Є ще 3 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Інтегральний оптичний D-тригер, що містить підкладку зі сформованим на ній відбивним шаром, на поверхні якого сформований оптичний хвилевід, виконаний у вигляді першого оптичного 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 першого оптичного хвилеводу сформовані послідовно друга дифракційна решітка, виконана в вигляді другого ОЕЗ, перший пасивний фільтр і третя дифракційна решітка, виконана у вигляді третього ОЕЗ, вихід зазначеного першого оптичного хвилеводу оптично зв'язаний через зазначений другий ОЕЗ, через зазначений перший пасивний фільтр із входом третього ОЕЗ, два джерела випромінювання другої групи, десять активних фільтрів (АФ), причому четвертий і п'ятий АФ виконані з трьома входами й одним виходом, інші АФ виконані з двома входами й одним виходом, перші входи всіх АФ оптично зв'язані з виходом третього ОЕЗ, перше і третє джерела випромінювання другої групи оптично зв'язані з п'ятим і десятим ОЕЗ, відповідно, другий, третій, четвертий, п'ятий, шостий, сьомий і восьмий оптичні хвилеводи, вихід кожного з яких обладнаний ОЕЗ, вісім оптичних функціональних елементів (ОФЕ), кожний з яких містить послідовно оптично зв'язані ОЕЗ, входи кожного з яких є кожним із входів ОФЕ, пасивний фільтр, ОЕЗ і фотоактивний елемент, причому четвертий, восьмий і дев'ятий ОФЕ виконані з двома виходами й одним входом, перший, третій, шостий і сьомий ОФЕ виконані з одним виходом і одним входом, причому кожний з виходів ОФЕ обладнаний ОЕЗ, кожний з виходів першого і другого АФ оптично зв'язаний з кожним із входів першого і четвертого ОФЕ, відповідно, кожний з виходів п'ятого і четвертого АФ оптично зв'язаний з кожним із входів п'ятого і третього ОФЕ, відповідно, кожний з виходів шостого і сьомого АФ оптично зв'язаний з кожним із входів шостого і сьомого ОФЕ, відповідно, виходи восьмого і дев'ятого АФ оптично зв'язані з входом восьмого ОФЕ, виходи десятого й одинадцятого АФ оптично зв'язані з входом дев'ятого ОФЕ, кожний із других входів першого і другого АФ оптично зв'язаний з кожним з виходів другого і восьмого оптичних хвилеводів, відповідно, другий вхід четвертого АФ оптично зв'язаний з першим виходом четвертого ОФЕ, кожний із другого і третього входів п'ятого АФ оптично зв'язаний з виходом першого ОФЕ і другим виходом четвертого ОФЕ, відповідно, кожний із других входів шостого і сьомого АФ оптично зв'язаний з кожним з виходів п'ятого і третього ОФЕ, відповідно, кожний із других входів дев'ятого й одинадцятого АФ оптично зв'язаний з кожним з виходів шостого і сьомого ОФЕ, відповідно, кожний із других входів восьмого і десятого АФ оптично зв'язаний з кожним з виходів сьомого і шостого оптичних хвилеводів, відповідно, кожний із входів четвертого і п'ятого оптичних хвилеводів оптично зв'язаний з кожним з перших виходів восьмого і дев'ятого ОФЕ, відповідно, кожний із входів зазначених шостого і сьомого оптичних хвилеводів оптично зв'язаний з кожним із других виходів зазначених восьмого і дев'ятого ОФЕ, відповідно, вхід зазначеного другого оптичного хвилеводу оптично зв'язаний з виходом п'ятого ОЕЗ, вхід зазначеного восьмого оптичного хвилеводу оптично зв'язаний з виходом десятого ОЕЗ, вхід зазначеного другого оптичного хвилеводу є інформаційним входом пристрою, вхід зазначеного восьмого оптичного хвилеводу є синхронізуючим входом пристрою, а виходом - виходи зазначених четвертого і п'ятого оптичних хвилеводів, виконаних у вигляді прямого й інверсного виходів, відповідно, неактивні поверхні зазначених оптичних хвилеводів оснащені відбивними шарами, дифракційні решітки сформовані на вхідних поверхнях оптичних компонентів, підкладка виконана із жаростійкого склокристалічного цементу: ZrO2-Al2O3-SiO2, відбивний шар виконаний напиленням золота, зазначені оптичні хвилеводи виконані із кварцового скла з додаванням алюмінату галію, зазначені пасивні фільтри виконані із літієвоалюмогерманатного ситалу: Lі2О-Аl2О3-GеО2-ТіО2, зазначені активні фільтри виконані із вольфрамоалюмосилікатного ситалу: SіО2-В2О3-Al2O3-WO2, зазначені фотоактивні елементи виконані із люмінофорів з антистоксовим збудженням, зазначене джерело опорного випромінювання першої групи виконано у вигляді джерела інфрачервоного випромінювання, зазначене джерело випромінювання другої групи виконано у вигляді джерела випромінювання, що випромінює у короткохвильовій області спектра частот видимого діапазону, який відрізняється тим, що зазначені ОЕЗ, кожний з яких оптично зв'язаний з виходами зазначених оптичних хвилеводів, виконані у вигляді ОЕЗ другої групи, зазначені ОЕЗ, що є входами зазначених ОФЕ, виконані у вигляді ОЕЗ третьої групи, зазначені пасивні фільтри, що є складовими зазначених ОФЕ, виконані