RU2576334C1

RU2576334C1 - Optical nanocounter

Info

Publication number: RU2576334C1
Application number: RU2014137080/28A
Authority: RU
Inventors: Владислав Валерьевич Каменский
Original assignee: Владислав Валерьевич Каменский
Priority date: 2014-09-12
Filing date: 2014-09-12
Publication date: 2016-02-27

Abstract

FIELD: optics.

SUBSTANCE: invention relates to computer engineering and can be used in optical information processing devices when designing optical computers and transceiving devices. Proposed device aims at solving the problem of counting the number of input optical pulses, as well as problem of dividing frequency of the input signal as for coherent and non-coherent input optical signals with high speed, potentially possible for optical processor circuits, as well as the tasks of nanosize design. Assigned task occurs when designing optical nanocomputers or transceiving nanodevices which provide processing information in tera- and gigahertz ranges. Optical nanocounter consists of constant optical signal sources, 2N+2 optical nanofibres, 2N+3 optical nanofibre Y-splitters, six telescopic nanotubes, two optical nanofibre couplers, optical 2N+1-output nanofibre splitter.

EFFECT: technical result is possibility of counting the number of input optical pulses and dividing the frequency of the input signal as for coherent and non-coherent input optical signals with high speed, potentially possible for optical processor circuits, as well as possibility of nanosize design.

1 cl, 1 dwg

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.

Известным способом построения счетчика является последовательное соединение нескольких триггеров [Шило В.Н. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. 1987].A known method of constructing a counter is the serial connection of several triggers [Shilo V.N. Popular digital circuits. Directory. 1987].

Известным оптическим триггером является оптический триггер, состоящий из оптических волноводов и оптических бистабильных элементов [Патент №2020528, Россия, 1994. Оптический триггер / Соколов С.В.]. Недостатками данного устройства являются сложность и невозможность реализации в наноразмерном исполнении.A well-known optical trigger is an optical trigger, consisting of optical waveguides and optical bistable elements [Patent No. 2020528, Russia, 1994. Optical trigger / Sokolov SV]. The disadvantages of this device are the complexity and inability to implement in nanoscale execution.

Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является оптический T-нанотриггер, содержащий источник постоянного оптического сигнала, оптический 5-выходной нановолоконный разветвитель, оптический 4-выходной нановолоконный разветвитель, четыре оптических нановолоконных Y-разветвителя, три пары телескопических нанотрубок, содержащих внутреннюю и внешнюю нанотрубки, пять оптических нановолокон [Патент №2416117, Россия, 2011. Оптический T-нанотриггер / Каменский В.В., Соколов С.В.].The closest in technical performance to the proposed device is an optical T-nanotrigger containing a constant optical signal source, an optical 5-output nanofiber splitter, an optical 4-output nanofiber splitter, four optical nanofiber Y-splitter, three pairs of telescopic nanotubes containing internal and external nanotubes, five optical nanofibers [Patent No. 2416117, Russia, 2011. Optical T-nanotrigger / Kamensky VV, Sokolov SV].

Недостатками построения счетчика при последовательном соединении нескольких T-нанотриггеров является необходимость реализации большого количества нанотрубок (три на каждый разряд счетчика).The disadvantages of constructing a counter for the series connection of several T-nanotriggers is the need to implement a large number of nanotubes (three for each discharge of the counter).

