Оптический нанокомпаратор

Изобретение относится к средствам вычислительной техники. Сущность устройства заключается в формировании по двум входным оптическим сигналам 1а и 1b выходного оптического сигнала на выходе Ia>Ib или Ia<Ib. Оптический компаратор содержит оптический Y-разветвитель, два входных оптических нановолокна, две телескопические нанотрубки, два выходных оптических нановолокна, источник оптического сигнала. Технический результат - повышение быстродействия, потенциально возможного для оптических переключательных схем. 1 ил.

 

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.

Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является оптический компаратор, содержащий первый и второй входные информационные оптические разветвители, первый и второй управляющие оптические разветвители, а также N оптически связанных оптических разветвителей [Патент №2106064, Россия, 1994. Оптический компаратор / Соколов С. В., Баранник А.А.].

Недостатком данного устройства является сложность устройства, так как для достижения высокой точности требуется большое количество оптически связанных между собой оптических разветвителей.

Заявленное устройство направлено на упрощение решения задачи сравнения двух оптических некогерентных сигналов с быстродействием, потенциально возможным для оптических переключательных схем.

Поставленная задача возникает при разработке и создании чисто оптических вычислительных машин или приемопередающих устройств, обеспечивающих обработку информации в тера- и гигагерцевом диапазонах.

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, 2002 г.].

Сущность изобретения состоит в том, что в устройство, содержащее оптический Y-разветвитель, введены два входных оптических нановолокна, две телескопические нанотрубки, два выходных оптических нановолокна и источник оптического сигнала, причем информационными входами устройства являются входы первого и второго входных оптических нановолокон, выходы которых оптически связаны с торцами внутренней телескопической нанотрубки, расположенной между первым и вторым входными оптическими нановолокнами по оси распространения входных оптических сигналов, а выход источника оптического сигнала подключен ко входу оптического нановолоконного Y-разветвителя, выход первого оптического разветвления которого оптически подключен ко входу первого выходного оптического нановолокна, выход которого является первым выходом устройства, а выход второго оптического разветвления оптического нановолоконного Y-разветвителя оптически подключен ко входу второго выходного оптического нановолокна, выход которого является вторым выходом устройства, при этом в крайних положениях (левом или правом) внутренней телескопической нанотрубки оптическая связь между выходами оптических разветвлений оптического нановолоконного Y-разветвителя и входами соответствующих выходных оптических нановолокон отсутствует.

На чертеже представлена функциональная схема оптического нанокомпаратора.

Устройство состоит из двух входных оптических нановолокон 1i, i=1…2, двух телескопических нанотрубок 2i, i=1…2, (21 - внутренняя нанотрубка, 22 - внешняя нанотрубка), двух выходных оптических нановолокон 31, 32, одного оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 с оптическими разветвлениями 41, 42 и источника оптического сигнала 5 с интенсивностью 1 усл. ед.

Информационными входами устройства «Ia» и «Ib» являются входы первого и второго входных оптических нановолокон 11 и 12 соответственно, выходы которых оптически связаны с торцами внутренней нанотрубки 21.

Телескопические нанотрубки 21, 22 расположены между первым и вторым входными оптическими нановолокнами 11 и 12 по оси распространения входных оптических сигналов. Выход источника оптического сигнала 5 подключен ко входу оптического нановолоконного Y-разветвителя 4. Выход первого оптического разветвления 41 оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 оптически подключен ко входу первого выходного оптического нановолокна 31, выход которого является первым выходом устройства «Ia>Ib», а выход второго оптического разветвления 42 оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 оптически подключен ко входу второго выходного оптического нановолокна 32, выход которого является вторым выходом устройства «Ia<Ib». В крайних положениях (левом или правом) внутренней нанотрубки 22 оптическая связь между выходами оптических разветвлений 41, 42 оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 и входами выходных оптических нановолокон 31 и 32 отсутствует.

Оптический компаратор работает следующим образом.

Пусть на вход "Ia" подан сигнал интенсивности «А» усл. ед., а на вход "Ib" - сигнал интенсивности «В»>«А» усл. ед. Со входов "Ia" и "Ib" оптические сигналы поступают через входные оптические нановолокна 11, 12 на торцы внутренней телескопической нанотрубки 21. Под воздействием разности давлений световых потоков (разность оптических мощностей 1-5 ватт создает разность давлений 5-15 нН) внутренняя нанотрубка 21 будет перемещаться в сторону входного оптического нановолокна с меньшей интенсивностью входного оптического потока - в данном случае внутренняя нанотрубка 21 будет смещена в сторону входного оптического нановолокна 11. В результате нанотрубка 21 разорвет оптическую связь выходного оптического нановолокна 31 и оптического разветвления 41 оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 соответственно, сигнал на выходе "Ia>Ib" будет равен нулю. Т.к при этом оптический поток интенсивности 1 усл. ед. беспрепятственно проходит с выхода оптического разветвления 42 оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 на вход выходного оптического нановолокна 32 и далее на выход устройства "Ia<Ib", то сигнал на выходе "Ia<Ib" будет равен 1 усл. ед.

