Інтегральний оптичний багатофункціональний логічний елемент

1. Інтегральний оптичний багатофункціональний логічний елемент, що містить підкладинку зі сформованим на ній відбивним прошарком, на поверхні якого сформований оптичний хвилевід, виконаний у вигляді першого хвилеводу, вхід якого оптично зв'язаний через першу дифракційну решітку, виконану у вигляді першого оптичного елемента зв'язку (ОЕЗ) із джерелом опорного випромінювання, на поверхні оптичного хвилеводу сформовані послідовно друга дифракційна решітка, виконана у вигляді другого ОЕЗ, перший пасивний фільтр і третя дифракційна решітка, виконана у вигляді третього ОЕЗ, вихід зазначеного першого хвилеводу через зазначений другий ОЕЗ, через зазначений перший пасивний фільтр, через входи зазначеного третього, четвертого і п'ятого ОЕЗ, виходи яких оптично зв'язані з першими входами першого, другого і третього активних фільтрів, другий вхід зазначеного першого активного фільтра оптично зв'язаний через шостий ОЕЗ, через другий хвилевід, через сьомий ОЕЗ із першим джерелом випромінювання другої групи, виконаним у вигляді першого інформаційного входу, друге джерело випромінювання другої групи, що виконане у вигляді другого інформаційного входу, оптично зв'язане через восьмий ОЕЗ, через третій хвилевід, через дев'ятий ОЕЗ з другим входом вказаного третього активного фільтра, виходи першого і третього активних фільтрів через десятий і одинадцятий ОЕЗ, відповідно, через другий і третій пасивні фільтри, відповідно, оптично зв'язані з входами дванадцятого і тринадцятого ОЕЗ, відповідно, виходи зазначених дванадцятого і тринадцятого ОЕЗ оптично зв'язані з входами першо 2 (19) 1 3 18222 4 ОСФ, двадцятий ОЕЗ виконаний у вигляді дванадсьмого фотоактивного елемента, перший вихід цятого ОЕЗ, другий і четвертий активні фільтри якого оптично зв'язаний через двадцять третій виконані у вигляді одного монолітного конструктиОЕЗ із входом десятого хвилеводу, вихід якого є вного компонента як другого активного фільтра, першим інформаційним виходом пристрою четвеперший вхід якого виконано з можливістю утвортої групи, другий вихід зазначеного восьмого форення оптичного зв'язку від третього ОЕЗ до третоактивного елемента оптично зв'язаний через тього ОСФ і далі на вхід третього фотоактивного двадцять четвертий ОЕЗ із другим входом десятоелемента, вихід шостого хвилеводу як інформаго активного фільтра, вихід якого оптично зв'язаційний вихід пристрою другої групи виконаний у ний через дев'ятий ОСФ із входом дев'ятого фотовигляді першого інформаційного виходу пристрою активного елемента, перший вихід якого оптично другої групи, вихід третього фотоактивного елемезв'язаний через двадцять п'ятий ОЕЗ із входом нта виконаний у вигляді першого виходу третього одинадцятого хвилеводу, вихід якого є другим інфотоактивного елемента, додатково містить четформаційним виходом пристрою четвертої групи, вертий і п'ятий активні фільтри, другі входи яких перші входи зазначених четвертого, п'ятого, шосоптично зв'язані через тринадцятий і чотирнадцятого, сьомого, восьмого, дев'ятого і десятого актитий ОЕЗ, відповідно, із третіми виходами зазначевних фільтрів оптично зв'язані з зазначеним третім них першого і другого фотоактивних елементів, ОЕЗ, неактивні поверхні зазначених хвилеводів відповідно, виходи зазначених четвертого і п'ятого оснащені відбивними прошарками. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що активних фільтрів оптично зв'язані через четвертий ОСФ із входом четвертого фотоактивного оптичні елементи зв'язку виконані у вигляді дифелемента, перший вихід якого оптично зв'язаний ракційних решіток. 3. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що через п'ятнадцятий ОЕЗ із входом сьомого хвилеводу, вихід якого є першим інформаційним виходифракційні решітки сформовані на вхідних поведом пристрою третьої групи, другий вихід зазначерхнях оптичних компонентів. 4. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що ного четвертого фотоактивного елемента оптично зв'язаний через шістнадцятий ОЕЗ із другим вхопідкладинка виконана, наприклад, із жаростійкого дом шостого активного фільтра, вихід якого оптичсклокристалічного цементу ZrO2-Аl2О3-SіО2. 5. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що но зв'язаний через п'ятий ОСФ із входом п'ятого фотоактивного елемента, перший вихід якого опвідбивний прошарок виконаний, наприклад, напитично зв'язаний через сімнадцятий ОЕЗ із входом ленням золота. 6. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що восьмого хвилеводу, вихід якого є другим інформаційним виходом пристрою третьої групи, другий зазначені хвилеводи виконані, наприклад, із кварвихід зазначеного п'ятого фотоактивного елемента цового скла з додаванням алюмінату галію. 7. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що оптично зв'язаний через вісімнадцятий ОЕЗ із другим входом сьомого активного фільтра, третій вхід зазначені пасивні фільтри виконані, наприклад, із якого оптично зв'язаний через дев'ятнадцятий кремнію. 8. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що ОЕЗ із першим виходом шостого фотоактивного елемента, вхід якого оптично зв'язаний через шосзазначені активні фільтри виконані, наприклад, із тий ОСФ із виходом восьмого активного фільтра, вольфрамоалюмосилікатного ситалу SiO2-В2О3другий вхід якого оптично зв'язаний через двадцяAl2O3-WO2. 9. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що тий ОЕЗ із другим виходом сьомого фотоактивного елемента, перший вихід якого оптично зв'язаний зазначені фотоактивні елементи виконані, напричерез двадцять перший ОЕЗ із входом дев'ятого клад, із люмінофорів з антистоксовим збудженням. 10. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що хвилеводу, вихід якого є другим інформаційним виходом пристрою другої групи, вхід зазначеного зазначене джерело опорного випромінювання сьомого фотоактивного елемента оптично зв'язапершої групи виконано, наприклад, у вигляді джений через сьомий ОСФ із виходом дев'ятого актирела інфрачервоного випромінювання. 11. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що вного фільтра, другий вхід якого оптично зв'язаний через двадцять другий ОЕЗ із другим виходом зазначені джерела випромінювання другої групи зазначеного третього фотоактивного елемента, виконані, наприклад, у вигляді джерел випромінювихід зазначеного сьомого активного фільтра опвання, що випромінюють у короткохвильовій облатично зв'язаний через восьмий ОСФ із входом вості спектра частот видимого діапазону. Корисна модель відноситься до обчислювальної техніки, а саме до оптичних логічних елементів, виконаних із застосуванням фотохромних фільтрів у вигляді інтегральної схеми, а також до пристроїв для опрацювання тільки цифрових даних при виконанні обчислень із використанням тільки іменованого уявлення чисел, наприклад, двійкового і може бути використана при побудові оптичних обчислювальних засобів у наукових дослідженнях, навігаційних приладах, діагностичному устаткуванні. Відомо пристрій нерівнозначності [Примеры комбинационных устройств с одним выходом. В кн.: Гольденберг Л.