SU1509809A1 - Multistable optical element - Google Patents
Multistable optical element Download PDFInfo
- Publication number
- SU1509809A1 SU1509809A1 SU874296962A SU4296962A SU1509809A1 SU 1509809 A1 SU1509809 A1 SU 1509809A1 SU 874296962 A SU874296962 A SU 874296962A SU 4296962 A SU4296962 A SU 4296962A SU 1509809 A1 SU1509809 A1 SU 1509809A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- photodetector
- states
- optical
- multistable
- interferometer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к оптоэлектронным вычислительным устройствам и может быть использовано в качестве логического элемента с множеством устойчивых состо ний, аналого-цифрового преобразовател или элемента оптической пам ти. Целью изобретени вл етс увеличение быстродействи и упрощение идентификации состо ний оптического мультистабильного элемента. Устройство содержит последовательно расположенные на оптической оси перестраиваемый одночастотный лазер, коллиматор, многолучевой интерферометр Физо и линейку фотоприемных элементов. Увеличение быстродействи обусловлено отсутствием в устройстве цепи обратной св зи, в которой неизбежны задержки обрабатываемого сигнала. Упрощение идентификации состо ний обусловлено тем, что вместо измерени уровн выходного сигнала достаточно определ ть номер фотоприемного элемента линейки, на выходе которого по вилс единичный сигнал. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.The invention relates to optoelectronic computing devices and can be used as a logical element with a variety of stable states, an analog-to-digital converter or an optical memory element. The aim of the invention is to increase the speed and simplify the identification of the states of an optical multistable element. The device contains a tunable single-frequency laser, a collimator, a Fizeau multi-beam interferometer and a line of photodetector elements sequentially located on the optical axis. The increase in speed is due to the absence of a feedback circuit in the device, in which delays of the signal being processed are inevitable. Simplification of the identification of states is due to the fact that instead of measuring the level of the output signal, it is sufficient to determine the number of the photodetector element of the ruler, the output of which is a single signal. 1 hp ff, 4 ill.
Description
Изобретение относитс к оптоэлект- ронной вычислительной технике и может быть использовано в качестве логического элемента со множеством устойчивых состо ний, аналого-циф-. рового преобразовател (АЦП) или элемента оптической пам ти.The invention relates to an optoelectronic computing technology and can be used as a logical element with a variety of stable states, analog-to-digital. an inverter (ADC) or an optical memory element.
Целью изобретени вл етс увеличение быстродействи и упрощение идентификации состо ний оптического.- мультистабильного элемента.The aim of the invention is to increase the speed and simplify the identification of the states of an optical. Multi-stable element.
На фиг.1 представлена функционалы на оптическа схема мультистабильного элемента; на фиг.2 - размещение линейки фотоприемных элементов относительно интерференционных пор дков , на фиг.З - зависимость амплитуды и.,, выходного сигнала мультистаОо Х .Figure 1 shows the functionalities on the optical layout of a multistable element; Fig. 3 shows the arrangement of the photodetector array with respect to the interference order; Fig. 3 shows the amplitude dependence and. of the output signal of the multtaoo X.
бильного элемента от амплитуды и входного сигнала} на-фиг.4 - функциональна оптическа схема АЦП на основе мультистабильного элемента.the amplitude amplitude element and the input signal} in Fig. 4 is a functional optical circuit of the ADC based on a multistable element.
Оптический мультистабильный эле- ,мент (фиг.1) содержит последовательно расположенные на оптической оси перестраиваемый одночастотный лазер.The optical multistable element (figure 1) contains a tunable single-frequency laser sequentially located on the optical axis.
ФF
0000
о фabout f
выполненный в виде элемента 1 управлени и собственно одночастотного лазера 2, коллиматор 3, многолучевой интерферометр Фиэо 4 н линейку 5 фотоприемных элементов.made in the form of the control element 1 and the single-frequency laser 2 itself, the collimator 3, the Fiao multi-beam interferometer 4 n line of 5 photodetector elements.
В частном варианте перестраиваемый одночастотный лазер выполнен в виде полупроводникового икжекцион- ного лазера с модул тором тока накачки (фиг.4). In the private version, the tunable single-frequency laser is made in the form of a semiconductor injection laser with a pump current modulator (Fig. 4).
