RU2432590C1

RU2432590C1 - Optical nanoswitch

Info

Publication number: RU2432590C1
Application number: RU2010116811/28A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Анатольевич Донченко (RU); Анатолий Анатольевич Донченко; Михаил Александрович Аллес (RU); Михаил Александрович Аллес; Сергей Викторович Соколов (RU); Сергей Викторович Соколов; Максим Анатольевич Донченко (RU); Максим Анатольевич Донченко
Original assignee: Анатолий Анатольевич Донченко; Михаил Александрович Аллес; Сергей Викторович Соколов; Максим Анатольевич Донченко
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2011-10-27

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: device has a group of n address optical nanowaveguides, a group of n+1 information optical nanowaveguides, n pairs of extensible nanotubes, an optical nanowaveguide n-output splitter, a constant radiation source and n optical nanowaveguide Y-couplers.

EFFECT: broader functionalities of the device owing to controlled switching of information optical streams.

1 dwg

Description

Изобретение относится к оптическим наноустройствам переключения и может быть использовано в волоконно-оптических системах передачи (ВОСП) информации для коммутации каналов передачи информации.The invention relates to optical switching nanodevices and can be used in fiber optic transmission systems (FOTS) of information for switching information transmission channels.

Известен оптический коммутатор - фотонный коммутатор на основе нелинейного оптического зеркала, предназначенный для коммутации оптического потока в ВОСП [Маккавеев В. Фотонные коммутаторы / В. Маккавеев // Компоненты и технологии. - 2006. - №2. - С.142-146, страница 144, рисунок 3] и содержащий нелинейный интерферометр Саньяка, оптические волноводы.Known optical switch - a photon switch based on a nonlinear optical mirror, designed to switch the optical stream in the FOTS [V. Makkaveev Photonic switches / V. Makkaveev // Components and technologies. - 2006. - No. 2. - S.142-146, page 144, figure 3] and containing a non-linear Sagnac interferometer, optical waveguides.

Существенный признак аналога, общий с заявляемым устройством, - оптические волноводы.An essential feature of an analogue common with the claimed device is optical waveguides.

Недостатком данного аналога является сложность устройства, определяемая необходимостью использования интерферометра Саньяка, и невозможность наноразмерного исполнения.The disadvantage of this analogue is the complexity of the device, determined by the need to use the Sagnac interferometer, and the impossibility of nanoscale execution.

Известен также оптический коммутатор - фотонный коммутатор на основе электрооптического кристалла теллура кадмия, предназначенный для коммутации оптического потока в ВОСП [Маккавеев В. Фотонные коммутаторы / В.Маккавеев // Компоненты и технологии. - 2006. - №2. - С.142-146, страница 144, рисунок 4] и содержащий полупроводниковый оптический кристалл теллура кадмия, диэлектрический слой, металлические электроды, источник внешнего электрического напряжения, оптический поляризатор, оптический анализатор, микрообъективы, оптические волноводы.An optical switch is also known - a photon switch based on an electro-optical cadmium tellurium crystal, intended for switching an optical stream in an FOTS [V. Makkaveev Photon switches / V. Makkaveev // Components and technologies. - 2006. - No. 2. - S.142-146, page 144, Figure 4] and containing a semiconductor optical cadmium tellurium crystal, dielectric layer, metal electrodes, external voltage source, optical polarizer, optical analyzer, micro lenses, optical waveguides.

Недостатками данного аналога являются сложность конструкции устройства и невозможность наноразмерного исполнения.The disadvantages of this analogue are the complexity of the design of the device and the impossibility of nanoscale execution.

Наиболее близким по техническому исполнению к заявленному устройству является оптический нанокомпаратор [патент №2357275, РФ. Оптический нанокомпаратор / Соколов С.В., Каменский В.В. 2009 г. БИ №15], содержащий входные и выходные оптические нановолноводы, телескопические нанотрубки, источник постоянного сигнала.The closest in technical execution to the claimed device is an optical nanocomparator [patent No. 2357275, RF. Optical nanocomparator / Sokolov S.V., Kamensky V.V. 2009 BI No. 15], containing input and output optical nanowaves, telescopic nanotubes, a constant signal source.