Заявленное устройство направлено на решение задачи подсчета количества входных оптических импульсов, а также задачи деления частоты входного сигнала как для когерентных, так и для некогерентных входных оптических сигналов с быстродействием, потенциально возможным для оптических процессорных схем, а также задачи наноразмерного исполнения устройства.The claimed device is aimed at solving the problem of counting the number of input optical pulses, as well as the problem of dividing the frequency of the input signal for both coherent and incoherent input optical signals with a speed that is 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 приемопередающих наноустройств, обеспечивающих обработку информации в тера- и гигагерцовом диапазонах.The problem arises in 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. Fedorova: 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 refers to 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 источник постоянного оптического сигнала, три пары телескопических нанотрубок, содержащих внутреннюю и внешнюю нанотрубки, 2N+2 оптических нановолокна, 2N+3 оптических нановолоконных Y-разветвителя, два оптических нановолоконных объединителя, оптический 2N+1-выходной нановолоконный разветвитель, счетным входом устройства является вход 2N+1 нановолокна, входом сброса устройства является вход 2N+1 оптического нановолоконного Y-разветвителя, выход источника постоянного оптического сигнала подключен к входу оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя, выходы от 1 до 2N оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя оптически связаны с входами оптических нановолоконных Y-разветвителей от 1 до 2N, выход 2N+1 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя подключен к входу оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+3, первый выход которого подключен к входу оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+2, второй выход оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+3 оптически связан с входом оптического нановолокна 2N+2, вторые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей от 1 до N оптически связаны с входами оптических нановолокон от N+1 до 2N, выходы оптических нановолокон от N+1 до 2N оптически связаны с входами второго оптического нановолоконного объединителя, вторые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до 2N оптически связаны с входами оптических нановолокон от 1 до N, выходы оптических нановолокон от 1 до N оптически связаны с входами первого оптического нановолоконного объединителя, второй выход оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+2 и вторые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до 2N являются поглощающими, телескопические нанотрубки первой пары расположены между выходами оптического нановолокна 2N+1 и первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+2 по оси распространения их выходных оптических сигналов, в крайнем левом положении внутренней нанотрубки первой пары оптические связи между выходами оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до 2N и входами оптических нановолокон от 1 до N отсутствуют, а оптические связи между выходами оптических нановолоконных Y-разветвителей от 1 до N и входами оптических нановолокон от N+1 до 2N присутствуют, в крайнем правом положении внутренней нанотрубки первой пары оптические связи между выходами оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до 2N и входами оптических нановолокон от 1 до N присутствуют, а оптические связи между выходами оптических нановолоконных Y-разветвителей от 1 до N и входами оптических нановолокон от N+1 до 2N отсутствуют, кроме этого оптическая связь между вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+3 и входом оптического нановолокна 2N+2 в крайнем правом положении внутренней нанотрубки первой пары присутствует, а в крайнем левом положении отсутствует, телескопические нанотрубки второй пары расположены между выходами первого оптического нановолоконного объединителя и первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+1 по оси распространения их выходных оптических сигналов, в положении «0» (крайнее левое) внутренней нанотрубки второй пары оптическая связь между выходами оптических нановолокон от 1 до N и входами первого нановолоконного объединителя присутствует, а оптические связи между выходами от 1 до N оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя, выходом 2N+2 оптического нановолокна и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей от 1 до N отсутствуют, в положении «1» внутренней нанотрубки второй пары оптическая связь между выходом 1 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входом оптического нановолоконного Y-разветвителя 1 присутствует, а оптическая связь между выходом оптического нановолокна 2N+2 и первым входом первого нановолоконного объединителя отсутствует, в положении «2» внутренней нанотрубки второй пары оптические связи между выходами 1 и 2 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей 1 и 2 присутствуют, а оптические связи между выходами оптического нановолокна 2N+2, 1 и первым входами первого нановолоконного объединителя отсутствуют, телескопические нанотрубки третьей пары расположены между выходами второго оптического нановолоконного объединителя и вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+1 по оси распространения их выходных оптических сигналов, в положении «0» (крайнее левое) внутренней нанотрубки третьей пары оптические связи между выходами оптических нановолокон от N+1 до 2N и входами второго оптического нановолоконного объединителя присутствуют, а оптические связи между выходами от N+1 до 2N оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до 2N отсутствуют, в положении «1» внутренней нанотрубки третьей пары оптическая связь между выходом N+1 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входом оптического нановолоконного Y-разветвителя N+1 присутствует, а оптическая связь между выходом оптического нановолокна N+1 и первым входом второго нановолоконного объединителя отсутствует, в положении «2» внутренней нанотрубки третьей пары оптическая связь между выходами N+1 и N+2 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей N+1 и N+2 присутствует, а оптическая связь между выходами оптических нановолокон N+1, N+2 и входами второго нановолоконного объединителя отсутствует, в положении «М» внутренней нанотрубки третьей пары оптические связи между выходами от N+1 до N+M оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до N+M присутствуют, а оптические связи между выходами оптических нановолокон от N+1 до N+M и входами второго нановолоконного объединителя отсутствуют, выходами устройства являются первые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей от 1 до N.The essence of the invention lies in the fact that the device contains a source of constant optical signal, three pairs of telescopic nanotubes containing internal and external nanotubes, 2N + 2 optical nanofibres, 2N + 3 optical nanofiber Y-splitters, two optical nanofiber combiners, optical 2N + 1- output nanofiber splitter, the counting input of the device is the input 2N + 1 nanofibre, the reset input of the device is the input 2N + 1 of the optical nanofiber Y-splitter, the output of the source of constant optical si the channel is connected to the input of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter, the outputs from 1 to 2N of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter are optically connected to the inputs of the optical nanofiber Y-couplers from 1 to 2N, the output 2N + 1 of the optical 2N + 1-output the nanofiber splitter is connected to the input of the optical nanofiber Y-splitter 2N + 3, the first output of which is connected to the input of the optical nanofiber Y-splitter 2N + 2, the second output of the optical nanofiber Y-splitter 2N + 3 is optically connected to the optical input 2N + 2 nanofibers, the second outputs of the optical nanofiber Y-splitters from 1 to N are optically connected to the inputs of the optical nanofibres from N + 1 to 2N, the outputs of the optical nanofibres from N + 1 to 2N are optically connected to the inputs of the second optical nanofiber combiner, the second outputs optical nanofiber Y-splitters from N + 1 to 2N are optically connected to the inputs of optical nanofibres from 1 to N, the outputs of optical nanofibres from 1 to N are optically connected to the inputs of the first optical nanofiber combiner, the second optical the window Y-splitter 2N + 2 and the second outputs of the optical nanofiber Y-splitters N + 1 to 2N are absorbing, the telescopic nanotubes of the first pair are located between the outputs of the optical nanofiber 2N + 1 and the first output of the optical nanofiber Y-splitter 2N + 2 along the propagation axis their output optical signals, in the leftmost position of the inner nanotube of the first pair, there are no optical connections between the outputs of the optical nanofiber Y-splitters from N + 1 to 2N and the inputs of the optical nanofibres from 1 to N, and the optical there are some links between the outputs of optical nanofiber Y-splitters from 1 to N and the inputs of optical nanofibres from N + 1 to 2N; in the extreme right position of the inner nanotube of the first pair, the optical connections between the outputs of optical nanofiber Y-splitters from N + 1 to 2N and inputs there are optical nanofibres from 1 to N, and there are no optical links between the outputs of the optical nanofiber Y-splitters from 1 to N and the inputs of the optical nanofibres N + 1 to 2N, in addition there is an optical connection between the second output of the optical nano of a 2N + 3 fiber Y-splitter and 2N + 2 optical nanofiber input in the extreme right position of the first nanotube inner pair is present, but not in the leftmost position, the second pair of telescopic nanotubes are located between the outputs of the first optical nanofiber combiner and the first output of the optical nanofiber Y-splitter 2N + 1 along the propagation axis of their output optical signals, in the “0” position (far left) of the inner nanotube of the second pair, the optical connection between the outputs of the optical nanofibres from 1 to N and the inputs of the first nanofiber combiner is present, and there are no optical links between the outputs from 1 to N of a 2N + 1-output nanofiber splitter, the output of 2N + 2 optical nanofibres and the inputs of optical nanofiber Y-splitters from 1 to N, in the position "1" of the inner nanotube of the second pair has an optical connection between the output 1 of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter and the input of the optical nanofiber Y-splitter 1, and the optical connection between the output of the 2N optical nanofiber +2 and the first input of the first nanofiber combiner is absent, in position “2” of the inner nanotube of the second pair there are optical links between the outputs 1 and 2 of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter and the inputs of the optical nanofiber Y-splitters 1 and 2, and optical links between the outputs of the optical nanofiber 2N + 2, 1 and the first inputs of the first nanofiber combiner are absent, telescopic nanotubes of the third pair are located between the outputs of the second optical nanofiber combiner and the second by the output of the optical nanofiber Y-splitter 2N + 1 along the propagation axis of their output optical signals, in the “0” position (leftmost) of the third nanotube’s inner nanotube, optical connections between the outputs of the optical nanofibres from N + 1 to 2N and the inputs of the second optical nanofiber combiner are present, and there are no optical connections between the outputs from N + 1 to 2N of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter and the inputs of the optical nanofiber Y-splitters from N + 1 to 2N, in the “1” position of the third nanotube there is an optical connection between the output N + 1 of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter and the input of the optical nanofiber Y-splitter N + 1 is present, and there is no optical connection between the output of the optical nanofiber N + 1 and the first input of the second nanofiber combiner, in position “2” the inner nanotube of the third pair, the optical connection between the outputs N + 1 and N + 2 of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter and the inputs of the optical nanofiber Y-splitters N + 1 and N + 2 is present, and the optical connection between the optical outputs There are no optical nanofibres N + 1, N + 2 and the inputs of the second nanofiber combiner; in the M position of the inner nanotube of the third pair, there are optical links between the outputs from N + 1 to N + M of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter and the inputs of optical nanofiber Y splitters from N + 1 to N + M are present, and there are no optical connections between the outputs of optical nanofibers from N + 1 to N + M and the inputs of the second nanofiber combiner, the device outputs are the first outputs of optical nanofiber Y-splitters from 1 to N.