М. Импульсные устройства: Учебник для вузов. -М.: Радио и связь, 1981. -С.8083], що містить один інвертор, один елемент диз'юнкції і два елементи кон'юнкції, перший вхід елемента диз'юнкції сполучений із першим входом першого елемента кон'юнкції, другий вхід елемента диз'юнкції сполучений із другим входом першого елемента кон'юнкції, вихід якого через інвертор сполучений із другим входом другого елемента 5 18222 6 кон'юнкції, перший вхід якого сполучений із вихофільтра, вихід якого через двадцятий оптичний дом зазначеного елемента диз'юнкції, виходом елемент зв'язку, через п'ятий пасивний фільтр, пристрою є вихід другого елемента кон'юнкції, печерез двадцять перший оптичний елемент зв'язку ршим входом пристрою є перші входи зазначених оптично зв'язаний із входом третього фотоактивпершого елемента кон'юнкції й елемента диз'юнкного елемента, вихід якого оптично зв'язаний чеції, другі входи яких є другим входом пристрою. рез двадцять другий оптичний елемент зв'язку з Недоліком даного пристрою є наявність електвходом шостого хвилеводу, вихід якого є першим ронних компонентів, що значно знижують швидінформаційним виходом другої групи і виходом кість обчислення логічних функцій. пристрою, неактивні поверхні зазначених першого Найбільше близьким за технічною сутністю є і шостого хвилеводів оснащені відбивними прошаінтегральний оптичний логічний елемент [Декларками, першим і другим інформаційними входами раційний патент України №67083А на винахід "Інпристрою є входи сьомого і восьмого оптичних тегральний оптичний логічний елемент" МПК-7 елементів зв'язку у вигляді випромінювання від G02F3/00, G02В6/12. Автори: Пилипенко М.В., Гніпершого й другого джерел випромінювання другої дець В.П., Ходаков B.Є., Дощенко Г.Г., Цивільсьгрупи, відповідно. кий Ф.М., Глухова B.I. Заявник: Херсонський дерНедоліком даного логічного елемента є неможавний технічний університет. Опубл.: 15.06.2004, жливість виконання складних логічних і арифметиБюл. №6, 2004р.], що містить підкладинку, сфорчних операцій. мований на ній ізолюючий прошарок, на поверхні Була поставлена задача створення корисної якого напилений хвилевід, вхід якого оптично зв'ямоделі інтегрального оптичного багатофункціоназаний через дифракційну решітку із джерелом вильного логічного елемента, спроможного виконупромінювання, дифракційна решітка виконана у вати крім інверсії і кон'юнкції логічні операції дивигляді оптичного елемента зв'язку, ізолюючий з'юнкції, логічні функції: "стрілка Пірса" (АБО-НЕ), прошарок виконаний відбивним, а джерело ви"штрих Шеффера" (І-НЕ), операцію логічного поріпромінювання виконано у вигляді принаймні одновняння, функцію нерівнозначності (сума за модуго джерела опорного випромінювання першої грулем 2), арифметичне додавання. пи, вихід зазначеного хвилеводу через другий Поставлена задача досягається тим, що інтегоптичний елемент зв'язку, через перший пасивний ральний оптичний багатофункціональний логічний фільтр оптично зв'язаний із входами третього, елемент, що містить підкладинку зі сформованим четвертого і п'ятого оптичних елементів зв'язку, на ній відбивним прошарком, на поверхні якого виходи яких оптично зв'язані з першими входами сформований оптичний хвилевід, виконаний у випершого, другого і третього активних фільтрів, гляді першого хвилеводу, вхід якого оптично зв'явідповідно, додатково містить принаймні два інзаний через першу дифракційну решітку, виконану формаційних входи, другий вхід зазначеного перу вигляді першого оптичного елемента зв'язку шого активного фільтра оптично зв'язаний через (ОЕЗ) із джерелом опорного випромінювання, на шостий оптичний елемент зв'язку, через другий поверхні оптичного хвилеводу сформовані посліхвилевід, через сьомий оптичний елемент зв'язку з довно друга дифракційна решітка, виконана у випершим джерелом випромінювання другої групи, гляді другого ОЕЗ, перший пасивний фільтр і тредруге джерело випромінювання другої групи оптитя дифракційна решітка, виконана у вигляді чно зв'язане через восьмий оптичний елемент третього ОЕЗ, вихід зазначеного першого хвилезв'язку, через третій хвилевід, через дев'ятий опводу через зазначений другий ОЕЗ, через зазнатичний елемент зв'язку з другим входом зазначечений перший пасивний фільтр, через входи заного третього активного фільтра, виходи першого, значеного третього, четвертого і п'ятого ОЕЗ, другого і третього активних фільтрів через десявиходи яких оптично зв'язані з першими входами тий, одинадцятий і дванадцятий оптичні елементи першого, другого і третього активних фільтрів, зв'язку, відповідно, через другий, третій і четвердругий вхід зазначеного першого активного фільттий пасивні фільтри, відповідно, оптично зв'язані з ра оптично зв'язаний через шостий ОЕЗ, через входами тринадцятого, чотирнадцятого і п'ятнаддругий хвилевід, через сьомий ОЕЗ із першим цятого оптичних елементів зв'язку, відповідно, джерелом випромінювання другої групи, виконавиходи зазначених тринадцятого і п'ятнадцятого ним у вигляді першого інформаційного входу, друоптичних елементів зв'язку оптично зв'язані з вхоге джерело випромінювання другої групи, що видами першого й другого фотоактивних елементів, конане у вигляді другого інформаційного входу відповідно, перші виходи яких через шістнадцятий оптично зв'язане через восьмий ОЕЗ, через третій і сімнадцятий оптичні елементи зв'язку, відповідно, хвилевід, через дев'ятий ОЕЗ з другим входом оптично зв'язані з другим входом зазначеного друвказаного третього активного фільтру, виходи гого активного фільтра й другим входом додатково першого і третього активних фільтрів через десявведеного четвертого активного фільтра, відповідтий і одинадцятий ОЕЗ, відповідно, через другий і но, другі виходи зазначених першого й другого третій пасивні фільтри, відповідно, оптично зв'язафотоактивних елементів оптично зв'язані через ні з входами дванадцятого і тринадцятого ОЕЗ, вісімнадцятий і дев'ятнадцятий оптичні елементи відповідно, виходи зазначених дванадцятого і тризв'язку, відповідно, із входами четвертого і п'ятого надцятого ОЕЗ оптично зв'язані з входами першохвилеводів, відповідно, виходи яких є першим і го і другого фотоактивних елементів, відповідно, другим інформаційними виходами першої групи, перші виходи яких через чотирнадцятий і п'ятнадвідповідно, вихід зазначеного чотирнадцятого опцятий ОЕЗ оптично зв'язані з другим входом затичного елемента зв'язку оптично зв'язаний із пезначеного другого активного