Существенные признаки прототипа, общие с заявляемым устройством, - входные оптические нановолноводы, телескопические нанотрубки, источник постоянного сигнала.The essential features of the prototype common with the claimed device are input optical nanowaves, telescopic nanotubes, and a constant signal source.

Недостатком прототипа является невозможность управляемой коммутации каналов передачи информации в ВОСП.The disadvantage of the prototype is the impossibility of controlled switching of communication channels in the FOTS.

Задачами изобретения являются создание оптического нанокоммутатора, позволяющего выполнять управляемое переключение информационных оптических потоков, поступающих из n+1 каналов передачи информации, на выход устройства, а также упрощение конструкции устройства и реализация его в наноразмерном исполнении.The objectives of the invention are the creation of an optical nanocommuter, which allows for the controlled switching of optical information flows coming from n + 1 channels of information transfer to the output of the device, as well as simplifying the design of the device and its implementation in nanoscale execution.

Заявленное устройство строится на основе оптических нановолноводов, 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 // Phvs. Rev. Lett. 88. 045503, 28 January, 2002].The claimed device is built on the basis of optical nanowaveguides, technical options for which are described in [Optics of nanostructures / Edited by A.V. Fedorov. - SPb. 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 refers to a pair of nanotubes embedded in each other [Multiwalled Carbon Nanotubes as Gigahertz Oscillators / Quanshui Zheng, Qing Jiang // Phvs. Rev. Lett. 88. 045503, 28 January, 2002].

Техническим результатом является расширение возможностей устройства за счет обеспечения управляемой коммутации информационных оптических потоков, поступающих из n+1 каналов передачи информации, на выход устройства при реализации последнего в наноразмерном исполнении.The technical result is to expand the capabilities of the device by providing controlled switching of information optical flows coming from n + 1 channels of information transfer to the output of the device when the latter is implemented in nanoscale execution.

Оптический нанокоммутатор - оптическое переключательное наноустройство, предназначенное для коммутации информационных оптических потоков, поступающих из n+1 каналов передачи информации на выход устройства.Optical nanocommutator is an optical switching nanodevice designed for switching information optical flows coming from n + 1 channels of information transfer to the output of a device.