у вигляді пасивних фільтрів другої групи, зазначені ОЕЗ, що є складовими зазначених ОФЕ й оптично зв'язаними з входами зазначеного фотоактивного елемента, виконані у вигляді ОЕЗ четвертої групи, зазначені ОЕЗ, оптично зв'язані з виходами зазначених ОФЕ, виконані у вигляді ОЕЗ п'ятої групи, зазначене третє джерело випромінювання другої групи виконане у вигляді другого джерела випромінювання другої групи, зазначений п'ятий ОЕЗ виконаний у вигляді четвертого ОЕЗ, зазначений десятий ОЕЗ виконаний у вигляді п'ятого ОЕЗ, зазначений четвертий АФ виконаний у вигляді третього АФ, зазначений п'ятий АФ виконаний у вигляді четвертого АФ, зазначені шостий, сьомий, восьмий, дев'ятий, десятий і одинадцятий АФ виконані у вигляді п'ятого, шостого, сьомого, восьмого, дев'ятого і десятого АФ, відповідно, зазначений четвертий ОФЕ виконаний у вигляді другого ОФЕ, зазначені п'ятий, шостий, сьомий, восьмий і дев'ятий ОФЕ виконані у вигляді четвертого, п'ятого, шостого, сьомого і восьмого ОФЕ, відповідно, четвертий ОФЕ додатково обладнаний другим виходом, що оптично зв'язаний із входом зазначеного третього оптичного хвилеводу, вихід якого оптично зв'язаний із третім входом зазначеного третього АФ, входом пристрою є входи зазначених другого і восьмого оптичних хвилеводів, виконаних у вигляді входів інформаційного і синхронізації, відповідно, а виходом - виходи зазначених четвертого і п'ятого оптичних хвилеводів, виконаних у вигляді прямого і інверсного виходів, відповідно.

Текст

Інтегральний оптичний D-тригер, що містить підкладку зі сформованим на ній відбивним шаром, на поверхні якого сформований оптичний хвилевід, виконаний у вигляді першого оптичного хвилеводу, вхід якого оптично зв'язаний через першу ди фракційну решітку, виконану у вигляді першого оптичного елемента зв'язку (ОЕЗ) із джерелом опорного випромінювання, на поверхні першого оптичного хвилеводу сформовані послідовно друга дифракційна решітка, виконана в вигляді другого ОЕЗ, перший пасивний фільтр і третя дифракційна решітка, виконана у вигляді третього ОЕЗ, вихід зазначеного першого оптичного хвилеводу оптично зв'язаний через зазначений другий ОЕЗ, через зазначений перший пасивний фільтр із входом третього ОЕЗ, два джерела випромінювання другої групи, десять активних фільтрів (АФ), причому четвертий і п'ятий АФ виконані з трьома входами й одним виходом, інші АФ виконані з двома входами й одним виходом, перші входи всі х АФ оптично зв'язані з виходом третього ОЕЗ, перше і третє джерела випромінювання другої групи оптично зв'язані з п'ятим і десятим ОЕЗ, відповідно, другий, третій, четвертий, п'ятий, шостий, сьомий і восьмий оптичні хвилеводи, вихід кожного з яких обладнаний ОЕЗ, вісім оптичних функціональних елементів (ОФЕ), кожний з яких містить послідовно оптично зв'язані ОЕЗ, входи кожного з яких є кожним із входів ОФЕ, пасивний фільтр, ОЕЗ і фо тоактивний елемент, причому четвертий, восьмий і дев'ятий ОФЕ виконані з двома виходами й одним входом, перший, третій, 2 (19) 1 3 24198 4 оптичних хвилеводів, виконаних у вигляді прямого й інверсного виходів, відповідно, неактивні поверхні зазначених оптичних хвилеводів оснащені відбивними шарами, дифракційні решітки сформовані на вхідних поверхнях оптичних компонентів, підкладка виконана із жаростійкого склокристалічного цементу: ZrO 2-Al2O 3-SiO2, відбивний шар виконаний напиленням золота, зазначені оптичні хвилеводи виконані із кварцового скла з додаванням алюмінату галію, зазначені пасивні фільтри виконані із літієвоалюмогерманатного ситалу: Lі2ОАl2О 3-GеО 2-ТіО 2, зазначені активні фільтри виконані із вольфрамоалюмосилікатного ситалу: SіО2В2О3-Al2 O3-WO2 , зазначені фотоактивні елементи виконані із люмінофорів з антистоксовим збудженням, зазначене джерело опорного випромінювання першої групи виконано у вигляді джерела інфрачервоного випромінювання, зазначене джерело випромінювання другої групи виконано у вигляді джерела випромінювання, що випромінює у короткохвильовій області спектра частот видимого діапазону, який відрізняється тим, що зазначені ОЕЗ, кожний з яких оптично зв'язаний з виходами зазначених оптичних хвилеводів, виконані у вигляді ОЕЗ другої гр упи, зазначені ОЕЗ, що є входами зазначених ОФЕ, виконані у вигляді ОЕЗ третьої групи, зазначені пасивні фільтри, що є складовими зазначених ОФЕ, виконані у вигляді пасивних фільтрів другої групи, зазначені ОЕЗ, що є складовими зазначених ОФЕ й оптично зв'яза ними з входами зазначеного фотоактивного елемента, виконані у вигляді ОЕЗ четвертої гр упи, зазначені ОЕЗ, оптично зв'язані з виходами зазначених ОФЕ, виконані у вигляді ОЕЗ п'ятої групи, зазначене третє джерело випромінювання другої групи виконане у вигляді друго го джерела випромінювання другої