фільтра і другого ршим входом зазначеного четвертого активного входу четвертого активного фільтра, відповідно, 7 18222 8 другі виходи зазначених першого і другого фотоактий ОСФ із входом п'ятого фотоактивного елементивних елементів оптично зв'язані через шістната, перший вихід якого оптично зв'язаний через дцятий і сімнадцятий ОЕЗ, відповідно, із входами сімнадцятий ОЕЗ із входом восьмого хвилеводу, четвертого і п'ятого хвилеводів, відповідно, виходи вихід якого є другим інформаційним виходом прияких є першим і другим інформаційними виходами строю третьої групи, другий вихід зазначеного п'япристрою першої групи, відповідно, вихід четвертого фотоактивного елемента оптично зв'язаний того активного фільтра оптично зв'язаний через через вісімнадцятий ОЕЗ із другим входом сьомовісімнадцятий ОЕЗ, через четвертий пасивний го активного фільтра, третій вхід якого оптично фільтр, через дев'ятнадцятий ОЕЗ із входом трезв'язаний через дев'ятнадцятий ОЕЗ із першим тього фотоактивного елемента, вихід якого оптичвиходом шостого фотоактивного елемента, вхід но зв'язаний через двадцятий ОЕЗ із входом шосякого оптично зв'язаний через шостий ОСФ із витого хвилеводу, вихід якого є інформаційним ходом восьмого активного фільтра, другий вхід виходом пристрою другої групи, неактивні поверхні якого оптично зв'язаний через двадцятий ОЕЗ із зазначених першого і шостого хвилеводів оснащедругим виходом сьомого фотоактивного елемента, ні відбивними прошарками, першим і другим інфоперший вихід якого оптично зв'язаний через двармаційними входами пристрою є входи сьомого і дцять перший ОЕЗ із входом дев'ятого хвилеводу, восьмого ОЕЗ у вигляді випромінювання першого і вихід якого є другим інформаційним виходом придругого джерел випромінювання другої групи, відстрою другої групи, вхід зазначеного сьомого фоповідно, третій, четвертий і п'ятий ОЕЗ, сформотоактивного елемента оптично зв'язаний через вані на поверхні пасивного фільтра виконані у висьомий ОСФ із виходом дев'ятого активного фільгляді нанесеної на всю його поверхню тра, другий вхід якого оптично зв'язаний через дифракційної решітки в якості третього ОЕЗ, шосдвадцять другий ОЕЗ із другим виходом зазначетий, сьомий, восьмий і дев'ятий ОЕЗ виконані у ного третього фотоактивного елемента, вихід завигляді четвертого, п'ятого, шостого і сьомого значеного сьомого активного фільтра оптично ОЕЗ, відповідно, конструктивний компонент, що зв'язаний через восьмий ОСФ із входом восьмого складається з послідовно оптично зв'язаних десяфотоактивного елемента, перший вихід якого оптого ОЕЗ, другого пасивного фільтра і дванадцятотично зв'язаний через двадцять третій ОЕЗ із вхого ОЕЗ виконаний у вигляді першого оптичного дом десятого хвилеводу, вихід якого є першим смугового фільтра (ОСФ), конструктивний компоінформаційним виходом пристрою четвертої грунент, що складається із послідовно оптично зв'япи, другий вихід зазначеного восьмого фотоактивзаних одинадцятого ОЕЗ, третього пасивного фіного елемента оптично зв'язаний через двадцять льтра і тринадцятого ОЕЗ виконаний у вигляді четвертий ОЕЗ із другим входом десятого активдругого ОСФ, чотирнадцятий, п'ятнадцятий, шістного фільтра, вихід котрого оптично зв'язаний ченадцятий і сімнадцятий ОЕЗ виконані у вигляді рез дев'ятий ОСФ із входом дев'ятого фотоактиввосьмого, дев'ятого, десятого і одинадцятого ОЕЗ, ного елемента, перший вихід якого оптично відповідно, конструктивний компонент, що складазв'язаний через двадцять п'ятий ОЕЗ із входом ється з послідовно оптично зв'язаних вісімнадцяодинадцятого хвилеводу, вихід якого є другим інтого ОЕЗ, четвертого пасивного фільтра і дев'ятформаційним виходом пристрою четвертої групи, надцятого ОЕЗ виконаний у вигляді третього ОСФ, перші входи зазначених четвертого, п'ятого, шосдвадцятий ОЕЗ виконаний у вигляді дванадцятого того, сьомого, восьмого, дев'ятого і десятого актиОЕЗ, другий і четвертий активні фільтри виконані у вних фільтрів оптично зв'язані з зазначеним третім вигляді одного монолітного конструктивного комОЕЗ, неактивні поверхні зазначених хвилеводів понента в якості другого активного фільтра, пероснащені відбивними прошарками. Оптичні елеший вхід якого виконано з можливістю оптичного менти зв'язку виконані у вигляді дифракційних резв'язку від третього ОЕЗ до третього ОСФ і далі на шіток. Дифракційні решітки сформовані на вхідних вхід третього фотоактивного елемента, вихід шосповерхнях оптичних компонентів. Підкладинка витого хвилеводу в якості інформаційного виходу конана, наприклад, із жаростійкого склокристалічпристрою другої групи виконаний у вигляді першоного цементу: ZrO2-Аl2О3-SіО2. Відбивний прошаго інформаційного виходу пристрою другої групи, рок, виконаний, наприклад, напиленням золота. вихід третього фотоактивного елемента виконаний Зазначені хвилеводи виконані, наприклад, із квару вигляді першого виходу третього фотоактивного цового скла з додаванням алюмінату галію. Зазнаелемента, додатково містить четвертий і п'ятий чені пасивні фільтри виконані, наприклад, із кремактивні фільтри, другі входи яких оптично зв'язані нію. Зазначені активні фільтри виконані, через тринадцятий і чотирнадцятий ОЕЗ, відповіднаприклад, із вольфрамоалюмосилікатного ситано, із третіми виходами зазначених першого і друлу: SіO2-В2O3-Аl2O3-WO2. Зазначені фотоактивні гого фотоактивних елементів, відповідно, виходи елементи виконані, наприклад, із люмінофорів з зазначених четвертого і п'ятого активних фільтрів антистоксовим збудженням. Зазначене джерело оптично зв'язані через четвертий ОСФ із входом опорного випромінювання першої групи виконано, четвертого фотоактивного елемента, перший винаприклад, у вигляді джерела інфрачервоного хід якого оптично зв'язаний через п'ятнадцятий випромінювання. Зазначені джерела випромінюОЕЗ із входом сьомого хвилеводу, вихід якого є вання другої групи виконані, наприклад, у вигляді першим інформаційним виходом пристрою третьої джерел випромінювання, що випромінюють у когрупи, другий вихід зазначеного четвертого фотоароткохвильовій області спектру частот видимого ктивного елемента оптично зв'язаний через шістдіапазону. надцятий ОЕЗ із другим входом шостого активного Оскільки зазначені відмітні ознаки відсутні в фільтра, вихід якого оптично зв'язаний через п'япрототипу, запропоноване технічне рішення відпо 9 18222 10 відає критерію "новизна". дев'ятий ОЕЗ 25 оптично зв'язані з другим і третім Таким чином, в отриманого пристрою з'являвходами зазначеного другого активного фільтра ється властивість інтегрального оптичного бага10, відповідно. Другі виходи зазначених першого тофункціонального логічного елемента, що дозво22 і другого 23 фотоактивних елементів оптично ляє за рахунок конструктивного рішення з зв'язані через десятий 26 і одинадцятий 27 