Сущность изобретения состоит в том, что оптический нанокоммутатор содержит группу n адресных оптических нановолноводов, группу n+1 информационных оптических нановолноводов, n пар телескопических нанотрубок, оптический нановолноводный n-выходной разветвитель, источник постоянного излучения, n оптических нановолноводных Y-объединителей, i-м адресным входом оптического нанокоммутатора является вход i-го оптического нановолновода из группы n адресных оптических нановолноводов (i=1,2,…,n), i-м информационным входом оптического нанокоммутатора является вход i-го оптического нановолновода из группы n+1 информационных оптических нановолноводов (i=0,1,…,n+1), выход i-го оптического нановолновода из группы n+1 информационных оптических нановолноводов подключен к первому входу (i+1)-го оптического нановолноводного Y-объединителя (i=0,1,…,n-1), выход n-го оптического нановолновода из группы n+1 информационных оптических нановолноводов подключен ко второму входу n-го оптического нановолноводного Y-объединителя, i-ая пара телескопических нанотрубок расположена между выходом i-го оптического нановолновода из группы n адресных оптических нановолноводов и i-м выходом оптического нановолноводного n-выходного разветвителя (i=1,2,…,n) по оси распространения их выходных оптических сигналов таким образом, что в крайнем левом положении внутренняя нанотрубка n-й пары телескопических нанотрубок разрывает оптические связи между выходом n-го оптического нановолновода из группы n+1 информационных оптических нановолноводов и вторым входом n-го оптического нановолноводного Y-объединителя, при этом присутствует оптическая связь между выходом (n-1)-го оптического нановолновода из группы n+1 информационных оптических нановолноводов и первым входом n-го оптического нановолноводного Y-объединителя, а внутренняя нанотрубка i-й пары телескопических нанотрубок в крайнем левом положении разрывает оптические связи между выходом (i+1)-го оптического нановолноводного Y-объединителя и вторым входом i-го оптического нановолноводного Y-объединителя, при этом присутствует оптическая связь между выходом (i-1)-го оптического нановолновода из группы n+1 информационных оптических нановолноводов и первым входом i-го оптического нановолноводного Y-объединителя (i=1,2,…,n-1), выход источника излучения подключен ко входу оптического нановолноводного n-выходного разветвителя, выход первого оптического нановолноводного Y-объединителя является выходом устройства.The essence of the invention lies in the fact that the optical nanocommutator contains a group of n addressable optical nanowaveguides, a group of n + 1 information optical nanowaveguides, n pairs of telescopic nanotubes, an optical nanowaveguide n-output splitter, a source of constant radiation, n optical nanowaveguide Y combiners, the ith the address input of the optical nanocommutator is the input of the i-th optical nanowaveguide from the group of n address optical nanowaveguides (i = 1,2, ..., n), the i-th information input of the optical nanocommutator i the input of the i-th optical nanowave from the group n + 1 of information optical nanowaves (i = 0,1, ..., n + 1), the output of the i-th optical nanowave from the group of n + 1 information optical nanowaves is connected to the first input (i + 1) of the optical nanowaveguide Y-combiner (i = 0,1, ..., n-1), the output of the nth optical nanowave from the group n + 1 of information optical nanowaveguides is connected to the second input of the nth optical nanowaveguide Y-combiner, The i-th pair of telescopic nanotubes is located between the output of the i-th optical nanowave a gadget from the group of n addressable optical nanowaveguides and the ith output of the optical nanowaveguide n-output splitter (i = 1,2, ..., n) along the propagation axis of their output optical signals in such a way that the nth pair inner nanotube is in the leftmost position telescopic nanotubes breaks the optical connections between the output of the nth optical nanowaveguide from the group of n + 1 information optical nanowaveguides and the second input of the nth optical nanowaveguide Y-combiner, while there is an optical connection between the output of the (n-1) -th optic a nano-waveguide from the group of n + 1 information optical nano-waveguides and the first input of the nth optical nanowaveguide Y-combiner, and the inner nanotube of the ith pair of telescopic nanotubes in the leftmost position breaks the optical links between the output of the (i + 1) -th optical nanowaveguide Y -unit and the second input of the i-th optical nanowaveguide Y-combiner, while there is an optical connection between the output of the (i-1) -th optical nanowave from the group n + 1 of information optical nanowaveguides and the first input om i-th optical nanovolnovodnogo Y-combiner (i = 1,2, ..., n-1), the radiation source output is connected to the input optical nanovolnovodnogo n-output splitter, the first optical nanovolnovodnogo output Y-combiner is an output device.

Функциональная схема оптического нанокоммутатора показана на чертеже.Functional diagram of the optical nanocommutator shown in the drawing.

Оптический нанокоммутатор содержит:Optical nanocommutation contains:

- 1₁, 1₂, …, 1_n - группу n адресных оптических нановолноводов;- 1 ₁ , 1 ₂ , ..., 1 _n - a group of n addressable optical nanowaveguides;

- 2₀, 2₁, …, 2_n - группу n+1 информационных оптических нановолноводов;- 2 ₀ , 2 ₁ , ..., 2 _n - a group of n + 1 information optical nanowaveguides;

- 3₁₁, 3₁₂, 3₂₁, 3₂₂, …, 3_n1, 3_n2 - n пар телескопических нанотрубок;- 3 ₁₁ , 3 ₁₂ , 3 ₂₁ , 3 ₂₂ , ..., 3 _n1 , 3 _n2 - n pairs of telescopic nanotubes;

- 4 - оптический нановолноводный n-выходной разветвитель;- 4 - optical nano-waveguide n-output splitter;

- 5 - источник постоянного излучения с интенсивностью k×n усл(овных) ед(иниц);- 5 - a source of constant radiation with an intensity of k × n conv (units) units (units);

- 6₁, 6₂, …, 6_n - n оптических нановолноводных Y-объединителей.- 6 ₁ , 6 ₂ , ..., 6 _n - n optical nanowaveguide Y-combiners.