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Входной сигнал поступает на вход мультистабильного элемента и через элемент 1 управлени измен ет частоту Iiзлyчeни лазера 2 пропорционально амплитуде Ug, . Излучение одно- частотного лазера 2 проходит коллиматор 3 и поступает на многолучевой интерферометр Физо 4, на выходе которого образуетс система эквидистантных интерференционных пор дков, положение которых по оси х зависит от частоты (длины волны) лазерного излучени (ось X перпендикул рна ребру клина многолучевого интерферометра Физо 4 и лежит в плоскости локализации интерференционных пор дков (фиг. 2 и 3). Интерференционна картина регистрируетс линейкой 5 фотоприемных элементов. В зависимости от положени интерференционного пор дка по оси У будет засвечен i-й фотопрйемньй элемент (фиг.2). Соответственно по витс выходной сигнал на i-м выходе мультистабильного элемента. При изменении амплитуды и Q входного сигнала в определенном диапазоне величин интерферен- ционньй пор док будет оставатьс в пределах апертуры i-ro фотоприемг ного элемента, что соответсвует i-му стабильному состо нию устройства. При изменении амплитуды U во всем диапазоне линейной зависимости частоты лазера 2 от значени Ugy интерференционный пор док последовательно пройдет апертуры всех N фотоприемных элементов. В результате зависимость выходного сигнала устройства от величины входного сигнала имеет вид, показанньй на фиг.З. Каждому .стабильному состо нию устройства соответствует по вление выходного сигнала на выходе определенного.фотоприемного элемента.The input signal is fed to the input of the multistable element and, through control element 1, changes the frequency I of the laser 2, in proportion to the amplitude Ug,. The radiation of a single-frequency laser 2 passes a collimator 3 and enters a multipath Fizo 4 interferometer, the output of which forms a system of equidistant interference order whose position along the x axis depends on the frequency (wavelength) of the laser radiation (axis X perpendicular to the edge of the multipath interferometer Fizeau 4 lies in the plane of localization of the interference orders (Figs. 2 and 3). The interference pattern is recorded by a ruler of photodetector elements 5. Depending on the position of the interference pores For example, the i-th photo-direct element will be illuminated along the Y axis (Fig. 2). Accordingly, the output signal at the i-th output of the multistable element will appear.With a change in the amplitude and Q input signal in a certain range of values, the interference order will remain within the apertures of the i-ro photo-receptive element, which corresponds to the i-th stable state of the device.With a change in the amplitude U over the entire range of the linear dependence of the frequency of the laser 2 on the value of Ugy, the interference order passes the apertures of all N mnyh elements. As a result, the dependence of the output signal of the device on the magnitude of the input signal has the form shown in FIG. Each stable state of the device corresponds to the appearance of the output signal at the output of a certain photo receiving element.
Предельное число состо ний Нуцонс устройства зависит от остроты интерферометра F, в частности N.,The limiting number of states of the Nucons device depends on the sharpness of the interferometer F, in particular N.,
2F.2F.
Дл перехода с первого состо ни в последнее перестраивают длину волны излучени одночастотного лазера 2 на величину л равную дисперсии многолучевого интерферометра Физо 4For the transition from the first state to the last, the wavelength of the single-frequency laser 2 is tuned to the value of l equal to the dispersion of the Fizeau multi-beam interferometer 4
лl
-jr, где 1 - длина интенферометра . В частности, дл полупроводникового инжекционного лазера ( 0,67-0,78 мкм) значение 1 0.01 м и соответственно й Л 0,3-0,2 А, дл чего необходимо изменить ток накачки на 4 мА. -jr, where 1 is the length of the internferometer. In particular, for a semiconductor injection laser (0.67–0.78 µm), the value is 1–0.01 m and, accordingly, l is 0.3–0.2 A, for which it is necessary to change the pump current by 4 mA.
Дл случа АЦП (фиг. 4) выходы мультистабильного элемента соедин ют с соответствующими входами чей- ки пам ти, что позвол ет сопоставитьFor the case of an ADC (Fig. 4), the outputs of the multistable element are connected to the corresponding inputs of the memory cell, which makes it possible to compare
определенньш код каждому стабильному состо нию устройства (см. таблицу).defined code for each stable state of the device (see table).
