединителя 62 обратной связи будет равна K·X усл.ед.The light flux intensity at the input of the optical nanofiber N-input feedback combiner 6 2 will begin to increase in proportion to the displacement “X” (along the OX axis) of the inner nanotube 4 3 . Because the length of the inner nanotube 4 3 is units of microns, and the diameter of the optical nanofibers is units of nanometers, the change in the “X” displacement can be considered continuous for clarity of the subsequent presentation (the discrete nature of the “X” change does not introduce any fundamental restrictions on the principle of operation of the device) - the light intensity flow at the input of the optical nanofiber N-input combiner 6 2 feedback will be equal to K · X srvc
Оптический сигнал с интенсивностью К·Х усл.ед. на входе оптического нановолоконного N-входного объединителя 62 обратной связи формирует сигнал отрицательной обратной связи, препятствующий движению внутренней нанотрубки 43 вправо, - скорость ее движения уменьшается, изменение величины перемещения «X» замедляется.Optical signal with intensity K · X srvc at the input of the optical nanofiber N-input feedback combiner 6 2 generates a negative feedback signal that impedes the movement of the inner nanotube 4 3 to the right - its speed decreases, the change in the amount of movement “X” slows down.
(Время переходного процесса определяется массой внутренней нанотрубки 43 (The transition time is determined by the mass of the inner nanotube 4 3
(≈10 -15-10-16 г), силой трения при ее движении (≈10-9 Н), интенсивностью «К» постоянного оптического сигнала, интенсивностями IA входных оптических сигналов и составляет ≈10-9-10-10 с).(≈10 -15 -10 -16-16 g), the friction force during its movement (≈10 -9 N), the intensity "K" of the constant optical signal, the intensities I A of the input optical signals and is ≈10 -9 -10 -10 10 s )
По окончании переходного процесса (на момент остановки внутренней нанотрубки 43) силы, действующие на внутреннюю нанотрубку 43 с противоположных концов, будут равны (разность световых давлений, создаваемых оптическими потоками - входным IA и потоком обратной связи, будет равна нулю), а величина ее перемещения «X» будет равнаUpon completion of the transition process (at the time of stopping the internal nanotubes April 3) forces acting on the inner nanotube March 4 at the opposite ends, will be equal (the difference between light pressure generated by optical flow - input I A and the feedback flow is zero), and the magnitude of its movement "X" will be equal to
Х=(Z·IA)/(ZК)=IA/К,X = (Z · I A ) / (ZК) = I A / K,
где Z - коэффициент перевода интенсивности оптического сигнала в силу светового давления, действующую на внутреннюю нанотрубку 43.where Z is the coefficient of conversion of the intensity of the optical signal due to light pressure acting on the inner nanotube 4 3 .
В результате прохождения через отверстие величиной «X» оптического потока с интенсивностью 2·К усл.ед. интенсивность оптического сигнала на выходе выходного оптического N-входного нановолоконного объединителя 61 составитAs a result of passing through the hole with a value of "X" optical flow with an intensity of 2 · K srvc. the intensity of the optical signal at the output of the output optical N-input nanofiber combiner 6 1 will be
IВЫХ=2К·Х=2K·IA/К=2IA.I OUT = 2K · X = 2K · I A / K = 2I A.
С выхода выходного оптического N-входного нановолоконного объединителя 61 оптический сигнал поступает на вход второго оптического нановолоконного Y-разветвителя 32, с выходов которого снимаются уже оптические сигналы с интенсивностью IA.From the output of the output optical N-input nanofiber combiner 6 1, the optical signal is fed to the input of the second optical nanofiber Y-splitter 3 2 , from the outputs of which optical signals with intensity I A are already taken.
По окончании сигнала управления записью "ЗП" внутренняя нанотрубка 41 под действием светового давления оптического сигнала, поступающего с первого выхода оптического нановолоконного Y-разветвителя 31, переместится в крайнее левое положение и разорвет оптическую связь между выходом входного оптического нановолокна 11 и первым входом оптического нановолоконного объединителя 2.At the end of the recording control signal "ЗП", the inner nanotube 4 1 under the influence of light pressure of the optical signal from the first output of the optical nanofiber Y-splitter 3 1 will move to the leftmost position and break the optical connection between the output of the input optical nanofiber 1 1 and the first input optical nanofiber combiner 2.
Сигнал со входа "ВХ" на первый вход оптического нановолоконного объединителя 2 больше поступать не будет, а вместо него на второй вход оптического нановолоконного объединителя 2 начнет поступать оптический сигнал со второго выхода оптического нановолоконного Y-разветвителя 32 с интенсивностью IA, реализуя режим хранения оптического сигнала.The signal from the input "BX" to the first input of the optical nanofiber combiner 2 will no longer be received, and instead, the second input of the optical nanofiber combiner 2 will begin to receive an optical signal from the second output of the optical nanofiber Y-splitter 3 2 with intensity I A , realizing the storage mode optical signal.