Оптический нанокоммутатор имеет n+1 информационных входов и n адресных входов, где i-м информационным входом оптического нанокоммутатора является вход i-го оптического нановолновода 2_i из группы n+1 информационных оптических нановолноводов 2₀, 2₁, …, 2_n (i=0,1,…,n), a i-м адресным входом оптического нанокоммутатора является вход 1-го оптического нановолновода 1_i из группы n адресных оптических нановолноводов 1₁, 1₂, …, 1_n (i=1,2,…,n).The optical nanocommutator has n + 1 information inputs and n address inputs, where the ith information input of the optical nanocommutator is the input of the ith optical nanowave 2 _i from the group n + 1 information optical nanowaves 2 ₀ , 2 ₁ , ..., 2 _n (i = 0,1, ..., n), and the ith address input of the optical nanocommutator is the input of the 1st optical nanowave guide 1 _i from the group of n address optical nanowaveguides 1 ₁ , 1 ₂ , ..., 1 _n (i = 1,2, ..., n).

Выход i-го оптического нановолновода 2_i из группы n+1 информационных оптических нановолноводов 2₀, 2₁, …, 2_n подключен к первому входу (i+1)-го оптического нановолноводного Y-объединителя 6_i+1 (i=0,1,…,n-1). Выход n-го оптического нановолновода 2_n из группы n+1 информационных оптических нановолноводов 2₀, 2₁, …,2_n подключен ко второму входу n-го оптического нановолноводного Y-объединителя 6_n; i-ая пара телескопических нанотрубок 3_i1, 3_i2 расположена между выходом i-го оптического нановолновода 1_i из группы n адресных оптических нановолноводов 1_i, 1₂, …, 1_n и i-м выходом 4_i оптического нановолноводного n-выходного разветвителя 4 по оси распространения их выходных оптических сигналов.The output of the ith optical nanowave guide 2 _i from the group n + 1 of information optical nanowaveguides 2 ₀ , 2 ₁ , ..., 2 _{n is} connected to the first input of the (i + 1) -th optical nanowaveguide Y combiner 6 _{i + 1} (i = 0 , 1, ..., n-1). The output of the nth optical nanowave guide 2 _n from the group n + 1 of information optical nanowaveguides 2 ₀ , 2 ₁ , ..., 2 _{n is} connected to the second input of the nth optical nanowaveguide Y combiner 6 _n ; the i-th pair of telescopic nanotubes 3 _i1 , 3 _i2 is located between the output of the i-th optical nanowave guide 1 _i from the group of n address optical nanowave guides 1 _i , 1 ₂ , ..., 1 _n and the i-th output 4 _{i of the} optical nanowave n-output splitter 4 along the axis of propagation of their output optical signals.

Под воздействием разности сил, обусловленных давлениями световых потоков (разность оптических мощностей 1-5 ватт создает разность сил 5-15 нН), внутренняя нанотрубка 3_i1 i-й пары телескопических нанотрубок 3_i1, 3_i2 будет перемещаться в сторону оптического потока с меньшей интенсивностью (при этом необходимо иметь в виду, что минимально необходимая сила для перемещения нанотрубки составляет аттоньютоны [Multiwalled Carbon Nanotubes as Gigahertz Oscillators / Quanshui Zheng, Qing Jiang // Phys. Rev. Lett. 88, 045503. 28 January, 2002].Under the influence of the force difference due to the pressure of the light fluxes (the optical power difference of 1-5 watts creates a force difference of 5-15 nN), the inner nanotube 3 _{i1 of the} i-th pair of telescopic nanotubes 3 _i1 , 3 _i2 will move towards the optical stream with a lower intensity (it must be borne in mind that the minimum force required to move the nanotube is atttonewtons [Multiwalled Carbon Nanotubes as Gigahertz Oscillators / Quanshui Zheng, Qing Jiang // Phys. Rev. Lett. 88, 045503. January 28, 2002].