На чертеже представлена функциональная схема оптического наносчетчика.The drawing shows a functional diagram of an optical nanometer.

Устройство состоит из источника постоянного оптического сигнала 1, 2N+2 оптических нановолокон 2_{i, i=1…2·N+2}, 2N+3 оптических нановолоконных Y-разветвителей 3_{i, i=1…2N+2}, шести телескопических нанотрубок 4_{i, i=1…6} (4₁, 4₃, 4₅ - внутренняя нанотрубка, 4₂, 4₄, 4₆ - внешняя нанотрубка), двух оптических нановолоконных объединителей 5_{i, i=1…2}, оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6.The device consists of a constant optical signal source 1, 2N + 2 optical nanofibres 2 _{i, i = 1 ... 2 · N + 2} , 2N + 3 optical nanofiber Y-splitters 3 _{i, i = 1 ... 2N + 2} , six telescopic nanotubes 4 _{i, i = 1 ... 6} (4 ₁ , 4 ₃ , 4 ₅ - inner nanotube, 4 ₂ , 4 ₄ , 4 ₆ - outer nanotube), two optical nanofiber combiners 5 _{i, i = 1 ... 2} , optical 2N + 1 output nanofiber splitter 6.

Счетным входом «С» устройства является вход оптического нановолокна 2_2N+1. Входом сброса «R» устройства является вход оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+1. Выходами устройства Q₁…Q_Nявляются первые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей 3₁…3_N.The counting input "C" of the device is the input of an optical nanofiber 2 _{2N + 1} . The reset input “R” of the device is the input of the optical nanofiber Y-splitter 3 _{2N + 1} . The outputs of the device Q ₁ ... Q _N are the first outputs of the optical nanofiber Y-couplers 3 ₁ ... 3 _N.

Выход источника постоянного оптического сигнала 1 подключен к входу оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6. Интенсивность источника постоянного оптического сигнала 1 составляет 2(2N+1) усл. ед.The output of the source of constant optical signal 1 is connected to the input of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter 6. The intensity of the source of constant optical signal 1 is 2 (2N + 1) srvc. units

Выходы от 1 до 2N оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 оптически связаны с входами оптических нановолоконных Y-разветвителей 3₁…3_2N. Выход 2Ν+1 оптического 2Ν+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 подключен к входу оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2ν+3, первый выход которого подключен к входу оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+2. Второй выход оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2Ν+3 оптически связан с входом оптического нановолокна 2_2Ν+2. Выход оптического нановолокна 2_2N+2 оптически связан с входом первого оптического нановолоконного объединителя 5₂.The outputs from 1 to 2N optical 2N + 1-output nanofiber splitter 6 are optically connected to the inputs of optical nanofiber Y-splitters 3 ₁ ... 3 _2N . The output 2Ν + 1 of the optical 2Ν + 1-output nanofiber splitter 6 is connected to the input of the optical nanofiber Y-splitter 3 _{2ν + 3} , the first output of which is connected to the input of the optical nanofiber Y-splitter 3 _{2N + 2} . The second output of the optical nanofiber Y-splitter 3 _{2Ν + 3 is} optically coupled to the input of the optical nanofiber 2 _{2Ν + 2} . The output of the optical nanofiber 2 _{2N + 2 is} optically coupled to the input of the first optical nanofiber combiner 5 ₂ .