ОЕЗ, використанням фізичних властивостей хімічних відповідно, із входами четвертого 28 і п'ятого 29 сполук і їхніх хвильових параметрів виконувати хвилеводів, відповідно, виходи 30 і 31 яких є пертакі операції: логічну інверсію, логічну кон'юнкцію, шим і другим інформаційними виходами пристрою логічну диз'юнкцію, логічну операцію "стрілка Пірпершої групи, відповідно. Вихід зазначеного другоса", логічну операцію "штрих Шеффера", операцію го 10 активного фільтра оптично зв'язаний через логічного порівняння, функцію нерівнозначності третій ОСФ 32 із входом третього фотоактивного (сума за модулем 2), арифметичне додавання. елемента 33, перший вихід якого оптично зв'язаНа Фіг.1 зображена загальна схема пристрою ний через дванадцятий ОЕЗ 34 із входом шостого "Інтегральний оптичний багатофункціональний хвилеводу 35, вихід 36 якого є першим інформалогічний елемент". ційним виходом пристрою другої групи. Першим і На Фіг.2 подана електронно-логічна технологідругим інформаційними входами пристрою є вхочна інтерпретація схеми пристрою. Під поняттям ди п'ятого 14 і шостого 17 ОЕЗ у вигляді випромі"технологічна" трактується утворення логічних нювання першого 15 і другого 16 джерел випроміелементів і їхніх зв'язків у результаті конструюваннювання другої групи. Другі входи четвертого 37 і ня, що обумовлено фізичними властивостями хіміп'ятого 38 активних фільтрів оптично зв'язані чечних сполук. рез тринадцятий 39 і чотирнадцятий 40 ОЕЗ, відНа Фіг.3 поданий фрагмент технологічної схеповідно, із третіми виходами зазначених першого ми компонентів пристрою, віднесених до інформа22 і другого 23 фотоактивних елементів, відповідційних виходів пристрою першої групи. но. Виходи зазначених четвертого 37 і п'ятого 38 На Фіг.4 поданий фрагмент технологічної схеактивних фільтрів оптично зв'язані через четверми компонентів пристрою, віднесених до інформатий ОСФ 41 із входом четвертого фотоактивного ційних виходів пристрою третьої і четвертої групи. елемента 42, перший вихід якого оптично зв'язаНа Фіг.5 поданий фрагмент технологічної схений через п'ятнадцятий ОЕЗ 43 із входом сьомого ми компонентів пристрою, віднесених до інформахвилеводу 44, вихід 45 якого є першим інформаційних виходів пристрою другої і третьої групи. ційним виходом пристрою третьої групи. Другий На Фіг.6 зображений варіант інтегрального вивихід зазначеного четвертого фотоактивного елеконання пристрою "Інтегральний оптичний багамента 42 оптично зв'язаний через шістнадцятий тофункціональний логічний елемент". ОЕЗ 46 з другим входом шостого активного фільтІнтегральний оптичний багатофункціональний ра 47, вихід якого оптично зв'язаний через п'ятий логічний елемент містить підкладинку 1 із сфорОСФ 48 із входом п'ятого фотоактивного елемента мованим на ній відбивним прошарком 2, на повер49, перший вихід якого оптично зв'язаний через хні якого сформований оптичний хвилевід 3, викосімнадцятий ОЕЗ 50 із входом восьмого хвилеводу наний у вигляді першого хвилеводу, вхід якого 51, вихід 52 якого є другим інформаційним вихооптично зв'язаний через першу дифракційну решідом пристрою третьої групи. Другий вихід зазнатку 4, виконану у вигляді першого оптичного елеченого п'ятого фотоактивного елемента 49 оптичмента зв'язку (ОЕЗ) із джерелом опорного випроно зв'язаний через вісімнадцятий ОЕЗ 53 із другим мінювання 5. На поверхні оптичного хвилеводу 3 входом сьомого активного фільтра 54, третій вхід сформовані послідовно друга дифракційна решітякого оптично зв'язаний через дев'ятнадцятий ка 6, виконана у вигляді другого ОЕЗ, перший паОЕЗ 55 із першим виходом шостого фотоактивносивний фільтр 7 і третя дифракційна решітка 8, го елемента 56, вхід якого оптично зв'язаний через виконана у вигляді третього ОЕЗ. Вихід зазначеношостий ОСФ 57 із виходом восьмого активного го першого хвилеводу 3 через зазначений другий фільтра 58, другий вхід якого оптично зв'язаний ОЕЗ 6, через зазначений перший пасивний фільтр через двадцятий ОЕЗ 59 із другим виходом сьомо7, через входи зазначеного третього ОЕЗ 8 оптичго фотоактивного елемента 60, перший вихід якого но зв'язаний із першими входами першого 9, друоптично зв'язаний через двадцять перший ОЕЗ 61 гого 10 і третього 11 активних фільтрів. Другий із входом дев'ятого хвилеводу 62, вихід 63 якого є вхід зазначеного першого активного фільтра 9 другим інформаційним виходом пристрою другої оптично зв'язаний через четвертий ОЕЗ 12, через групи. Вхід зазначеного сьомого фотоактивного другий хвилевід 13, через п'ятий ОЕЗ 14 із першим елемента 60 оптично зв'язаний через сьомий ОСФ джерелом випромінювання 15 другої групи, вико64 із виходом дев'ятого активного фільтра 65, друнаним у вигляді першого інформаційного входу. гий вхід якого оптично зв'язаний через двадцять Друге джерело випромінювання 16 другої групи, другий ОЕЗ 66 із другим виходом зазначеного тревиконане у вигляді другого інформаційного входу тього фотоактивного елемента 33. Вихід зазначеоптично зв'язане через шостий ОЕЗ 17, через треного сьомого активного фільтра 54 оптично зв'язатій хвилевід 18, через сьомий ОЕЗ 19 із другим ний через восьмий ОСФ 67 із входом восьмого входом зазначеного третього активного фільтра фотоактивного елемента 68, перший вихід якого 11. Виходи першого 9 і третього 11 активних фільоптично зв'язаний через двадцять третій ОЕЗ 69 із трів через перший 20 і другий 21 оптичні смугові входом десятого хвилеводу 70, вихід 71 якого є фільтри (ОСФ) оптично зв'язані з входами першопершим інформаційним виходом пристрою четвего 22 і другого 23 фотоактивних елементів, відпортої групи. Другий вихід зазначеного восьмого фовідно, перші виходи яких через восьмий ОЕЗ 24 і тоактивного елемента 68 оптично зв'язаний через 11 18222 12 двадцять четвертий ОЕЗ 72 із другим входом денентів. Підкладинка 1 може бути виконана, наприсятого активного фільтра 73, вихід якого оптично клад, із жаростійкого склокристалічного цементу: зв'язаний через дев'ятий ОСФ 74 із входом дев'яZrO2-Al2O3-SiO2 [Жаростойкие стеклокристалличетого фотоактивного елемента 75, перший вихід ские цементы. В кн.: Стрнад 3. Стеклокристаллиякого оптично зв'язаний через двадцять п'ятий ческие материалы /Пер. с чеш. И.Н. Князевой; Под ОЕЗ 76 із входом одинадцятого хвилеводу 77, виред. Б.