групи, зазначений п'я тий ОЕЗ виконаний у вигляді четвертого ОЕЗ, зазначений десятий ОЕЗ виконаний у вигляді п'я того ОЕЗ, зазначений четвертий АФ виконаний у вигляді третього АФ, зазначений п'ятий АФ виконаний у вигляді четвертого АФ, зазначені шостий, сьомий, восьмий, дев'ятий, десятий і одинадцятий АФ виконані у вигляді п'ятого, шостого, сьомого, восьмого, дев'ятого і десятого АФ, відповідно, зазначений четвертий ОФЕ виконаний у вигляді другого ОФЕ, зазначені п'ятий, шостий, сьомий, восьмий і дев'ятий ОФЕ виконані у вигляді четвертого, п'ятого, шостого, сьомого і восьмого ОФЕ, відповідно, четвертий ОФЕ додатково обладнаний другим виходом, що оптично зв'язаний із входом зазначеного третього оптичного хвилеводу, вихід якого оптично зв'язаний із третім входом зазначеного третього АФ, входом пристрою є входи зазначених другого і восьмого оптичних хвилеводів, виконаних у вигляді входів інформаційного і синхронізації, відповідно, а виходом - виходи зазначених четвертого і п'ятого оптичних хвилеводів, виконаних у вигляді прямого і інверсного виходів, відповідно. Корисна модель відноситься до обчислювальної техніки, а саме до бістабільних оптичних пристроїв, виконаних із застосуванням фотохромних фільтрів у вигляді інтегральної схеми з оптично зв'язаними тонкоплівочними приладами, а також до пристроїв на основі логічних схем із зовнішнім позитивним зворотним зв'язком із двома стійкими станами для обробки тільки цифрових даних при виконанні обчислень з використанням тільки іменованого уявлення чисел, наприклад, двійкового і може бути використана при побудові оптичних обчислювальних засобів у наукових дослідженнях, навігаційних приладах, діагностичному устаткуванні. Відомий D-тригер [Триггеры. Рис.4-26а-г. В кн.: Батушев В.А., Вениаминов В.Н., Ковалев В.Г., Лебедев О.Н., Мирошниченко А.И. Микросхемы и их применение. - М.: Энергия, 1978. - С.158-168.], що містить чотири двохвходових елементи І-НЕ, перший вхід першого елемента І-НЕ виконаний у вигляді входу затримки, а його вихід з'єднаний з першими входами другого і третього елементів І-НЕ, вихід третього елемента І-НЕ з'єднаний із другим входом четвертого елемента І-НЕ, вихід якого з'єднаний із другим входом другого елемента І-НЕ й одночасно виконаний у вигляді інверсного виходу, ви хід другого елемента І-НЕ з'єднаний з першим входом четвертого елемента І-НЕ й одночасно виконаний у вигляді прямого виходу, другі входи першого і третього елементів I-НЕ з'єднані і виконані у вигляді входу синхронізації, входами пристрою є перший вхід першого елемента І-НЕ, відповідно, вхід затримки, другі входи першого і третього елементів І-НЕ, відповідно вхід синхронізації, а виходами - виходи другого і четвертого елементів І-НЕ, відповідно прямий і інверсний виходи. Недоліком даного пристрою є наявність електронних компонентів, що значно знижують швидкість обчислення логічних функцій. Найбільш близьким за технічною сутністю є інтегральний оптичний синхронізований RS-тригер [Деклараційний патент України №14957 на корисну модель "Інтегральний оптичний синхронізований RS-тригер" МПК-(2006) - G 02 F 3/00, G 02 В 5/20, G 02 В 6/12, Н 03 К 3/037. Автори: Пилипенко М.В., Ходаков В.Є-, Шеховцов А.В., Цивільський Ф.М., Бараненко Р.В., Козел В.М., Дроздова Є.А. Заявник: Херсонський національний технічний університет. Оп убл.: 15.06.2006, Бюл. №6, 2006р.], що містить підкладинку зі сформованим на ній відбивним прошарком, на поверхні якого сформований оптичний хвилевід, виконаний у вигляді першого оптичного 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 першого оптичного хвилеводу сформовані послідовно друга дифракційна решітка, виконана у вигляді другого ОЕЗ, перший пасивний фільтр і тре 5 24198 тя дифракційна решітка, виконана у вигляді третього ОЕЗ, вихід зазначеного першого оптичного хвилеводу оптично зв'язаний через зазначений другий ОЕЗ, через зазначений перший пасивний фільтр, через третій, четвертий і п'ятий ОЕЗ із першими входами першого, другого і третього активних фільтрів, відповідно, другий вхід зазначеного першого активного фільтра оптично зв'язаний через шостий ОЕЗ, через другий оптичний хвилевід, через сьомий ОЕЗ із першим джерелом випромінювання другої групи, виконаним у вигляді першого інформаційного входу, друге джерело випромінювання другої групи, виконане у вигляді другого інформаційного входу, оптично зв'язане через восьмий ОЕЗ, через третій оптичний хвилевід, через дев'ятий ОЕЗ із другим входом зазначеного 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 першого і другого фотоактивних елементів, відповідно, виходи яких оптично зв'язані з чотирнадцятим і п'ятнадцятим ОЕЗ, відповідно, вихід п'ятнадцятого ОЕЗ оптично зв'язаний із другим входом четвертого активного