В крайнем левом (исходном) положении внутренняя нанотрубка 3_n1 n-й пары телескопических нанотрубок 3_n1, 3_n2 разрывает оптические связи между выходом n-го оптического нановолновода 2_n из группы n+1 информационных оптических нановолноводов 2₀, 2₁,…,2_n и вторым входом n-го оптического нановолноводного Y-объединителя 6n, при этом присутствует оптическая связь между выходом (n-1)-го оптического нановолновода 2_n-1 из группы n+1 информационных оптических нановолноводов 2₀, 2₁,…,2_n и первым входом n-го оптического нановолноводного Y-объединителя 6_n.In the extreme left (initial) position, the inner nanotube 3 _{n1 of the} n-th pair of telescopic nanotubes 3 _n1 , 3 _n2 breaks the optical links between the output of the n-th optical nanowave 2 _n from the group n + 1 of information optical nanowaves 2 ₀ , 2 ₁ , ..., 2 _n and the second input of the nth optical nanowaveguide Y-combiner 6n, there is an optical connection between the output of the (n-1) -th optical nanowaveguide 2 _n-1 from the group n + 1 of informational optical nanowaveguides 2 ₀ , 2 ₁ , ... , 2 _n and the first input of the nth optical nanowaveguide Y-combiner 6 _n .

В крайнем левом положении внутренняя нанотрубка 3_i1 i-й пары телескопических нанотрубок 3_i1, 3_i2 разрывает оптическую связь между выходом (i+1)-го оптического нановолноводного Y-объединителя 6_i+1 и вторым входом i-го оптического нановолноводного Y-объединителя 6_i (i=1,2,…,n-1), при этом присутствует оптическая связь между выходом (i-1)-ого оптического нановолновода 2_i-1 из группы n+1 информационных оптических нановолноводов 2₀, 2₁, …, 2_n и первым входом i-го оптического нановолноводного Y-объединителя 6_i (i=0,1,…,n-1).In the extreme left position, the inner nanotube 3 _{i1 of the} i-th pair of telescopic nanotubes 3 _i1 , 3 _i2 breaks the optical connection between the output of the (i + 1) -th optical nanowaveguide Y-combiner 6 _{i + 1} and the second input of the ith optical nanowaveguide Y- combiner 6 _i (i = 1,2, ..., n-1), while there is an optical connection between the output of the (i-1) -th optical nanowave 2 _i-1 from the group n + 1 information optical nanowave 2 ₀ , 2 ₁ , ..., 2 _n and the first input of the i-th optical nanowaveguide Y-combiner 6 _i (i = 0,1, ..., n-1).

Выход источника постоянного излучения 5 подключен ко входу оптического нановолноводного n-выходного разветвителя 4.The output of the constant radiation source 5 is connected to the input of the optical nanowave n-output splitter 4.

Выход первого оптического нановолноводного Y-объединителя 6₁ является выходом устройства.The output of the first optical nanowaveguide Y-combiner 6 ₁ is the output of the device.

Работа устройства протекает следующим образом.The operation of the device proceeds as follows.

С выхода источника постоянного излучения 5 оптический поток с интенсивностью излучения k×n усл.ед. поступает на вход оптического нановолноводного n-выходного разветвителя 4, на каждом выходе 4₁, 4₂,…,4_n которого формируется оптический поток с интенсивностью k усл.ед.From the output of the constant radiation source 5, an optical stream with radiation intensity k × n conv. arrives at the input of an optical nanowave n-output splitter 4, at each output 4 ₁ , 4 ₂ , ..., 4 _{n of} which an optical stream is formed with an intensity k conv.

До подачи на адресные входы оптического нанокоммутатора управляющих оптических потоков устройство находится в начальном (исходном) состоянии - каждая i-я внутренняя нанотрубка 3_i1 i-й пары телескопических нанотрубок 3_i1, 3_i2 находится в крайнем левом (исходном) положении, что обеспечивается воздействием оптического потока с интенсивностью k усл.ед., поступающего с i-го выхода 4_i оптического нановолноводного n-выходного разветвителя 4 (i=1,2,…,n).Prior to supplying control optical flows to the address inputs of the optical nanocommutator, the device is in the initial (initial) state — each i-th inner nanotube 3 _{i1 of the} i-th pair of telescopic nanotubes 3 _i1 , 3 _i2 is in the extreme left (initial) position, which is ensured by an optical stream with an intensity k srvc coming from the i-th output 4 _{i of an} optical nanowave-guided n-output splitter 4 (i = 1,2, ..., n).