Г. Варшала. -М.: Стройиздат, 1988. -С.238хід 78 якого є другим інформаційним виходом при240], відбивний прошарок 2 може бути виконаний, строю четвертої групи. Перші входи зазначених наприклад, напиленням алюмінію. Хвилеводи 3, четвертого 37, п'ятого 38, шостого 47, сьомого 54, 13, 18, 28, 29, 35, 44, 51, 62, 70 і 77 можуть бути восьмого 58, дев'ятого 65 і десятого 73 активних виконані, наприклад, із кварцового скла і/або з фільтрів оптично зв'язані з зазначеним третім ОЕЗ додаванням алюмінату галію. Пасивний фільтр 7 і 8. Кожний оптичний смуговий фільтр (ОСФ) склаОСФ, що його містять 20, 21, 32, 41, 48, 57, 64, 67 і дається з пасивного фільтра, входом і виходом 74 можуть бути виконані, наприклад, із кремнію. якого є дифракційні решітки. Вони можуть бути також виконані, наприклад, із Підкладинка 1 є несучим елементом конструклітієвоалюмогерманатного ситалу: Li2О-Аl2O3ції інтегрального оптичного багатофункціональноGеO2-ТіO2. Активні фільтри 9, 10, 11, 37, 38, 47, 54, го логічного елемента. Відбивний прошарок 2 і інші 58, 65 і 73 можуть бути виконані, наприклад, із (не відображені в графічних матеріалах) знижують вольфрамоалюмосилікатного ситалу: SiO2-B2O3дисипацію випромінювання і забезпечують напряAl2O3-WO2. Фотоактивні елементи 22, 23, 33, 42, мок його поширення. Хвилеводи 3, 13, 18, 28, 29, 49, 56, 60, 68 і 75 можуть бути виконані, напри35, 44, 51, 62, 70 і 77 є оптичним середовищем клад, із люмінофорів з антистоксовим збудженням. спрямованого поширення випромінювання. ОптичДо таких речовин відносяться: ні елементи зв'язку (ОЕЗ) 4, 6, 8, 12, 14, 17, 19, 24, 1) BaYF5 Yb Еr - фторид ербію; 25, 26, 27, 34, 39, 40, 43, 46, 50, 53, 55, 59, 61, 66, 2) BaYF5 Yb Но - фторид гольмію; 69, 72 і 76 служать для ефективного вводу випро3) YOCl Yb Tm - оксихлорид тулію; мінювання в оптичні компоненти. Джерело опорно4) La2O2S Yb Er - оксисульфід ербію і т.п. го випромінювання першої групи 5 служить для Джерело опорного випромінювання першої забезпечення енергетичного "живлення" оптичним групи 5 може бути виконаним, наприклад, у виглявипромінюванням або, іншими словами, - подаючи ді джерела інфрачервоного випромінювання. Джебазове випромінювання, сприяє роботі оптичної рела випромінювання другої групи 15 і 16 можуть схеми. Пасивні фільтри 7 і оптичні смугові фільтри бути виконані, наприклад, у вигляді джерел ви(ОСФ), що їх містять 20, 21, 32, 41, 48, 57, 64, 67 і промінювання, що випромінюють у короткохвильо74 являють собою селективні фільтри, що забезвій області спектра частот видимого діапазону. печують безперешкодному поширенню випроміПідкладинка 1 може бути виконана, наприклад, із нювання від джерела опорного випромінювання кремнію. Активні фільтри 9, 10, 11, 37, 38, 47, 54, першої групи 5 і перешкоджають проходженню 58, 65 і 73 можуть бути виконані з того ж матеріавипромінювань інших спектральних параметрів. лу, що і зазначені хвилеводи, на котрі додатково Активні фільтри 9, 10, 11, 37, 38, 47, 54, 58, 65 і 73 нанесений прошарок, наприклад, із вольфрамоамають властивість оптичного затвору для довжин люмосилікатного ситалу: SiO2-В2O3-Аl2O3-WO2. хвиль опорного джерела випромінювання 5 при Фотоактивні елементи 22, 23, 33, 42, 49, 56, 60, 68 наявності на одному із своїх входів випромінювань і 75 можуть бути виконані з того ж матеріалу, що і інших спектральних характеристик. У неактивному зазначені хвилеводи, на котрі додатково нанесеж стані зазначені активні фільтри пропускають ний прошарок, наприклад, із люмінофорів з антисвипромінювання зі спектральною характеристикою токсовим збудженням. Вони можуть бути також опорного джерела випромінювання 5. Інформаційвиконані з того ж матеріалу, що і зазначені пасивні ні входи 14 і 17 служать для вводу даних при обфільтри, на котрі додатково нанесений прошарок, численні логічних функцій, а джерела випромінюнаприклад, із люмінофорів з антистоксовим збування другої групи 15 і 16 є їх вихідними дженням. складовими (у логічній обчислювальній інтерпреРобота інтегрального оптичного логічного тації). Крім того, джерела випромінювання другої елемента заснована на використанні фізичних групи 15 і 16 управляють роботою оптичних комвластивостей хімічних сполук і їхніх спектральних понентів пристрою (в оптичній інтерпретації). Фохарактеристик. Як один із варіантів виконання датоактивні елементи 22, 23, 33, 42, 49, 56, 60, 68 і ного пристрою, використані компоненти з власти75 являють собою вторинні джерела випромінювостями фотохромізму [Коренева Л.Г., Золин В.Ф., вання, тому що перетворюють випромінювання з Давыдов Б.Л. Нелинейная оптика молекулярных однієї області спектра в іншу. Інформаційні виходи кристаллов. -М.: Наука, 1985. -200с., Органические 30, 31, 36, 45, 52, 63, 71 і 78 служать для виводу фотохромы. Под ред. проф. А.В. Ельцова. -Л.: Хирезультатів виконання логічних операцій в оптичмия, 1982. -288с., ил., Энциклопедия неорганичесному спектральному діапазоні. ких материалов. -Киев: Главная редакция украинсПри виконанні пристрою в демонстраційному кой советской энциклопедии. -Т.2, 1977. -С.394варіанті, оптичні елементи зв'язку можуть бути 398] і люмінофори з антистоксовим збудженням виконані у вигляді сферичних і/або циліндричних [Энциклопедия неорганических материалов. -Киев: лінз, і/або призм, і/або імерсії. У іншому випадку Главная редакция украинской советской энциклооптичні елементи зв'язку можуть бути виконані у педии. -Т.1, 1977. -С.720-723]. вигляді дифракційних решіток. Вони можуть бути При конструюванні системи з спільно працююсформовані на вхідних поверхнях оптичних компочих оптичних компонентів було прийняте рішення 13 18222 14 про використання базового опорного випромінюпершої групи). вання (у даному викладі, - елемент живлення всієї Як було зазначено в п. а, третій 33 фотоактивоптичної системи). У якості демонстраційного ваний елемент не збуджений, - на виході 36 шостого ріанта можна скористатися інфрачервоним випрохвилеводу 35 вторинне випромінювання відсутнє, мінюванням у якості опорного випромінювання. а також на другому вході дев'ятого 65 активного Перетворення випромінювання з однієї області фільтра. Ця умова дозволяє випромінюванню від спектра в іншу відомі, наприклад, із [Воронин Э.С., джерела опорного випромінювання 5 проходити Дивлекеев М.И., Ильинский Ю.А., Соломатин B.C. гілкою через сьомий ОСФ 64 до сьомого 60 фоПреобразование изображения из инфракрасного тоактивного елементу, збуджуючи його. У резульдиапазона в видимый методами нелинейной оптитаті цього, за рахунок фотолюмінесценції, сьомий ки. -ЖЭТФ, 1970, Т.58, № 1. - С. 51-59.]