фільтра, шістнадцятий і сімнадцятий ОЕЗ, четвертий і п'ятий оптичні хвилеводи, виходи яких є першим і другим інформаційними виходами пристрою першої групи, відповідно, вихід четвертого активного фільтра оптично зв'язаний через вісімнадцятий ОЕЗ, через четвертий пасивний фільтр, через дев'ятнадцятий ОЕЗ із входом третього фотоактивного елемента, вихід якого оптично зв'язаний із двадцятим ОЕЗ, шостий оптичний хвилевід, неактивні поверхні зазначених оптичних хвилеводів оснащені відбивними прошарками, першим і другим інформаційними входами пристрою є входи сьомого і восьмого ОЕЗ у вигляді випромінювання першого і другого джерел випромінювання другої гр упи, відповідно, який відрізняється тим,що третій, четвертий і п'ятий ОЕЗ, сформовані на поверхні пасивного фільтра, виконані в вигляді нанесеної на всю його поверхню дифракційної решітки як третій ОЕЗ, шостий, сьомий, восьмий і дев'ятий ОЕЗ виконані у вигляді четвертого, п'ятого, шостого і сьомого ОЕЗ, відповідно, конструктивний компонент, що складається з послідовно оптично зв'язаних десятого ОЕЗ, другого пасивного фільтра, дванадцятого ОЕЗ, першого фотоактивного елемента і чотирнадцятого ОЕЗ, виконаний у вигляді першого оптичного функціонального елемента (ОФЕ) із зберіганням вхідного зв'язку, конструктивний компонент, що складається з послідовно оптично зв'язаних одинадцятого ОЕЗ, третього пасивного фільтра, тринадцятого ОЕЗ, другого фотоактивного елемента і п'ятнадцятого ОЕЗ виконаний у вигляді другого ОФЕ зі зберіганням старих зв'язків, конструктивний компонент, що складається з послідовно оптично зв'язаних вісімнадцятого ОЕЗ, четвертого пасивного фільтра, дев'ятнадцятого ОЕЗ, третього фотоактивного елемента, двадцятого ОЕЗ, виконаний у вигляді третього ОФЕ, шістнадцятий і 6 сімнадцятий ОЕЗ виконані у вигляді восьмого і дев'ятого ОЕЗ, відповідно, четвертий активний фільтр виконаний у вигляді конструктивного компонента з третім входом, перший вхід якого виконаний із можливістю утворення оптичного зв'язку від третього ОЕЗ до третього ОФЕ, додатково містить четвертий, п'ятий, шостий, сьомий, восьмий і дев'ятий ОФЕ, додатково містить п'ятий, шостий, сьомий, восьмий, дев'ятий, десятий і одинадцятий активні фільтри, додатково введені сьомий і восьмий оптичні хвилеводи, додатково містить десятий і одинадцятий ОЕЗ, додатково містить третє джерело випромінювання другої гр упи, перші входи зазначених четвертого, п'ятого, шостого, сьомого, восьмого, дев'ятого, десятого й одинадцятого активних фільтрів оптично зв'язані з виходом зазначеного третього ОЕЗ, перший інформаційний вхід виконаний у вигляді установчого входу, др угий інформаційний вхід виконаний у вигляді передустановчого входу, вхід восьмого оптичного хвилеводу оптично зв'язаний через десятий ОЕЗ із третім джерелом випромінювання другої гр упи і виконаний у вигляді входу синхронізації, вихід восьмого оптичного хвилеводу оптично зв'язаний через одинадцятий ОЕЗ із другим входом другого активного фільтра, вихід якого оптично зв'язаний із входом четвертого ОФЕ, ви хід четвертого оптичного хвилеводу виконаний у вигляді прямого виходу пристрою, вихід п'ятого оптичного хвилеводу виконаний у вигляді інверсного виходу пристрою, третій вхід четвертого активного фільтра оптично зв'язаний із першим виходом четвертого ОФЕ, вихід четвертого активного фільтра оптично зв'язаний із входом третього ОФЕ, другий і третій входи п'ятого активного фільтра оптично зв'язані з виходом першого ОФЕ і другим виходом четвертого ОФЕ, відповідно, вихід п'ятого активного фільтра оптично зв'язаний із входом п'ятого ОФЕ, ви ходи п'ятого і третього ОФЕ оптично зв'язані з другими входами шостого і сьомого активних фільтрів, відповідно, виходи яких через шостий і сьомий ОФЕ, відповідно, оптично зв'язані з другими входами дев'ятого й одинадцятого активних фільтрів, відповідно, виходи восьмого і дев'ятого активних фільтрів оптично зв'язані з входом восьмого ОФЕ, виходи десятого й одинадцятого активних фільтрів оптично зв'язані з входом дев'ятого ОФЕ, перші виходи восьмого і дев'ятого ОФЕ оптично зв'язані з зазначеними четвертим і п'ятим оптичними хвилеводами, відповідно, виходи яких є виходом пристрою, другі виходи восьмого і дев'ятого ОФЕ оптично зв'язані з входами шостого і сьомого оптичних хвилеводів, відповідно, виходи яких оптично зв'язані через дев'ятий і восьмий ОЕЗ, відповідно, із другими входами десятого і восьмого активних фільтрів, відповідно, входом пристрою є входи другого, восьмого і третього оптичних хвилеводів, а ви ходом - виходи четвертого і п'ятого оптичних хвилеводів, виконаних у вигляді прямого і інверсного виходів, відповідно, неактивні поверхні зазначених оптичних хвилеводів оснащені відбивними прошарками. Дифракційні решітки