Следовательно, ни один из информационных потоков, поступающих на информационные входы 1, 2,…,n оптического нанокоммутатора (с выходов информационных оптических нановолноводов 2₁, 2₂, …,2_n) не поступит на выход устройства - на выход устройства поступит информационный поток с 0-го информационного входа (т.к. присутствует оптическая связь между выходом оптического нановолновода 2₀ и первым входом оптического нановолноводного Y-объединителя 6₁).Therefore, none of the information flows arriving at the information inputs 1, 2, ..., n of the optical nanocommutator (from the outputs of the information optical nanowaveguides 2 ₁ , 2 ₂ , ..., 2 _n ) will go to the device output - the information stream will go to the device output from the 0th information input (since there is an optical connection between the output of the optical nanowave guide 2 ₀ and the first input of the optical nanowave guide Y combiner 6 ₁ ).

При коммутации информационного оптического потока с i-го информационного входа оптического нанокоммутатора на его выход одновременно подаются на каждый - 1, 2, …, i-й, адресный вход оптического нанокоммутатора управляющие оптические потоки с интенсивностью m>k усл.ед. При появлении на адресных входах этих потоков внутренние нанотрубки 3₁₁, 3₂₁, …, 3_i1 пар телескопических нанотрубок 3₁₁, 3₁₂, 3₂₁, 3₂₂, …, 3_i1, 3_i2 начнут перемещаться вправо вследствие появления разности сил, обусловленных давлениями световых потоков. При этом исчезнут оптические связи между выходом (j-1)-го оптического нановолновода 2_j-1 из группы n+1 информационных оптических нановолноводов 2₀, 2₁, …, 2_n и первым входом j-го оптического нановолноводного Y-объединителя 6_j (j=1,2,…,i). Кроме того, возникнет канал оптической связи по цепи: выход i-го оптического нановолновода 2_i - первый вход (i+1)-го оптического нановолноводного Y-объединителя 6_i+1 - выход (i+1)-го оптического нановолноводного Y-объединителя 6_i+1 - второй вход i-го оптического нановолноводного Y-объединителя 6_i - выход i-го оптического нановолноводного Y-объединителя 6_i-… - выход первого оптического нановолноводного Y-объединителя 6₁.When switching the information optical flow from the i-th information input of the optical nanocommutator, its output is simultaneously fed to each - 1, 2, ..., i-th, address input of the optical nanocommutator, control optical flows with an intensity m> k conv. When these flows appear at the address inputs of the internal nanotubes 3 ₁₁ , 3 ₂₁ , ..., 3 _i1 pairs of telescopic nanotubes 3 ₁₁ , 3 ₁₂ , 3 ₂₁ , 3 ₂₂ , ..., 3 _i1 , 3 _i2 will begin to move to the right due to the appearance of a difference in forces due to pressure of light fluxes. In this case, the optical connections between the output of the (j-1) -th optical nanowaveguide 2 _j-1 from the group n + 1 information optical nanowaveguides 2 ₀ , 2 ₁ , ..., 2 _n and the first input of the j-th optical nanowave Y-combiner 6 _j (j = 1,2, ..., i). In addition, there will be an optical communication channel along the circuit: the output of the i-th optical nanowave guide 2 _i - the first input of the (i + 1) -th optical nanowaveguide Y-combiner 6 _{i + 1} - the output of the (i + 1) -th optical nanowaveguide Y- combiner 6 _{i + 1} - the second input of the i-th optical nanowaveguide Y-combiner 6 _i - the output of the i-th optical nanowaveguide Y-combiner 6 _i - ... - the output of the first optical nanowaveguide Y-combiner 6 ₁ .