. У зв'язку з 60 фотоактивний елемент випромінює вторинне цим, увагу було зосереджено на неорганічних сповипромінювання через двадцять перший ОЕЗ 61 луках - у якості фотоактивних елементів були обпо дев'ятому хвилеводі 62 до його виходу 63 (друрані люмінофори. гий інформаційний вихід пристрою другої групи). Інтегральний оптичний багатофункціональний Другий вихід сьомого 60 фотоактивного елемента логічний елемент працює такою уявою. оптично зв'язаний через двадцятий ОЕЗ 59 із друУ вихідному стані опорне випромінювання від гим входом восьмого 58 активного фільтра, який, джерела опорного випромінювання 5 через перактивізуючись, не пропускає випромінювання опоший ОЕЗ 4, розповсюджуючись першим хвилеворного джерела випромінювання 5 гілкою до шосдом 3 і, проходячи через другий ОЕЗ 6, через петого 56 фотоактивному елементу, залишаючи його рший пасивний фільтр 7, через третій ОЕЗ 8 у незбудженому стані. проходить умовними гілками від до . Уявимо, З іншої сторони схеми, як було зазначено в пп. що відсутні логічні рівні на першому 14 і другому б та в, четвертий 42 фотоактивний елемент зна17 інформаційних входах, тобто випромінювання ходиться у незбудженому стані, і, через свій друджерел другої групи 15 і 16, а також на других гий вихід не активізує шостий 47 активний фільтр. входах першого активного фільтра 9 і третього При цьому від опорного джерела випромінювання активного фільтра 11. Якщо активні фільтри 9 і 11 5 гілкою випромінювання проникає через п'ятий не активні, вони безперешкодно пропускають виОСФ 48 до п'ятого 49 фотоактивного елемента, промінювання від джерела опорного випромінюзбуджуючи його. вання 5 (Фіг.1). У результаті фотолюмінесценції, вторинне виГілками і випромінювання від джерела промінювання від п'ятого 49 фотоактивного елеопорного випромінювання 5 проходить через пермента проходить сімнадцятий ОЕЗ 50 до виходу ші входи першого 9 і третього 11 активних фільтрів 52 (другий інформаційний вихід пристрою третьої і далі через перший ОСФ 20 і другий ОСФ 21, відгрупи) восьмого хвилеводу 51, а також через віповідно, збуджує перший 22 і другий 23 фотоактисімнадцятий ОЕЗ 53 надходить на другий вхід вні елементи, відповідно, котрі, випромінюючи сьомого 54 активного фільтра. Хоча на третій його вторинне випромінювання внаслідок фотолюміневхід не надходить випромінювання, що активізує, сценції, активізують такі активні фільтри: для його активізації достатньо вторинного випроа) за схемою (Фіг.1) від першого 22 фотоактимінювання на другому його вході. Ця умова не вного елемента через восьмий ОЕЗ 24, а також від дозволяє випромінюванню від опорного джерела другого 23 фотоактивного елемента через дев'явипромінювання 5 гілкою проникнути до восьмотий ОЕЗ 25 активізують через другий і третій вхого 68 фотоактивного елементу, що дозволяє опорди, відповідно, другий 10 активний фільтр, який не ному випромінюванню гілкою пройти через перпропускає випромінювання через перший свій вхід ший вхід десятого 73 активного фільтра (тому що від джерела опорного випромінювання 5 гілкою він не активізований вторинним випромінюванням до третього 33 фотоактивного елементу; від восьмого 68 фотоактивного елемента) і його б) за схемою від першого 22 фотоактивного вихід, через дев'ятий ОСФ 74 до входу дев'ятого елемента через тринадцятий ОЕЗ 39 активізується 75 фотоактивного елемента, збуджуючи його. З четвертий 37 активний фільтр, який не пропускає його виходу вторинне випромінювання проходить випромінювання через перший свій вхід гілкою через двадцять п'ятий ОЕЗ 76, через одинадцятий до четвертого 42 фотоактивного елементу; хвилевід 77 до його виходу78, що є другим інфов) за схемою від другого 23 фотоактивного рмаційним виходом пристрою четвертої групи. елемента через чотирнадцятий ОЕЗ 40 активізуПроведений аналіз умов поширення оптичного ється п'ятий 38 активний фільтр, який не пропусвипромінювання (опорного і вторинного) оптичною кає випромінювання через перший свій вхід гілкою системою пристрою, при відсутності випромінюдо четвертого 42 фотоактивного елементу; вання на інформаційних входах А і В (входах друг) за схемою від першого 22 фотоактивного гого хвилеводу 13 і третього хвилеводу 18, відпоелемента через десятий ОЕЗ 26 випромінювання, відно), дає таку оцінку стану інформаційних що утворилося в результаті фотолюмінесценції, виходів пристрою: вторинне випромінювання має поширюється через четвертий хвилевід 28 до його місце, як було зазначено в п. г, на виході С (вихід виходу 30, який є першим інформаційним виходом 30 четвертого хвилеводу 28), на виході D, як вкапристрою першої групи; зувалося в п. д, (вихід 31 п'ятого хвилеводу 29), на д) за схемою від другого 23 фотоактивного виході G (вихід 63 дев'ятого хвилеводу 62), на виелемента випромінювання проходить через одиході Н (вихід 52 восьмого хвилеводу 51) і на виході надцятий ОЕЗ 27, через п'ятий хвилевід 29 до його L (вихід 78 одинадцятого хвилеводу 77). На виховиходу 31 (другий інформаційний вихід пристрою дах Е (вихід 36 шостого хвилеводу 35), F (вихід 45 15 18222 16 сьомого хвилеводу 44) і К (вихід 71 десятого хвиється на увазі, що в попередньому аналізованому леводу 70) випромінювання відсутнє. випадку на одному із входів уже було вторинне Подачею вторинного випромінювання на будьвипромінювання. Виявилося, що тепер воно вже є який з інформаційних входів пристрою (А або В), присутнім на обох входах. Розглядаючи цю ситуаверхня частина оптичної системи (за кресленнями цію докладніше неважко переконатися, що активіна Фіг.1), починаючи з третього 33 фотоактивного зацією першого 9 і третього 11 активних фільтрів елемента і вище, - залишиться без змін стану. Це перший 22 і другий 23 фотоактивні елементи не обумовлено особливостями другого 10 активного зможуть збуджуватись, тому що випромінювання фільтра, що не пропускає випромінювання опоргілками і не зможе до них проникнути. У реного джерела випромінювання 5 гілкою через зультаті цього активізація другого 10 активного перший вхід до виходу, - якщо хоча б на одному із фільтра не відбудеться, тому що на його другому його входів (другому або третьому) буде присутнє (від першого 22 фотоактивного елемента) і тревторинне випромінювання від першого 22 або друтьому (від другого 23 фотоактивного елемента) гого 23 фотоактивних елементів. Виняток буде входах вторинне випромінювання буде відсутнім. відноситись до інформаційних виходів пристрою Гілкою через перший його вхід випромінювання першої групи С і D, на яких зміниться стан у залеопорного джерела випромінювання 5 проникне на жності від вхідних умов. вхід третього 33 фотоактивного елемента через У той же час, четвертий 42 фотоактивний третій ОСФ 32. Не ускладнюючи опис процесу, не елемент при наявності вторинного випромінюванважко зауважити, що вторинне випромінювання ня на одному із входів А або В, має збуджуватись. з'явиться на першому інформаційному виході приНа загальній схемі системи (Фіг.1) очевидно, що строю другої групи Е (вихід 36 шостого хвилеводу його збудження може наступити, або через четве35). Тоді як на виході G (вихід 63 дев'ятого хвилертий 37 активний фільтр, або через п'ятий 38 акводу 62) вторинне випромінювання буде відсутнім. тивний фільтр гілкою через четвертий ОСФ 41. У У зв'язку з цією умовою має збуджуватись шостий цьому випадку вторинне випромінювання з першо56 фотоактивний елемент (тому що восьмий 58 го виходу четвертого 42 фотоактивного елемента активний фільтр стане прозорим для опорного через п'ятнадцятий ОЕЗ 43 пройде через сьомий