Вторые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей 3₁…3_nоптически связаны с входами оптических нановолокон 2_N+1…2_2N. Выходы оптических нановолокон 2_N+1…2_2N оптически связаны с входами второго оптического нановолоконного объединителя 5₂.The second outputs of the optical nanofiber Y-couplers 3 ₁ ... 3 _{n are} optically coupled to the inputs of the optical nanofibres 2 _{N + 1} ... 2 _2N . The outputs of the optical nanofibres 2 _{N + 1} ... 2 _{2N are} optically coupled to the inputs of the second optical nanofiber combiner 5 ₂ .

Вторые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей 3_N+1…3_2N оптически связаны с входами оптических нановолокон 2₁…2_N. Выходы оптических нановолокон 2₁…2_Ν оптически связаны с входами оптического нановолоконного объединителя 5₁.The second outputs of the optical nanofiber Y-couplers 3 _{N + 1} ... 3 _{2N are} optically connected to the inputs of the optical nanofibres 2 ₁ ... 2 _N. The outputs of the optical nanofibres 2 ₁ ... 2 _{Ν are} optically coupled to the inputs of the optical nanofiber combiner 5 ₁ .

Второй выход оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+2 и вторые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей 3_N+1…3_2Nявляются поглощающими.The second output of the optical nanofiber Y-coupler 3 _{2N + 2} and the second outputs of the optical nanofiber Y-couplers 3 _{N + 1} ... 3 _2N are absorbing.

Телескопические нанотрубки 4₁, 4₂ расположены между выходами оптического нановолокна 2_2N+1 и первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителей 3_2N+2 по оси распространения их выходных оптических сигналов.Telescopic nanotubes 4 ₁ , 4 ₂ are located between the outputs of the optical nanofiber 2 _{2N + 1} and the first output of the optical nanofiber Y-couplers 3 _{2N + 2} along the propagation axis of their output optical signals.

Световой поток с выхода оптического нановолокна 2_2N+1 воздействует на внутреннюю нанотрубку 4₁ с левой стороны, перемещая ее вправо, а световой поток с первого выхода оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+2 воздействует на внутреннюю нанотрубку 4₁ с правой стороны, перемещая ее влево.The luminous flux from the output of the optical nanofiber 2 _{2N + 1} acts on the inner nanotube 4 ₁ on the left side, moving it to the right, and the luminous flux from the first exit of the optical nanofiber Y-splitter 3 _{2N + 2} acts on the inner nanotube 4 ₁ on the right side, moving her left.

Под воздействием разности давлений световых потоков (разность оптических мощностей 1-5 ватт создает разность давлений 5-15 нН), внутренняя нанотрубка 4₁ 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]).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 ₁ 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]).

В крайнем левом положении внутренней нанотрубки 4₁ оптические связи между выходами оптических нановолоконных Y-разветвителей 3₁…3_Nи входами оптических нановолокон 2_N+1…22_N присутствуют, а оптические связи между выходами оптических нановолоконных Y-разветвителей 3_Ν+1…3_2N и входами оптических нановолокон 2₁…2_Ν отсутствуют.In the leftmost position of the inner nanotube 4 _1, optical connections between the outputs of the optical nanofiber Y-couplers 3 ₁ ... 3 _N and the inputs of the optical nanofibres 2 _{N + 1} ... 22 _N are present, and the optical connections between the outputs of the optical nanofiber Y-couplers 3 _{Ν + 1} ... 3 _2N and inputs of optical nanofibres 2 ₁ ... 2 _{Ν are} absent.

В крайнем правом положении внутренней нанотрубки 4₁ оптические связи между выходами оптических нановолоконных Y-разветвителей 3_Ν+1…3_2Ν и входами оптических нановолокон 2₁…2_Ν присутствуют, а оптические связи между выходами оптических нановолоконных Υ-разветвителей 3₁…3_Ν и входами оптических нановолокон 2_N+1…2_2Nотсутствуют. Кроме этого оптическая связь между вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2Ν+3 и входом оптического нановолокна 2_2ν+2 в крайнем правом положении внутренней нанотрубки 4₁ присутствует, а в крайнем левом положении отсутствует.In the extreme right position of the inner nanotube 4 _1, optical connections between the outputs of the optical nanofiber Y-splitters 3 _{Ν + 1} ... 3 _2Ν and the inputs of the optical nanofibres 2 ₁ ... 2 _Ν are present, and the optical connections between the outputs of the optical nanofiber Y-splitters 3 ₁ ... 3 _Ν and inputs of optical nanofibres 2 _{N + 1} ... 2 _{2N are} absent. In addition, the optical connection between the second output of the optical nanofiber Y-splitter 3 _{2Ν + 3} and the input of the optical nanofiber 2 _{2ν + 2} in the extreme right position of the inner nanotube 4 _{1 is} present, and in the extreme left position is absent.