Следовательно, оптический поток, поступающий на i-й информационный вход, появится на выходе устройства. Все остальные внутренние нанотрубки 3_(i+1)1, 3_(i+2)1, …, 3_n1 пар телескопических нанотрубок 3_(i+1)1, 3_(i+1)2, 3_(i+1)1, 3_(i+1)2, …, 3_n1, 3_n2 останутся в крайнем левом положении, не пропуская оптические потоки с (i+1)-го, (i+2)-го, … n-го информационных входов оптического нанокоммутатора на выход устройства.Therefore, the optical stream arriving at the i-th information input will appear at the output of the device. All other internal nanotubes 3 _{(i + 1) 1} , 3 _{(i + 2) 1} , ..., 3 _n1 pairs of telescopic nanotubes 3 _{(i + 1) 1} , 3 _{(i + 1) 2} , 3 _{(i + 1) 1} , 3 _{(i + 1) 2} , ..., 3 _n1 , 3 _n2 will remain in the extreme left position, not missing optical streams from the (i + 1) th, (i + 2) th, ... n-th information inputs of the optical nanocommutator output device.

Таким образом, осуществляется коммутация информационных оптических потоков, поступающих из n+1 каналов передачи информации, на выход устройства.Thus, the switching of optical information flows coming from n + 1 channels of information transfer to the output of the device.

Быстродействие оптического нанокоммутатора определяется массой внутренней нанотрубки (≈10^-15-10^-16 г), силой трения при ее движении (≈10^-10 н), разностью интенсивностей оптических сигналов и составляет ≈10^-9с. Для существующих волоконно-оптических систем передачи информации подобное быстродействие обеспечивает их функционирование практически в реальном масштабе времени.The speed of the optical nanocommutator is determined by the mass of the inner nanotube (≈10 ^-15 -10 ^-16 g), the friction force during its movement (≈10 ^-10 n), and the difference in the intensities of the optical signals is ≈10 ^-9 s. For existing fiber-optic information transmission systems, such a speed ensures their operation in almost real time.

Claims

An optical nanocommutator containing optical nanowaveguides, telescopic nanotubes, a constant signal source, characterized in that an optical nanowaveguide n-output splitter, n optical nanowaveguide Y combiners are inserted into it, the ith optical input of the optical nanocommutator is the input of the ith optical nanowave from group n of addressable optical nanowaveguides (i = 1,2, ..., n), the i-th information input of the optical nanocommutator is the input of the i-th optical nanowave from the group n + 1 information optical of nanowaveguides (i = 0,1, ..., n + 1), the output of the i-th optical nanowaveguard from the group of n + 1 information optical nanowaveguides is connected to the first input of the (i + 1) -th optical nanowaveguide Y combiner (i = 0 , 1, ..., n-1), the output of the nth optical nanowave from the group of n + 1 information optical nanowaveguides is connected to the second input of the nth optical nanowave Y-combiner, the ith pair of telescopic nanotubes is located between the output of the ith optical nanowaveguide from the group of n addressable optical nanowaveguides and the ith optical output of a new waveguide n-output splitter (i = 1,2, ..., n) along the propagation axis of their output optical signals so that in the leftmost position the inner nanotube of the nth pair of telescopic nanotubes breaks the optical links between the output of the nth optical nanowave from groups of n + 1 information optical nanowaveguides and the second input of the nth optical nanowaveguide Y-combiner, there is an optical connection between the output of the (n-1) -th optical nanowave from the group of n + 1 information optical nanowaveguides the first input of the nth optical nanowaveguide Y-combiner, and the inner nanotube of the ith pair of telescopic nanotubes in the leftmost position breaks the optical links between the output of the (i + 1) -th optical nanowaveguide Y-combiner and the second input of the ith optical nanowaveguide Y -unifier, while there is an optical connection between the output of the (i-1) -th optical nanowave from the group n + 1 of information optical nanowaveguides and the first input of the i-th optical nanowave Y-combiner (i = 1,2, ..., n-1 ), the output of the source radiation is connected to the input of the optical nanowaveguide n-output splitter, the output of the first optical nanowaveguide Y-combiner is the output of the device.