випромінювання гілкою ) і активізує через дев'ятхвилевід 44 до його виходу 45 (перший інформанадцятий ОЕЗ 55 сьомий 54 активний фільтр. ційний вихід пристрою третьої групи). З другого Сформовані обставини змінять стан правої частивиходу четвертого 42 фотоактивного елемента ни оптичної системи. На виході К (вихід 71 десятовторинне випромінювання, пройшовши через го хвилеводу 70) вторинного випромінювання не шістнадцятий ОЕЗ 46, активізує шостий 47 активбуде, а на виході L ( вихід 78 одинадцятого хвилений фільтр, що перешкодить збудженню п'ятого 49 воду 77) воно буде присутнім. фотоактивного елемента. Тому що за попередРоботу пристрою "Інтегрального оптичного баньою умовою на третьому вході сьомого 54 активгатофункціонального логічного елемента" простіного фільтра вторинне випромінювання (від шосше розглядати, керуючись електронно-логічною того 56 фотоактивного елемента) відсутнє (як це технологічною інтерпретацією, зображеною на вже згадувалося, верхня частина оптичної систеФіг.2. На перший погляд дивує наявність із двох ми поки залишається без змін), а в даному випадпослідовно включених інверторів на кожному вході ку і другий його вхід буде неактивованим (не збуелемента кон'юнкції. Здавалося б, - без них можна джений п'ятий 49 фотоактивний елемент). було б обійтися, тому що два послідовно включеСформована ситуація змінить стан залишкової них інвертори повторюють логічний стан. При огочастини оптичної системи пристрою. Оптично вилошенні графічних матеріалів було наголошено на промінювання від джерела опорного випромінювизначенні "технологічна". Ці послідовно включені вання 5 гілкою через перший вхід неактивованоінвертори утворилися в результаті конструкторсьго сьомого 54 активного фільтра і його вихід кої розробки системи і їхня поява обумовлена фіпройде через восьмий ОСФ 67 до входу восьмого зичними властивостями використовуваних хіміч68 фотоактивного елемента, збуджуючи його. У них сполук. результаті фотолюмінесценції вторинне випроміДля ясного уявлення роботи пристрою необнювання з першого його виходу пройде через двахідно зупинитись на аспектах відповідності між дцять третій ОЕЗ 69 до виходу 71 (перший інфорграфічними матеріалами на Фіг.1 і Фіг.2. маційний вихід пристрою четвертої групи) Інвертор a потрібно асоціювати з оптично зв'ядесятого хвилеводу 70. У результаті цього через заними першим 9 активним фільтром, першим другий вихід восьмого 68 фотоактивного елемента ОСФ 20 і першим 22 фотоактивним елементом, де вторинне випромінювання через двадцять четвердругий вхід першого 9 активного фільтра є входом тий ОЕЗ 72 активізує десятий 73 активний фільтр, інвертора a, тоді як вихід 30 (С - перший інформащо не дасть можливості збуджуватись дев'ятому ційний вихід пристрою першої групи) четвертого 75 фотоактивному елементу. За аналізом схеми хвилеводу 28 є його виходом. оптичної системи, у випадку подачі хоча б одного Інвертор b потрібно асоціювати з оптично зв'явипромінювання на будь-який вхід (А або В) призаними третім 11 активним фільтром, другим ОСФ строю, вихідні оптичні стани зміняться на нижній і 21 і другим 23 фотоактивним елементом, де друправій частині схеми: виходи F і К стануть активгий вхід третього 11 активного фільтра є входом ними, навпроти, виходи Н і L, - стануть пасивними. інвертора b, тоді як вихід 31 (D - другий інформаУ випадку подачі вторинного випромінювання ційний вихід пристрою першої групи) п'ятого хвиодночасно на входи А і В, - зміниться стан тільки леводу 29 є його виходом. верхньої частини (за кресленнями на Фіг.1). МаІнвертор c потрібно асоціювати з лівим (по 17 18222 18 кресленню Фіг.1) плечем другого 10 активного фіз оптично зв'язаним сьомим 54 активним фільтльтра, де входом обумовлюється другий вхід друром, восьмим ОСФ 67 і восьмим 68 фотоактивним гого 10 активного фільтра через восьмий ОЕЗ 24. елементом. Входом кон'юнктора r вважається пеІнвертор d потрібно асоціювати з правим (по рший вхід сьомого 54 активного фільтра, а вихокресленню Фіг.1) плечем другого 10 активного фідом, - вихід 71 (К - перший інформаційний вихід льтра, де входом обумовлюється третій вхід друпристрою четвертої групи) десятого хвилеводу 70 гого 10 активного фільтра через дев'ятий ОЕЗ 25. через двадцять третій ОЕЗ 69. Інвертор e потрібно асоціювати з четвертим 37 І, нарешті, інвертор s потрібно асоціювати з активним фільтром, де входом інвертора признаоптично зв'язаними двадцять четвертим ОЕЗ 72, чається другий вхід четвертого 37 активного фільдесятим 73 активним фільтром, дев'ятим ОСФ 74, тра через тринадцятий ОЕЗ 39. дев'ятим 75 фотоактивним елементом, двадцять Інвертор f потрібно асоціювати з п'ятим 38 акп'ятим ОЕЗ 76, одинадцятим хвилеводом 77. Вхід тивним фільтром, де входом інвертора призначаінвертора S - двадцять четвертий ОЕЗ 72, а вихід, ється другий вхід зазначеного активного фільтра - вихід 78 (L – другий інформаційний вихід причерез чотирнадцятий ОЕЗ 40. строю четвертої групи) одинадцятого хвилеводу Двовходовий кон'юнктор g потрібно асоціюва77. ти з оптично зв'язаними другим 10 активним фільРозгляд роботи оптичної системи можна початром, третім ОСФ 32 і третім 33 фотоактивним ти з окремих її компонентів. На Фіг.3 зображений елементом, де входами кон'юнктора g прийнято фрагмент пристрою, що виконує логічну операцію вважати перший вхід другого 10 активного фільткон'юнкції (наприклад, другий 10 активний фільтр і ра, а виходом, - вихід 36 (Е - перший інформаційін.), інверсії (наприклад, перший 9 і третій 11 актиний вихід пристрою другої групи) шостого хвилевні фільтри). воду 35 через дванадцятий ОЕЗ 34. На Фіг.4 поданий фрагмент пристрою, що виДвовходовий диз'юнктор h потрібно асоціюваконує логічну операцію диз'юнкції (наприклад, четти з оптично зв'язаними четвертим ОСФ 41 і четвертий 37 і п'ятий 38 активні фільтри) і інверсії вертим 42 фотоактивним елементом, де одним із (наприклад, десятий 73 активний фільтр). входів є перший вхід оптично зв'язаний із четверНа Фіг.5 зображений другий елемент логічної тим ОСФ 41 четвертого 37 активного фільтра. Друкон'юнкції (наприклад, сьомий 54 активний фільтр) гим входом є перший вхід оптично зв'язаний із і інші елементи. четвертим ОСФ 41 п'ятого 38 активного фільтра. Графічні матеріали, подані на Фіг.3-Фіг.5 більш Виходом диз'юнктора h є вихід 45 (F – перший індокладно ілюструють роботу оптичних компоненформаційний вихід пристрою третьої групи) сьомотів, аналізовану вище на прикладі загальної схеми го хвилеводу 44 через п'ятнадцятий ОЕЗ 43. пристрою, зображеної на Фіг.1. Інвертор i потрібно асоціювати з оптично зв'яІнтегральний оптичний багатофункціональний заними двадцять другим ОЕЗ 66, дев'ятим 65 аклогічний елемент спроможний виконувати сім логітивним фільтром, сьомим ОСФ 64, сьомим 60 фочних операцій із двійковими значеннями вхідних тоактивним елементом. Входом інвертора i змінних і одну арифметичну. Виконання операцій приймається двадцять другий ОЕЗ 66, а виходом, супроводжується таблицею істинності (Фіг.2). - вихід 63 (G - другий інформаційний вихід при1. Логічна інверсія строю другої групи) дев'ятого хвилеводу 62 через B. C A; D (1) двадцять перший ОЕЗ 61. 