Телескопические нанотрубки 4₃, 4₄ расположены между выходами оптического нановолоконного объединителя 5₁ и первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+1 по оси распространения их выходных оптических сигналов. Световой поток с выхода оптического нановолоконного объединителя 5₁ воздействует на внутреннюю нанотрубку 4₃ с левой стороны, перемещая ее вправо, а световой поток с первого выхода оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+1 воздействует на внутреннюю нанотрубку 4₃ с правой стороны, перемещая ее влево.Telescopic nanotubes 4 ₃ , 4 ₄ are located between the outputs of the optical nanofiber combiner 5 ₁ and the first output of the optical nanofiber Y-splitter 3 _{2N + 1} along the propagation axis of their output optical signals. The luminous flux from the output of the optical nanofiber combiner 5 ₁ acts on the inner nanotube 4 ₃ on the left side, moving it to the right, and the luminous flux from the first output of the optical nanofiber combiner Y ₂ splitter 3 _{2N + 1} acts on the inner nanotube 4 ₃ on the right side, moving it to the left.

В положении «0» (крайнее левое) внутренней нанотрубки 4₃оптическая связь между выходами оптических нановолокон 2₁…2_N, и входами нановолоконного объединителя 5₁ присутствует, а оптическая связь между выходами 1…N оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей 3₁…3_N отсутствует.In the “0” position (far left) of the inner nanotube 4 _{3, the} optical connection between the outputs of the optical nanofibres 2 ₁ ... 2 _N and the inputs of the nanofiber combiner 5 _{1 is} present, and the optical connection between the outputs 1 ... N of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter 6 and inputs of optical nanofiber Y-splitters 3 ₁ ... 3 _{N is} absent.

В положении «1» внутренней нанотрубки 4₃ оптическая связь между выходом 1 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 и входом оптического нановолоконного Y-разветвителя 3₁ присутствует, а оптическая связь между выходом оптического нановолокна 2_2N+2 и первым входом нановолоконного объединителя 5₁ отсутствует.In the “1” position of the inner nanotube 4 _{3, the} optical connection between the output 1 of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter 6 and the input of the optical nanofiber Y-splitter 3 _{1 is} present, and the optical connection between the output of the optical nanofiber 2 _{2N + 2} and the first input of the nanofiber combiner 5 _{1 is} missing.

В положении «2» внутренней нанотрубки 4₃ оптические связи между выходами 1 и 2 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей 3₁…3₂ присутствуют, а оптические связи между выходами оптических нановолокон 2_2N+2, 2₁ и входами нановолоконного объединителя 5₁ отсутствует.In position “2” of the inner nanotube 4 _{3 there are} optical connections between the outputs 1 and 2 of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter 6 and the inputs of the optical nanofiber Y-couplers 3 ₁ ... 3 ₂ , and the optical connections between the outputs of the optical nanofibres 2 _{2N + 2} , 2 ₁ and the inputs of the nanofiber combiner 5 _{1 is} absent.

Телескопические нанотрубки 4₅, 4₆ расположены между выходами второго оптического нановолоконного объединителя 5₂ и вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+1 по оси распространения их выходных оптических сигналов. Световой поток с выхода второго оптического нановолоконного объединителя 5₂ воздействует на внутреннюю нанотрубку 4₅ с левой стороны, перемещая ее вправо, а световой поток со второго выхода оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+1воздействует на внутреннюю нанотрубку 4₅ с правой стороны, перемещая ее влево.Telescopic nanotubes 4 ₅ , 4 ₆ are located between the outputs of the second optical nanofiber combiner 5 ₂ and the second output of the optical nanofiber Y-splitter 3 _{2N + 1} along the propagation axis of their output optical signals. The luminous flux from the output of the second optical nanofiber combiner 5 ₂ acts on the inner nanotube 4 ₅ on the left side, moving it to the right, and the luminous flux from the second output of the optical nanofiber combiner Y ₂ splitter 3 _{2N + 1} acts on the inner nanotube 4 ₅ on the right side, moving her left.

В положении «0» (крайнее левое) внутренней нанотрубки 4₅оптические связи между выходами оптических нановолокон 2_N+1…2_2N и входами оптического нановолоконного объединителя 5₂ присутствуют, а оптические связи между выходами N+1…2N оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей 3_N+1…3_2N отсутствуют.In the “0” position (far left) of the inner nanotube 4 _{5 there are} optical connections between the outputs of the optical nanofibres 2 _{N + 1} ... 2 _2N and the inputs of the optical nanofiber combiner 5 ₂ , and the optical connections between the outputs N + 1 ... 2N of the optical 2N + 1- the output nanofiber splitter 6 and the inputs of the optical nanofiber Y-splitters 3 _{N + 1} ... 3 _{2N are} absent.

В положении «1» внутренней нанотрубки 4₅ оптическая связь между выходом N+1 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 и входом оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_n+1 присутствует, а оптическая связь между выходом оптического нановолокна 2_Ν+1 и первым входом нановолоконного объединителя 5₂ отсутствуют.In position “1” of the inner nanotube 4 _{5, the} optical connection between the output N + 1 of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter 6 and the input of the optical nanofiber Y-splitter 3 _{n + 1 is} present, and the optical connection between the output of the optical nanofiber 2 _{Ν + 1} and the first input of the nanofiber combiner 5 _{2 are} absent.