При подаче оптического сигнала управления "ЧТ" (с интенсивностью больше 0,5·К усл.ед.) внутренняя нанотрубка 45 переместится из крайнего левого положения в крайнее правое положение и сигнал IA с первого выхода второго оптического нановолоконного Y-разветвителя 32 поступит на вход выходного оптического нановолокна 14, выход которого является выходом устройства.When the optical control signal "PT" (with an intensity of more than 0.5 · Convent.) Is applied, the inner nanotube 4 5 moves from the extreme left position to the far right position and signal I A from the first output of the second optical nanofiber Y-splitter 3 2 will go to the input of the output optical nanofiber 1 4 , the output of which is the output of the device.
Таким образом, по сигналу управления записью (вход "ЗП") осуществляется запись аналогового оптического сигнала, поданного на вход "ВХ", после снятия сигнала управления записью производится хранение входного аналогового оптического сигнала, а по сигналу управления чтением (вход "ЧТ") производится передача хранящегося аналогового оптического сигнала на выход устройства ("ВЫХ").Thus, the recording optical signal (input "GP") records the analog optical signal applied to the input "BX", after removing the recording control signal, the input analog optical signal is stored, and the reading control signal (input "TH") is performed transfer of the stored analog optical signal to the output of the device ("EXIT").
Простота данного оптического аналогового запоминающего устройства и возможность наноразмерного исполнения делают его весьма перспективным при разработке и создании оптических вычислительных наномашин и приемо-передающих наноустройств.The simplicity of this optical analog storage device and the possibility of nanoscale execution make it very promising for the development and creation of optical computing nanomachines and transceiver nanodevices.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008131105/28A RU2373559C1 (en) | 2008-07-28 | 2008-07-28 | Optical analog memory nanodevice |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008131105/28A RU2373559C1 (en) | 2008-07-28 | 2008-07-28 | Optical analog memory nanodevice |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2373559C1 true RU2373559C1 (en) | 2009-11-20 |
Family
ID=41477992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008131105/28A RU2373559C1 (en) | 2008-07-28 | 2008-07-28 | Optical analog memory nanodevice |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2373559C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2456653C1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-07-20 | Владислав Валерьевич Каменский | Optical nano-function generator |
| RU2461032C1 (en) * | 2011-04-15 | 2012-09-10 | Михаил Александрович Аллес | Optical nano jk flip-flop |
-
2008
- 2008-07-28 RU RU2008131105/28A patent/RU2373559C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2456653C1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-07-20 | Владислав Валерьевич Каменский | Optical nano-function generator |
| RU2461032C1 (en) * | 2011-04-15 | 2012-09-10 | Михаил Александрович Аллес | Optical nano jk flip-flop |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yu et al. | Fano resonance control in a photonic crystal structure and its application to ultrafast switching | |
| Rodt et al. | Integrated nanophotonics for the development of fully functional quantum circuits based on on-demand single-photon emitters | |
| RU2373559C1 (en) | Optical analog memory nanodevice | |
| Li et al. | All-fiber hybrid photon-plasmon circuits: integrating nanowire plasmonics with fiber optics | |
| RU2370801C1 (en) | Nanodevice for dividing optical signals | |
| Yu et al. | Giant enhancement of stimulated Brillouin scattering with engineered phoxonic crystal waveguides | |
| RU2419125C1 (en) | Optical nano-adder | |
| RU2370800C1 (en) | Optical multipying nanodevice | |
| RU2379728C1 (en) | Optical nanogenerator | |
| RU2423733C1 (en) | Optical nano-amplifier | |
| RU2408040C1 (en) | Optical logic nanodevice | |
| Dong et al. | A silicon-nanowire memory driven by optical gradient force induced bistability | |
| RU2420781C1 (en) | Optical nano-half adder | |
| RU2411562C1 (en) | Optical nano rs-flip flop | |
| RU2398254C1 (en) | Optical analogue-to-digital nanoconverter | |
| RU2407048C1 (en) | Optical analogue nano-demultiplexer | |
| WO2024045508A1 (en) | Optical interconnection interface, chip and server | |
| RU2419126C1 (en) | Optical analogue nano-multiplexer | |
| RU2399941C1 (en) | Optical integrating nanodevice | |
| RU2416117C1 (en) | Optical nano t-flip flop | |
| RU2456653C1 (en) | Optical nano-function generator | |
| RU2412481C1 (en) | Optical differentiating nanodevice | |
| Yanik et al. | Dynamic photon storage | |
| RU2420780C1 (en) | Optical non-majority device | |
| RU2461032C1 (en) | Optical nano jk flip-flop |