сформовані на вхідних поверхнях оптичних компонентів. Підкладинка виконана, наприклад, із жаростійкого склокристалічного це 7 24198 менту: ZrO 2-Аl2О 3-SiO2. Відбивний прошарок, виконаний, наприклад, напиленням золота. Зазначені хвилеводи виконані, наприклад, із кварцового скла з додаванням алюмінату галію. Зазначені пасивні фільтри виконані, наприклад, із літієвоалюмогерманатного ситалу: Li2O-Аl2О3-GеО2-ТіО2. Зазначені активні фільтри виконані, наприклад, із вольфрамоалюмосилікатного ситалу: SiO2-B2 O3-Аl2О 3-WO2. Зазначені фотоактивні елементи виконані, наприклад, із люмінофорів з антистоксовим збудженням. Зазначене джерело опорного випромінювання першої групи виконано, наприклад, у вигляді джерела інфрачервоного випромінювання. Зазначені джерела випромінювання другої групи виконані, наприклад, у вигляді джерел випромінювання, що випромінюють у короткохвильовій області спектру частот видимого діапазону. Недоліком даного логічного елемента є наявність невизначеного стану, що неприпустимо при структур уванні регістрової пам'яті. Була поставлена задача створення корисної моделі інтегрального оптичного D-тригера, здатного виконувати функцію запам'ятовування логічних станів з можливістю побудови регістрової пам'яті. Поставлена задача досягається тим, що інтегральний оптичний D-тригер, що містить підкладку зі сформованим на ній відбивним шаром, на поверхні якого сформований оптичний хвилевід, виконаний у вигляді першого оптичного хвилеводу, вхід якого оптично зв'язаний через першу ди фракційну решітку, виконану у ви гляді першого оптичного елемента зв'язку (ОЕЗ) із джерелом опорного випромінювання, на поверхні першого оптичного хвилеводу сформовані послідовно друга дифракційна решітка, виконана в вигляді другого ОЕЗ, перший пасивний фільтр і третя дифракційна решітка, виконана у вигляді третього ОЕЗ, вихід зазначеного першого оптичного хвилеводу оптично зв'язаний через зазначений другий ОЕЗ, через зазначений перший пасивний фільтр із входом третього ОЕЗ, два джерела випромінювання другої групи, десять активних фільтрів (АФ), причому четвертий і п'ятий АФ виконані з трьома входами й одним виходом, інші АФ виконані з двома входами й одним виходом, перші входи всіх АФ оптично зв'язані з виходом третього ОЕЗ, перше і третє джерела випромінювання другої гр упи оптично зв'язані з п'ятим і десятим ОЕЗ, відповідно, другий, третій, четвертий, п'ятий, шостий, сьомий і восьмий оптичні хвилеводи, вихід кожного з яких обладнаний ОЕЗ, вісім оптичних функціональних елементів (ОФЕ), кожний з яких містить послідовно оптично зв'язані ОЕЗ, входи кожного з яких є кожним із входів ОФЕ, пасивний фільтр, ОЕЗ і фотоактивний елемент, причому четвертий, восьмий і дев'ятий ОФЕ виконані з двома виходами й одним входом, перший, третій, шостий і сьомий ОФЕ виконані з одним виходом і одним входом, причому кожний з виходів ОФЕ обладнаний ОЕЗ, кожний з виходів першого і другого АФ оптично зв'язаний с кожним із входів першого і четвертого ОФЕ, відповідно, кожний з виходів п'ятого і четвертого АФ оптично зв'язаний з кожним із входів п'ятого і третього ОФЕ, відповідно, кожний з виходів шостого і сьомого АФ оптично зв'язаний з кожним із входів 8 шостого і сьомого ОФЕ, відповідно, виходи восьмого і дев'ятого АФ оптично зв'язані з входом восьмого ОФЕ, виходи десятого й одинадцятого АФ оптично зв'язані з входом дев'ятого ОФЕ, кожний із други х входів першого і др угого АФ оптично зв'язаний з кожним з виходів другого і восьмого оптичних хвилеводів, відповідно, другий вхід четвертого АФ оптично зв'язаний з першим виходом четвертого ОФЕ, кожний із другого і третього входів п'ятого АФ оптично зв'язаний з виходом першого ОФЕ і другим виходом четвертого ОФЕ, відповідно, кожний із других входів шостого і сьомого АФ оптично зв'язаний з кожним з виходів п'ятого і третього ОФЕ, відповідно, кожний із други х входів дев'ятого й одинадцятого АФ оптично зв'язаний з кожним з виходів шостого і сьомого ОФЕ, відповідно, кожний із других входів восьмого і десятого АФ оптично зв'язаний з кожним з виходів сьомого і шостого оптичних хвилеводів, відповідно, кожний із входів четвертого і п'ятого оптичних хвилеводів оптично зв'язаний з кожним з перших виходів восьмого і дев'ятого ОФЕ, відповідно, кожний із входів зазначених шостого і сьомого оптичних хвилеводів оптично зв'язаний з кожним із других ви ходів зазначених восьмого і дев'ятого ОФЕ, відповідно, вхід зазначеного другого оптичного хвилеводу оптично зв'язаний з виходом п'ятого ОЕЗ, вхід зазначеного восьмого оптичного хвилеводу оптично зв'язаний з виходом десятого ОЕЗ, вхід зазначеного другого оптичного хвилеводу є інформаційним входом пристрою, вхід зазначеного восьмого оптичного хвилеводу є синхронізуючим входом пристрою, а