В положении «2» внутренней нанотрубки 4₅ оптические связи между выходами N+1, N+2 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей 3_N+1, 3_N+2 присутствуют, а оптические связи между выходом оптического нановолокна 2_2n+1, 2_2n+2 и вторым входом второго нановолоконного объединителя 5₂ отсутствуют.In position “2” of the inner nanotube 4 _{5 there are} optical connections between the outputs N + 1, N + 2 of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter 6 and the inputs of the optical nanofiber Y-splitters 3 _{N + 1} , 3 _{N + 2} , and optical connections between the output of the optical nanofiber 2 _{2n + 1} , 2 _{2n + 2} and the second input of the second nanofiber combiner 5 _{2 are} absent.

В положении «М» внутренней нанотрубки 4₅ оптические связи между выходами от N+1 до N+M оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до N+M присутствуют, а оптические связи между выходами оптических нановолокон от N+1 до N+M и входами второго нановолоконного объединителя отсутствуют.In the “M” position of the inner nanotube 4 _5, optical connections between the outputs from N + 1 to N + M of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter and the inputs of the optical nanofiber Y-couplers from N + 1 to N + M are present, and optical connections between the outputs of optical nanofibers from N + 1 to N + M and the inputs of the second nanofiber combiner are absent.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Перед началом счета на вход сброса R подается оптический сигнал интенсивности 2 усл. ед. Оптический сигнал с входа R, пройдя через оптический нановолоконный Y-разветвитель 3_2N+1 и уменьшившись по интенсивности в два раза, переместит внутренние нанотрубки 4₃ и 4₅ в крайнее левое положение.Before starting the count, an optical signal of intensity 2 conv. units The optical signal from the input R, passing through the 3 _{2N + 1} optical nanofiber Y-splitter and halving in intensity, will move the inner nanotubes 4 ₃ and 4 ₅ to the leftmost position.

При подаче на вход С оптического сигнала интенсивности 0 усл. ед. внутренняя нанотрубка 4₁ переместится в крайнее левое положение под воздействием оптического сигнала интенсивностью 0,5 усл. ед. с выхода оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+2.When applying to the input With an optical signal of intensity 0 srvc. units the inner nanotube 4 _{1 will} move to the leftmost position under the influence of an optical signal with an intensity of 0.5 srvc. units from the output of the optical nanofiber Y-splitter 3 _{2N + 2} .

При подаче на вход С сигнала интенсивности 1 усл. ед. (первый импульс) внутренняя нанотрубка 4₁ переместится в крайнее правое положение (интенсивность сигнала слева больше, чем сигнала справа).When applying to the input C signal intensity 1 srvc. units (first pulse) the inner nanotube 4 _{1 will} move to the far right position (the signal intensity on the left is greater than the signal on the right).

Оптический сигнал со второго выхода оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+3 поступает на вход оптического нановолокна 2_2N+2 и далее поступает на вход оптического нановолоконного объединителя 5₁. С выхода оптического нановолоконного объединителя 5₁ оптический сигнал воздействует на внутреннюю телескопическую нанотрубку 4₃. Под действием давления светового потока внутренняя нанотрубка 4₃ будет перемещаться вправо. В результате внутренняя телескопическая нанотрубка 4₃ разорвет оптическую связь между выходом оптического нановолокна 2_2Ν+2 и входом оптического нановолоконного объединителя 5₁. Внутренняя телескопическая нанотрубка 4₃ остановится в положении «1».The optical signal from the second output of the optical nanofiber Y-splitter 3 _{2N + 3 is} fed to the input of the optical nanofiber 2 _{2N + 2} and then fed to the input of the optical nanofiber combiner 5 ₁ . From the output of the optical nanofiber combiner 5 _{1, the} optical signal acts on the inner telescopic nanotube 4 ₃ . Under the influence of the pressure of the light flux, the inner nanotube 4 ₃ will move to the right. As a result, the inner telescopic nanotube 4 ₃ will break the optical connection between the output of the optical nanofiber 2 _{2Ν + 2} and the input of the optical nanofiber combiner 5 ₁ . The inner telescopic nanotube 4 ₃ will stop at position “1”.

Оптический сигнал с первого выхода оптического 2Ν+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 беспрепятственно проходит на вход оптического нановолоконного Y-разветвителя 3₁. Сигнал с первого выхода оптического нановолоконного Y-разветвителя 3₁ поступает на выход устройства Q₁.The optical signal from the first output of the optical 2Ν + 1-output nanofiber splitter 6 freely passes to the input of the optical nanofiber Y-splitter 3 ₁ . The signal from the first output of the optical nanofiber Y-splitter 3 _{1 is} supplied to the output of the device Q ₁ .

При подаче на вход С сигнала интенсивности 0 усл. ед. внутренняя нанотрубка 4₁ переместится в крайнее левое положение.When applying to the input C signal intensity 0 srvc. units the inner nanotube 4 _{1 will} move to the leftmost position.

Оптический сигнал с выхода 1 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6, пройдя оптический нановолоконный Y-разветвитель 3₁ поступает на вход оптического нановолокна 2_N+1 и далее поступает на вход оптического нановолоконного объединителя 5₂. С выхода оптического нановолоконного объединителя 5₂ оптический сигнал воздействует на внутреннюю телескопическую нанотрубку 4₅. Под действием давления светового потока внутренняя нанотрубка 4₅ будет перемещаться вправо. В результате внутренняя телескопическая нанотрубка 4₅ разорвет оптическую связь между выходом оптического нановолокна 2_Ν+1и первым входом оптического нановолоконного объединителя 5₂. Внутренняя телескопическая нанотрубка 4₅ остановится в положении «1».The optical signal from the output 1 of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter 6, passing the optical nanofiber Y-splitter 3 _{1 is} fed to the input of the optical nanofiber 2 _{N + 1} and then fed to the input of the optical nanofiber combiner 5 ₂ . From the output of the optical nanofiber combiner 5 _{2, the} optical signal acts on the inner telescopic nanotube 4 ₅ . Under the pressure of the light flux, the inner nanotube 4 ₅ will move to the right. As a result, the inner telescopic nanotube 4 ₅ will break the optical connection between the output of the optical nanofiber 2 _{Ν + 1} and the first input of the optical nanofiber combiner 5 ₂ . The inner telescopic nanotube 4 ₅ will stop at position “1”.