2525
Состо ниеState
II
Число в чейкеThe number in the cell
5five
00
5five
00
5five
Увеличение быстродействи устройства по сравнению с оптическим муль- тистабильным элементом, содержащим управл емый элемент в.составе интерферометра , на которьм поступает сигнал от выходного фотоприемника, обусловлено отсутствием задержек сигнала , которые неизбежны из-за наличи указанной обратной св зи выходной фотоприемник - управл емьй элемент.The increase in device speed compared to an optical multi-stable element containing a controllable element in the composition of an interferometer that receives a signal from an output photodetector is due to the absence of signal delays, which are inevitable due to the specified feedback output photodetector - control element .
Упрощение идентификации состо ний устройства обусловлено тем, что вместо измерени значений уровн выходного сигнала достаточно определ ть номер фотоприемного элемента, на выходе которого по вл етс единичный выходной сигнал.Simplification of identification of device states is caused by the fact that instead of measuring the output signal level values, it is sufficient to determine the number of the photodetector element at the output of which a single output signal appears.
При частном варианте выполнени перестраивагемого одночастотного лазера в виде полупроводникового инжекционного лазера с модул тором тока накачки дополнительно снижаетс энерги переключени состо ни устройства до величины пор дка (при F 20, N 40 и быстродействи фотоприемного элемента около с).In the case of a particular embodiment of a tunable single-frequency laser in the form of a semiconductor injection laser with a pump current modulator, the switching state of the device state is additionally reduced to a value of the order (with F 20, N 40 and a photodetector element speed of about c).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874296962A SU1509809A1 (en) | 1987-08-20 | 1987-08-20 | Multistable optical element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874296962A SU1509809A1 (en) | 1987-08-20 | 1987-08-20 | Multistable optical element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1509809A1 true SU1509809A1 (en) | 1989-09-23 |
Family
ID=21324241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874296962A SU1509809A1 (en) | 1987-08-20 | 1987-08-20 | Multistable optical element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1509809A1 (en) |
-
1987
- 1987-08-20 SU SU874296962A patent/SU1509809A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Smith P.W., Turner Е.Н., Halo- ney P.J. Electrooptic nonlinear Fab- ry-Perot devices. - IEEE J. Quant. Electronics, 1978, v. QE-14, № 3, p. 207-212. Garmire D. Signal processing with a nonlinear Fabry-Perot. - Proc. Society of Photo-Opt. Instrum. Eng,, 1981, № 269, p. 69-74. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0516064B1 (en) | Integrated optical modulator and method of providing a linearly modulated light signal | |
US5315422A (en) | Optical Mach-Zehnder type logic element which performs an XOR operation | |
US4939793A (en) | Integrated circuit assembly with optically coupled components | |
US5051790A (en) | Optoelectronic interconnections for integrated circuits | |
US5255332A (en) | NxN Optical crossbar switch matrix | |
CA1298388C (en) | Symmetric optical device | |
CA1293795C (en) | Optical device | |
US5541756A (en) | Apparatus and method for routing optical signals through wavelength-coding in a self-routed wavelength addressable network | |
SE468267B (en) | TERMINAL FOR A FREQUENCY PART, OPTICAL COMMUNICATION SYSTEM | |
GB2231167B (en) | Electro-optic waveguide device | |
GB2225482A (en) | Multichannel cavity laser | |
EP0323075B1 (en) | An optical switch | |
EP0161683A2 (en) | Optical switch circuit | |
JPH0583123A (en) | Part of optical-communication-logic element | |
US4783850A (en) | Optoelectronic compound switching matrix | |
US4967068A (en) | Single-ended optical logic arrangement | |
SU1509809A1 (en) | Multistable optical element | |
US5271074A (en) | Integrated optical waveguide apparatus | |
US5247183A (en) | Cryogenic signal coupler having imaging lens within a thermal barrier region for optoelectronic coupling | |
US3351410A (en) | Coupled junction semiconductor devices for optical wavelengths | |
You et al. | All-optical photonic signal processors with negative coefficients | |
Prise | Optical computing using self-electro-optic effect devices | |
US5311008A (en) | Self-electrooptic effect device for providing integer gain to input optical signals having series connected quantum well diodes | |
JPH07106548A (en) | Semiconductor light source device and driving method therefor | |
Fan et al. | Optical interconnection network for massively parallel processors using beam-steering vertical cavity surface-emitting lasers |