2. Логічна кон'юнкція Інвертор j потрібно асоціювати з оптично зв'я(2) E A B. заними шістнадцятим ОЕЗ 46, шостим 47 актив3. Логічна диз'юнкція ним фільтром, п'ятим ОСФ 48, п'ятим 49 фотоак(3) F A B. тивним елементом. Входом інвертора j 4. Логічна операція "штрих Шеффера" приймається шістнадцятий ОЕЗ 46, а виходом, G ( A B) . (4) вихід 52 (Н - другий інформаційний вихід пристрою 5. Логічна операція "стрілка Пірса" третьої групи) восьмого хвилеводу 51 через сімH ( A B) . (5) надцятий ОЕЗ 50. 6. Логічна операція нерівнозначності або сума Інвертор k потрібно асоціювати з оптично зв'яза модулем 2 заними двадцятим ОЕЗ 59, восьмим 58 активним (6) K A B AB . фільтром, шостим ОСФ 57, шостим 56 фотоактив7. Логічна операція порівняння (рівнозначносним елементом. Входом інвертора k вважається ті) двадцятий ОЕЗ 59, а виходом, - перший вихід шо(7) L AB A B. стого 56 фотоактивного елемента. Інвертор m потрібно асоціювати з оптично 8. Арифметичне додавання. При виконанні операції додавання змінних А і В результатом дозв'язаними вісімнадцятим ОЕЗ 53 і нижнім (за кресленнями Фіг.1) плечем сьомого 54 активного фідавання буде значення на виході К із використанням переносу в старший розряд при переповнюльтра, де входом інвертора m вважається вісімнадцятий ОЕЗ 53. ванні з виходу Е: Інвертор n потрібно асоціювати з оптично зв'я0 0 0 заними дев'ятнадцятим ОЕЗ 55 і верхнім (за крес0 1 1 , леннями Фіг.1) плечем сьомого 54 активного філь(8) 1 0 1 тра, де входом інвертора n вважається 1 1 0 дев'ятнадцятий ОЕЗ 55. Двовходовий кон'юнктор r потрібно асоціювати 19 18222 20 Кожний з іонів зазначених лантаноїдів у цьому плюс перенос у старший розряд із Е 1+1=10. ряду є донором електрона стосовно всіх інших У виконанні оптичного каналювання треба відіонів, розташованим зліва від нього. Це дозволяє значити заслуги фотохромних речовин. У органічістотно розширити спектральні межі світлочутлиних фотохромних речовинах явище фотохромізму вості подібних речовин. Так, активація фотоперевідбувається внаслідок: окисно-відбудовних реак2+ носу електрона в Sm здійснюється випромінюцій, таутомірних прототропних перетворень, цис2+ ванням 313нм, у Nd - 483нм, у Но2+ - 504нм, у транс-ізомеризації, валентної ізомеризації, фотоDy2+ - 546нм і т.д. При цьому для фотохромних перегрупування, гетеролітичного і гемолітичного кристалів МF2 характерний порівняно невисокий розірвання зв'язків, фотодимеризації [Барачевский В.А., Лашков Г.И., Цехомский В.А. Фотохромизм и квантовий вихід ( 0,3). Це пов'язано з тим, що его применение. -М.: Химия, 1977. -С.31-57]. внаслідок перекривання спектрів поглинання актиНеорганічних фотохромних речовин значно ватора-донора й активатора-акцептора при опроменше, ніж органічних, і в них немає такого різноміненні одночасно здійснюються як прямий, так і маніття фотохімічних перетворень. Проте матерізворотний фотоперенос електрона. Цими ж приали, створені на їхній основі, за низкою властивосчинами пояснюється відсутність фотопереносу тей, важливих для практичного застосування, не електрона, наприклад, у парах Sm2+-Тm3+ і Еu2+поступаються органічним. Тm3+ [Архангельская В.А., Киселева М.Н. В кн.: Фотохромні властивості мають багато кристаСпектроскопия кристаллов. -М.: Наука, 1970. лічних та склоподібних неорганічних речовин. С.164-167]. Найпростішим фотохромним процесом у неорганіПовна оборотність фотохромного процесу дочних кристалах є утворення центрів забарвлення сягається при аддитивному відновленні кристалів, при оптичному збудженні кристалів фотонами з тому що в цьому випадку відсутні дірочні центри. енергією, що відповідає ширині зони. Виникаючі Для того щоб другий активатор (L(2)) у цих умовах центри забарвлення аналогічні тим, що виникають залишився в тривалентному стані, його спорідненість до електрона повинно бути істотно меншою, при рентгенівському і -опроміненні, при дії на криніж у L(1) [Архангельская В.А., Киселева М.Н., стали електронів і нейтронів, при нагріванні крисШрайбер В.М. Физ. твердого тела, 1969, т.II. -С. талів у парах металів (аддитивне забарвлення) 869-876]. [Photochromism. Techn. Chem., v.111. Ed. Термостійкість фотоіндукованих станів залеG.H.Brown. -New York, Wiley-Interscience, 1971. жить від багатьох чинників і, насамперед, від темP.633]. ператури. При кімнатній температурі час зникненОптичне збудження призводить до утворення ня фотоіндукованого поглинання змінюється від двовалентного рідкоземельного іона електронної k І декількох днів до тижнів. У нашому випадку (у законфігурації 4f 5d в основному електронному стапропонованому технічному рішенні), оборотність ні. Відомо [Архангельская В.А., Киселева М.Н., фотохромного процесу відбувається відразу ж Феофилов П.П. А.с. СССР №265317, МКИ-2 після зняття керуючого випромінювання, тому що G02В1/02. Открытия. Изобр. Пром. образцы. Топри цьому залишається лише інфрачервоний вари, знаки, 1971, №33, С.223], що оптично звільвплив від джерела опорного випромінювання пернений електрон захоплюється полем надлишковошої групи 5. го заряду, утворюваного тривалентною домішкою, Таким чином, у порівнянні з прототипом, заі утворить воднеподібний центр великого радіуса, пропонована конструкція дозволяє виконувати аналогічний Rn-центрам у кристалах галогенідів обчислювальні логічні операції оптичним каналюлужних металів. Явище фотопереносу електрона ванням за рахунок фізичних властивостей хімічних вперше було виявлено в кристалах МF2 сполук. П.П.Феофіловим [Феофилов П.П. "Оптика и спектВикористання даного технічного рішення, як роскопия", 1962, т.12. -С.531-533]. Число пар рідскладової частини оптичного процесора, відчиняє коземельних активаторів, для яких відомий фотоможливість існуючий рівень обчислювальної техніперенос електрона в МF2 дуже чисельно ки перекласти в оптичну область спектру без ви[Arkhangelskaya V.A., Feofilov P.P. Proc. Intern. користання електронних компонентів. Conf. on Luminescence, 1966.- P.1682-1688]. Інтегральний оптичний багатофункціональний За потенціалами іонізації іонів лантаноїдів L2+ логічний елемент може бути використаний у якості у МF2 рідкоземельні іони, що знаходяться в решітскладової частини арифметичного логічного приках СаF2 і SrF2, можна розташувати в послідовносстрою оптичного процесора. ті (Еu, Yb), Sm, Tm, Dy, Nd, Но, Er(Gd, Pr, Ce, Tb). 21 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 18222 Підписне 22 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601