Оптический сигнал с выхода Ν+1 оптического 2Ν+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 беспрепятственно проходит на вход оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_Ν+1.The optical signal from the output Ν + 1 of the optical 2Ν + 1-output nanofiber splitter 6 freely passes to the input of the optical nanofiber Y-splitter 3 _{Ν + 1} .

При подаче на вход C сигнала интенсивности 1 усл. ед. (второй импульс) внутренняя нанотрубка 4₁ переместится в крайнее правое положение.When applying to the input C signal intensity 1 srvc. units (second impulse) the inner nanotube 4 _{1 will} move to the extreme right position.

Оптический сигнал с выхода N+1 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 через оптический нановолоконный Y-разветвитель 3_Ν+1 поступает на вход оптического нановолокна 2₁ и далее поступает на вход оптического нановолоконного объединителя 5₁. С выхода оптического нановолоконного объединителя 5₁ оптический сигнал воздействует на внутреннюю телескопическую нанотрубку 4₃. Под действием давления светового потока внутренняя нанотрубка 4₃ будет перемещаться вправо. В результате внутренняя телескопическая нанотрубка 4₃ разорвет оптическую связь между выходом оптического нановолокна 2₁ и входом оптического нановолоконного объединителя 5₁. Внутренняя телескопическая нанотрубка 4₃ остановится в положении «2».The optical signal from the output N + 1 of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter 6 through the optical nanofiber Y-splitter 3 _{Ν + 1 is} fed to the input of the optical nanofiber 2 ₁ and then fed to the input of the optical nanofiber combiner 5 ₁ . From the output of the optical nanofiber combiner 5 _{1, the} optical signal acts on the inner telescopic nanotube 4 ₃ . Under the influence of the pressure of the light flux, the inner nanotube 4 ₃ will move to the right. As a result, the inner telescopic nanotube 4 ₃ will break the optical connection between the output of the optical nanofiber 2 ₁ and the input of the optical nanofiber combiner 5 ₁ . The inner telescopic nanotube 4 ₃ will stop at position “2”.

Оптический сигнал с выхода 2 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 поступает на вход оптического нановолокна 2_N+2 и далее поступает на вход оптического нановолоконного объединителя 5₂. С выхода оптического нановолоконного объединителя 5₂оптический сигнал воздействует на внутреннюю телескопическую нанотрубку 4₅. Под действием давления светового потока внутренняя нанотрубка 4₅ будет перемещаться вправо. В результате внутренняя телескопическая нанотрубка 4₅ разорвет оптическую связь между выходом оптического нановолокна 2_N+2 и входом оптического нановолоконного объединителя 5₂. Внутренняя телескопическая нанотрубка 4₅ остановится в положении «2».The optical signal from the output 2 of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter 6 is fed to the input of the optical nanofiber 2 _{N + 2} and then fed to the input of the optical nanofiber combiner 5 ₂ . From the output of the optical nanofiber combiner 5 _{2, the} optical signal acts on the inner telescopic nanotube 4 ₅ . Under the pressure of the light flux, the inner nanotube 4 ₅ will move to the right. As a result, the inner telescopic nanotube 4 ₅ will break the optical connection between the output of the optical nanofiber 2 _{N + 2} and the input of the optical nanofiber combiner 5 ₂ . The inner telescopic nanotube 4 ₅ will stop at position “2”.

Оптический сигнал с N+2-го выхода оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 беспрепятственно проходит на вход оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_N+2.The optical signal from the N + 2th output of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter 6 passes unhindered to the input of the optical nanofiber Y-splitter 3 _{N + 2} .

Каждый раз, при подаче на счетный вход «C» оптического сигнала интенсивности 1 усл. ед. внутренняя нанотрубка 4₃ будет перемещаться вправо на 1 шаг, а при подаче на счетный вход «C» оптического сигнала интенсивности 0 усл. ед. будет перемещаться вправо на 1 шаг внутренняя нанотрубка 4₅. Информация на выходах Q₁…Q_n изменяется по переднему фронту счетного импульса.Each time, when an optical signal of intensity 1 srvc is supplied to the counting input “C” units the inner nanotube 4 ₃ will move to the right by 1 step, and when applying an optical signal of intensity 0 srvc to the counting input “C” units the inner nanotube 4 ₅ will move to the right by 1 step. The information at the outputs Q ₁ ... Q _n changes along the leading edge of the counting pulse.

Таким образом, при поступлении счетных импульсов на вход C на выходах Q₁…Q_n, в последовательном коде, будет отображаться количество импульсов.Thus, when counting pulses arrive at input C at the outputs Q ₁ ... Q _n , in the serial code, the number of pulses will be displayed.