Если на вход "Ia" будет подан сигнал интенсивности «А»>«В» усл. ед. (на вход "Ib" - сигнал интенсивности «В»<«А» усл. ед.), то под воздействием разности давлений световых потоков нанотрубка 21 переместится в сторону входного оптического нановолокна 11 соответственно, сигнал на выходе "Ia<Ib" будет равен нулю. При этом оптический поток интенсивности 1 усл. ед. будет беспрепятственно проходить с выхода оптического разветвления 41 оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 на вход выходного оптического нановолокна 31 и далее на выход устройства "Ia>Ib", т.е. сигнал на выходе "Ia>Ib" будет равен 1 усл. ед.

Оптический нанокомпаратор, содержащий оптический Y-разветвитель, отличающийся тем, что в него введены два входных оптических нановолокна, две телескопические нанотрубки, два выходных оптических нановолокна и источник оптического сигнала, причем информационными входами устройства являются входы первого и второго входных оптических нановолокон, выходы которых оптически связаны с торцами внутренней телескопической нанотрубки, расположенной между первым и вторым входными оптическими нановолокнами по оси распространения входных оптических сигналов, а выход источника оптического сигнала подключен ко входу оптического нановолоконного Y-разветвителя, выход первого оптического разветвления которого оптически подключен ко входу первого выходного оптического нановолокна, выход которого является первым выходом устройства, а выход второго оптического разветвления оптического нановолоконного Y-разветвителя оптически подключен ко входу второго выходного оптического нановолокна, выход которого является вторым выходом устройства, при этом в крайних положениях (левом или правом) внутренней телескопической нанотрубки оптическая связь между выходами оптических разветвлений оптического нановолоконного Y-разветвителя и входами соответствующих выходных оптических нановолокон отсутствует.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам контроля и диагностики и может быть использовано как отдельное самостоятельное устройство. .

Изобретение относится к устройствам для кодирования, декодирования и передачи данных, представленных оптическими сигналами, в частности к коммутаторам оптических сигналов, применяемым в компьютерных сетях.

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к средствам вычислительной техники. .

Изобретение относится к средствам вычислительной техники. .

Изобретение относится к аналого-дискретным преобразователям, а именно к цифроаналоговым преобразователям, и может быть использовано для преобразования кодов в аналоговые сигналы.

Изобретение относится к средствам вычислительной техники. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации. .

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в оптических вычислительных машинах. .

Изобретение относится к области оптоэлектронной информационной техники и может быть использовано для построения систем отображения информации. .

Изобретение относится к области защиты окружающей среды и предназначено для выявления неконтролируемых выбросов наноразмерных частиц в атмосферу. .

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для химического никелирования широкого класса матриц из стали, чугуна и алюминия. .

Изобретение относится к изделию, используемому для структурного элемента промыслового устройства, промысловой установке и способу использования промыслового устройства.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в качестве магнитных материалов в электронных приборах или при производстве электрохимических устройств.

Изобретение относится к оксидным ванадий-титановым катализаторам, используемым для получения муравьиной кислоты путем газофазного окисления формальдегида кислородом и способам получения муравьиной кислоты с использованием данных катализаторов.

Изобретение относится к низкоразмерной нанотехнологии (область нейтронной физики) и может найти применение при контроле параметров ферромагнитных наноматериалов и приборов в процессе их изготовления, а также для диагностики структуры и динамики пространственно упорядоченных ферромагнитных наносистем на их пригодность в качестве стабильных носителей информации высокой плотности.

Изобретение относится к составам бетонных смесей. .

Изобретение относится к области оптического приборостроения, космической, лазерной оптики, квантовой и оптической наноэлектроники, а также полезно для дисплейной и телевизионной техники, где требуется высокое пропускание оптических покрытий и элементов в видимом и ближнем ИК-диапазоне спектра.

Изобретение относится к технологии получения углеродных волокнистых материалов, в частности к получению углеродных волокнистых структур, которые включают трехмерную сеть углеродных волокон.

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для получения наноразмерных порошков на основе оксида иттрия для производства оптической керамики, используемой, в частности, в качестве оптических сред, активируемых редкоземельными элементами (РЗЭ), в производстве ламп накаливания, газоразрядных люминесцентных ламп, инфракрасных смотровых окон высокотемпературных печей, а также для использования в каталитических процессах, где требуются катализаторы на основе носителей, сочетающих высокую поверхность с устойчивостью при повышенных температурах.

Изобретение относится к способам и устройствам для осуществления химических процессов в промышленности и может быть использовано для лабораторных исследований кинетических характеристик химических реакций
Наверх