виходом - виходи зазначених четвертого і п'ятого оптичних хвилеводів, виконаних у вигляді прямого й інверсного виходів, відповідно, неактивні поверхні зазначених оптичних хвилеводів оснащені відбивними шарами, дифракційні решітки сформовані на вхідних поверхнях оптичних компонентів, підкладинка виконана із жаростійкого склокристалічного цементу: ZrO 2-Al2O 3-SiO2, відбивний шар виконаний напиленням золота, зазначені оптичні хвилеводи виконані із кварцового скла з додаванням алюмінату галію, зазначені пасивні фільтри виконані із літієвоалюмогерманатного ситалу: Li2О-Аl2 О3-GеО 2-ТіО 2, зазначені активні фільтри виконані із вольфрамоалюмосилікатного ситалу: SiO2-B2 O3-Al2 O3-WO2 , зазначені фотоактивні елементи виконані із люмінофорів з антистоксовим збудженням, зазначене джерело опорного випромінювання першої групи виконано у вигляді джерела інфрачервоного випромінювання, зазначене джерело випромінювання другої гр упи виконано у вигляді джерела випромінювання, що випромінює у короткохвильовій області спектру частот видимого діапазону, зазначені ОЕЗ, кожний з яких оптично зв'язаний з виходами зазначених оптичних хвилеводів, виконані у вигляді ОЕЗ другої групи, зазначені ОЕЗ, що є входами зазначених ОФЕ, виконані у вигляді ОЕЗ третьої гр упи, зазначені пасивні фільтри, що є складовими зазначених ОФЕ, виконані у вигляді пасивних фільтрів другої групи, зазначені ОЕЗ, що є складовими зазначених ОФЕ й оптично зв'язаними з входами зазначеного фотоактивного елемента, виконані у вигляді ОЕЗ четвертої гр упи, зазначені ОЕЗ, оптично зв'я 9 24198 зані з виходами зазначених ОФЕ, виконані у вигляді ОЕЗ п'ятої групи, зазначене третє джерело випромінювання другої групи виконане у вигляді другого джерела випромінювання другої гр упи, зазначений п'ятий ОЕЗ виконаний у вигляді четвертого ОЕЗ, зазначений десятий ОЕЗ виконаний у вигляді п'ятого ОЕЗ, зазначений четвертий АФ виконаний у вигляді третього АФ, зазначений п'я тий АФ виконаний у вигляді четвертого АФ, зазначені шостий, сьомий, восьмий, дев'ятий, десятий і одинадцятий АФ виконані у вигляді п'ятого, шостого, сьомого, восьмого, дев'ятого і десятого АФ, відповідно, зазначений четвертий ОФЕ виконаний у вигляді другого ОФЕ, зазначені п'ятий, шостий, сьомий, восьмий і дев'ятий ОФЕ виконані у вигляді четвертого, п'ятого, шостого, сьомого і восьмого ОФЕ, відповідно, четвертий ОФЕ додатково обладнаний другим виходом, що оптично зв'язаний із входом зазначеного третього оптичного хвилеводу, ви хід якого оптично зв'язаний із третім входом зазначеного третього АФ, входом пристрою є входи зазначених др угого і восьмого оптичних хвилеводів, виконаних у вигляді входів інформаційного і синхронізації, відповідно, а виходом - виходи зазначених четвертого і п'ятого оптичних хвилеводів, виконаних у вигляді прямого і інверсного виходів, відповідно. Оскільки зазначені відмітні ознаки відсутні в прототипу, пропоноване технічне рішення відповідає критерієві "новизна". Таким чином, в отриманого пристрою з'являється властивість інтегрального оптичного Dтригера, що дозволяє за рахунок конструктивного рішення з використанням фізичних властивостей хімічних сполук і їхніх хвильових параметрів виконувати функцію запам'ятовування, що виключає можливість появи невизначеного стану з можливістю застосування для побудови регістрової пам'яті. На Фіг.1 зображена загальна схема пристрою „Інтегральний оптичний D-9 тригер”. На Фіг.2 представлена електронно-логічна технологічна інтерпретація схеми пристрою. Під поняттям „технологічна” трактується утворення логічних елементів і їхні х зв'язків у результаті конструювання, що обумовлені фізичними властивостями хімічних сполук. На Фіг.3 представлена часова діаграма роботи Dтригера. На Фіг.4 зображений варіант інтегрального виконання пристрою „Інтегральний оптичний Dтригер”. Інтегральний оптичний D-тригер містить підкладинку 1 зі сформованим на ній відбивним шаром 2, на поверхні якого сформований оптичний хвилевід 3, виконаний у вигляді першого оптичного хвилеводу, вхід якого оптично зв'язаний через першу дифракційну решітку 4, виконану у вигляді першого оптичного елемента зв'язку (ОЕЗ) із джерелом опорного випромінювання першої групи 5. На поверхні оптичного хвилеводу 3 сформовані послідовно друга дифракційна решітка 6, виконана у вигляді другого ОЕЗ, перший пасивний фільтр 7 і третя дифракційна решітка 8, виконана у вигляді третього ОЕЗ. Вихід зазначеного першого оптичного хвилеводу 3 через зазначений другий ОЕЗ 6, через зазначений перший пасивний фільтр 7, че 10 рез входи зазначеного третього ОЕЗ 8 оптично зв'язаний з першими входами першого 9, другого 10, третього 11, четвертого 12, п'ятого 13, шостого 14, сьомого 15, восьмого 16, дев'ятого 17 і десятого 18 