Простота данного оптического наносчетчика и возможность наноразмерного исполнения делают его весьма перспективным при разработке и создании оптических вычислительных наномашин и приемопередающих наноустройств.The simplicity of this optical nanometer, and the possibility of nanoscale execution make it very promising for the development and creation of optical computing nanomachines and transceiver nanodevices.

Claims

An optical nanometer with a constant optical signal source, three pairs of telescopic nanotubes containing internal and external nanotubes, characterized in that 2N + 2 optical nanofibers, 2N + 3 optical nanofiber Y-couplers, two optical nanofiber combiners, optical 2N + 1-output nanofiber splitter, the counting input of the device is the input 2N + 1 nanofibre, the reset input of the device is the input 2N + 1 of the optical nanofiber Y-splitter, the output of a constant optical source of the other signal is connected to the input of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter, the outputs from 1 to 2N of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter are optically connected to the inputs of the optical nanofiber Y-splitters from 1 to 2N, the output 2N + 1 of the optical 2N + 1- the output nanofiber splitter is connected to the input of the optical nanofiber Y-splitter 2N + 3, the first output of which is connected to the input of the optical nanofiber Y-splitter 2N + 2, the second output of the optical nanofiber Y-splitter 2N + 3 is optically connected to the input ohms of optical nanofibre 2N + 2, the second outputs of optical nanofiber Y-splitters from 1 to N are optically connected to the inputs of optical nanofibres from N + 1 to 2N, the outputs of optical nanofibres from N + 1 to 2N are optically connected to the inputs of the second optical nanofiber combiner, second the outputs of optical nanofiber Y-splitters from N + 1 to 2N are optically connected to the inputs of optical nanofibres from 1 to N, the outputs of optical nanofibres from 1 to N are optically connected to the inputs of the first optical nanofiber combiner, the second output is optical 2N + 2 nanofiber Y-coupler and the second outputs of N + 1 to 2N optical nanofiber Y-couplers are absorbing, the first pair of telescopic nanotubes are located between the 2N + 1 optical nanofiber and the first 2N + 2 optical nanofiber Y-coupler propagation of their output optical signals, in the leftmost position of the inner nanotube of the first pair, there are no optical connections between the outputs of the optical nanofiber Y-splitters from N + 1 to 2N and the inputs of the optical nanofibres from 1 to N t, and the optical connections between the outputs of the optical nanofiber Y-couplers from 1 to N and the inputs of the optical nanofibres from N + 1 to 2N are present, in the extreme right position of the inner nanotube of the first pair, the optical connections between the outputs of the optical nanofiber Y-couplers from N + 1 to 2N and the inputs of optical nanofibres from 1 to N are present, and there are no optical links between the outputs of the optical nanofiber Y-splitters from 1 to N and the inputs of the optical nanofibres N + 1 to 2N, in addition there is an optical connection between the second optical output A 2N + 3 Y-coupled nanofiber and an 2N + 2 optical nanofiber input are present in the rightmost position of the first nanotube of the first pair, but not in the leftmost position, the second pair of telescopic nanotubes are located between the outputs of the first optical nanofiber combiner and the first output of the Y- optical nanofiber splitter 2N + 1 along the axis of propagation of their output optical signals, in the “0” position (leftmost) of the inner nanotube of the second pair, the optical connection between the optical outputs there are no nanofibres from 1 to N and the inputs of the first nanofiber combiner, and there are no optical links between the outputs from 1 to N of an optical 2N + 1-output nanofiber splitter, the output of 2N + 2 optical nanofibres and the inputs of optical nanofiber Y-splitters from 1 to N, position “1” of the inner nanotube of the second pair, the optical connection between the output 1 of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter and the input of the optical nanofiber Y-splitter 1 is present, and the optical connection between the output of the optical there is no 2N + 2 fiber and the first input of the first nanofiber combiner; in position 2 of the inner nanotube of the second pair, optical connections between the outputs 1 and 2 of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter and the inputs of the optical nanofiber Y-splitters 1 and 2 are present, and optical there are no connections between the outputs of the optical nanofiber 2N + 2, 1 and the first inputs of the first nanofiber combiner, the telescopic nanotubes of the third pair are located between the outputs of the second optical nanofiber For the second output of the optical nanofiber Y-splitter 2N + 1 along the propagation axis of their output optical signals, in the position “0” (leftmost) of the third nanotube’s inner nanotube, the optical links between the outputs of the optical nanofibers from N + 1 to 2N and the inputs of the second optical nanofiber combiners are present, and there are no optical links between the outputs from N + 1 to 2N of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter and the inputs of the optical nanofiber Y-splitters from N + 1 to 2N, in position “1” of the inner nanotube There is no optical coupling between the output N + 1 of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter and the input of the optical nanofiber Y-splitter N + 1, but there is no optical connection between the output of the optical nanofiber N + 1 and the first input of the second nanofiber combiner, in the " 2 ”of the inner nanotube of the third pair, the optical connection between the outputs N + 1 and N + 2 of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter and the inputs of the optical nanofiber Y-splitters N + 1 and N + 2 is present, and the optical connection between there are no N + 1, N + 2 optical nanofibre passages and inputs of the second nanofiber combiner; in the M position of the inner nanotube of the third pair there are optical links between the outputs from N + 1 to N + M of the optical 2N + 1-output nanofiber splitter and the inputs of optical nanofiber There are Y-couplers from N + 1 to N + M, and there are no optical links between the outputs of the optical nanofibres N + 1 to N + M and the inputs of the second nanofiber combiner, the device outputs are the first outputs of the optical nanofiber Y-couplers from 1 to N.