активних фільтрів (АФ). Другий вхід зазначеного першого активного фільтра 9 АФ оптично зв'язаний через ОЕЗ другої групи 19, через другий оптичний хвилевід 20, через четвертий ОЕЗ 21 з першим джерелом випромінювання 22 другої групи, виконаним у вигляді інформаційного "D" входу. Друге джерело випромінювання 23 другої групи, виконане у вигляді входу синхронізації "С" оптично зв'язане через п'ятий ОЕЗ 24, через восьмий оптичний хвилевід 25, через ОЕЗ другої групи 19 із другим входом зазначеного другого АФ 10. Виходи першого 9 АФ і другого 10 АФ через вихід першого 26 оптичного функціонального елемента (ОФЕ) і перший вихід другого 27 ОФЕ, відповідно, оптично зв'язані з другим і третім входами четвертого 12 АФ, відповідно. Другий вихід другого ОФЕ 27 оптично зв'язаний із другим входом третього 11 АФ. Кожен ОФЕ містить послідовно розташовані (від входу до ви ходу) ОЕЗ 10 третьої групи 28, що є входами ОФЕ, пасивний фільтр другої групи 29, ОЕЗ четвертої групи 30, фо тоактивний елемент 31, ОЕЗ п'ятої гр упи 32, що є ви ходом ОФЕ. Вихід четвертого 12 АФ оптично зв'язаний через другий вихід четвертого 33 ОФЕ з входом зазначеного третього 34 оптичного хвилеводу, ви хід якого оптично зв'язаний через ОЕЗ другої групи 19 із третім входом зазначеного третього АФ 11. Вихід третього АФ 11 оптично зв'язаний із входом третього ОФЕ 35. Перший вихід зазначеного четвертого 33 ОФЕ і вихід зазначеного третього 35 ОФЕ оптично зв'язані з другими входами п'ятого 13 АФ і шостого 14 АФ, відповідно, виходи яких оптично зв'язані через п'ятий 36 ОФЕ і шостий 37 ОФЕ, відповідно, із другими входами восьмого 16 АФ і десятого 18 АФ, відповідно. Виходи сьомого 15 АФ і восьмого 16 АФ оптично зв'язані з входом сьомого ОФЕ 38. Виходи дев'ятого 17 АФ і десятого 18 АФ оптично зв'язані з входом восьмого ОФЕ 39. Перші виходи 40 і 41 сьомого 38 ОФЕ і восьмого 39 ОФЕ, відповідно, оптично зв'язані з четвертим 42 і п'ятим 43 оптичними хвилеводами, відпо ( ) відно, виходи яких Q,Q є прямим й інверсним, відповідно, виходами пристрою. Другий вихід 44 сьомого 38 ОФЕ оптично зв'язаний через шостий 45 оптичний хвилевід, через ОЕЗ др угої гр упи 19 із другим входом дев'ятого 17 АФ. Другий ви хід 46 восьмого 39 ОФЕ оптично зв'язаний через сьомий 47 оптичний хвилевід, через ОЕЗ др угої гр упи 19 із другим входом сьомого 15 АФ. Підкладинка 1 є несучим елементом конструкції інтегрального оптичного D-тригера. Відбивний шар 2 і інші (не відбиті в графічних матеріалах) знижують дисипацію випромінювання і забезпечують напрямок його поширення. Оптичні хвилеводи 3, 20, 25, 34, 42, 43, 45 і 47 є оптичним середовищем спрямованого поширення випромінювання. Оптичні елементи зв'язку (ОЕЗ) 4, 6, 8, 19, 21, 24, 28, 30 і 32 служать для ефективного уведення випромінювання в оптичні компоненти. Джерело опорного випромінювання першої групи 5 служить 11 24198 для забезпечення енергетичного "живлення" оптичним випромінюванням або, іншими словами, подаючи базове випромінювання сприяє роботі оптичної схеми. Пасивні фільтри 7 і 29 (що містяться в оптичних функціональних елементах (ОФЕ) 26, 27, 33, 35, 36, 37, 38 і 39) являють собою селективні фільтри, що забезпечують безперешкодному поширенню випромінювання від джерела опорного випромінювання першої групи 5 і перешкоджають проходженню випромінювань інших спектральних параметрів. Активні фільтри АФ 9...18 мають властивість оптичного затвора для довжин хвиль опорного джерела випромінювання 5 при наявності на одному зі своїх входів випромінювань інших спектральних характеристик. У неактивному ж стані зазначені активні фільтри пропускають випромінювання зі спектральною характеристикою опорного джерела випромінювання 5. Інформаційний вхід "D" (вхід другого 20 оптичного хвилеводу) служить для установки тригера в необхідний стан. Вхід синхронізації "С" (вхід восьмого 25 оптичного хвилеводу) призначений для синхронізації (дозволу) керування станом тригера. Джерела випромінювання другої гр упи 22 і 23 є їх вихідними складовими (у логічній обчислювальній інтерпретації). Крім того, джерела випромінювання другої групи 22 і 23 керують роботою оптичних компонентів пристрою (в оптичній інтерпретації). Фотоактивні елементи, що містяться в оптичних функціональних елементах (ОФЕ) 26, 27, 33, 35, 36, 37, 38 і 39 являють собою вторинні джерела випромінювання, що перетворюють випромінювання з однієї області спектра в іншу. Прямий Q і інверсний Q виходи четвертого 42 і п'ятого 43 оптичних хвилеводів, відповідно, служать для виводу результатів збережених станів тригера в оптичному спектральному діапазоні. При виконанні пристрою в демонстраційному варіанті, оптичні елементи зв'язку можуть бути виконані у вигляді дифракційних решіток. Вони можуть бути сформовані на вхідних поверхнях оптичних компонентів. Підкладинка 1 може бути виконана, наприклад, з жаростійкого склокристалічного цементу: ZrO 2-Аl2O 3-SіO2 [Жаростойкие стеклокристаллические цементы. В кн.: Стрнад 3. Стеклокристаллические материалы /Пер. с чеш. И.Н. Князевой; Под ред. Б.Г. Варшала. - М.: Стройиздат, 1988. - С.238-240]. Відбивний шар 2 може бути виконаний, наприклад, напиленням золота. Оптичні хвилеводи 3, 20, 25, 34, 12 42, 43, 45 і 47 можуть бути виконані, наприклад, із кварцового скла з додаванням алюмінату галію. Пасивні фільтри 7 і 29 (що містяться в ОФЕ 26, 27, 33, 35, 36, 37, 38 і 39) можуть бути виконані, наприклад, з літієвоалюмогерманатного ситалу: Lі2ОАl2О 3-GеО 2-ТіО 2. Активні фільтри 9...18 можуть бути виконані, наприклад, з вольфрамоалюмосилікатного ситалу: SіО2-В 2О 3-Аl2О 3-WO 2. Фотоактивні елементи, що містяться в ОФЕ 26, 27, 33, 35, 36, 37, 38 і 39 можуть бути виконані, наприклад, з люмінофорів з антистоксовим збудженням. До таких речовин відносяться: 1) BaYF5×Yb×Er - фторид ербію; 2) BaYF 5×Yb×Ho - фторид гольмію; 3) YOCl×Yb×Tm - оксихлорид тулію; 4) La2O2S×Yb×Er 12 оксисульфід ербію і т.п. Джерело опорного випромінювання першої групи 5 може бути виконаним, наприклад, у вигляді джерела інфрачервоного випромінювання. Джерела випромінювання другої групи 22 і 23 можуть бути виконані, наприклад, у вигляді джерел випромінювання, що випромінюють у короткохвильовій області спектра частот видимого діапазону. Робота інтегрального оптичного D-тригера заснована на використанні фізичних властивостей хімічних сполук і їхніх спектральних характеристик. Як один з варіантів виконання даного пристрою, використані компоненти з властивостями фотохромізму [Коренева Л.Г., Золин В.Ф., Давыдов Б.Л. Нелинейная оптика молекулярных кристаллов. М.: Наука, 1985. - 200с.], [Органические фотохромы. Под ред. проф. А.В. Ельцова. - Л.: Химия, 1982. - 288с., ил.], [Энциклопедия неорганических материалов. - Киев: Главная редакция украинской советской энциклопедии. - Т.2, 1977. - С.394-398.] і люмінофори з антистоксовим збудженням [Энциклопедия неорганических материалов. - Киев: Главная редакция украинской советской энциклопедии. - Т.1, 1977.-С.720-723]. Під час пошуку спільно працюючих оптичних компонентів було прийняте рішення про використання базового опорного випромінювання (у даному викладі, - що живить всю оптичну систему). Як демонстраційний варіант можна скористатися інфрачервоним випромінюванням як опорним випромінюванням. Перетворення випромінювання з однієї області спектра в іншу відомі, наприклад, з [Воронин Э.С., Дивлекеев М.И., Ильинский Ю.А., Соломатин B.C. Преобразование изображения из инфракрасного диапазона в видимый методами нелинейной оптики. - ЖЭТФ, 1970, Т.58, №1. С.51-59]. У зв'язку з цим, увагу було зосереджено на неорганічних сполуках - як фотоактивні елементи були обрані люмінофори. В органічних фотохромних речовинах явище фото хромізму відбувається внаслідок: окислювально-відновних реакцій, таутомірних прототропних перетворень, цис-транс-ізомеризації, валентній ізомеризації, фотоперегрупування, гетеролітичного і гемолітичного розриву зв'язків, фотодимеризації [Барачевский В.А., Лашков Г.И., Цехомский В.А. Фотохромизм и его применение. - М.: Химия, 1977. - С.31-57]. Неорганічних фотохромних речовин значно менше, ніж органічних, і в них немає такого різноманіття фото хімічних перетворень. Однак матеріали, створені на їхній основі, за низкою властивостей, важливих для практичного застосування, не поступаються органічним. Фотохромні властивості мають багато кристалічних і скловидних неорганічних речовин. Найпростішим фотохромним процесом у неорганічних кристалах є утворення центрів забарвлення при оптичному збудженні кристалів фотонами з енергією, що відповідає ширині зони. Виникаючі центри забарвлення аналогічні виникаючим при рентгенівському і g-опроміненні, при дії на кристали електронів і нейтронів, при нагріванні кристалів у парах металів (аддитивне забарвлення) [Photochromism. 13 24198 Techn. Chem., v. 111. Ed. G.H.Brown. - New York, Wiley-Interscience, 1971. - P.633]. Перш, ніж розглянути роботу пристрою, необхідно відзначити, що обрана структура D-тригера складається з двох частин. Перша частина - вузол синхронізації, що складається з двох двовходових елементів І. Др уга частина - власне асинхронний тригер, що складається із двох двовходови х елементів АБО-НЕ. Така конфігурація обрана в якості базової з метою скоротити часові затримки, що впливають у результаті на швидкодію (на відміну від схем, складених з однойменних компонентів) і реалізує логічну функцію Qk=D k-1, (1) Характеристичне рівняння роботи «Інтегрального оптичного D-тригера» представлено формулою: (2) Qk = CkDk - 1nC kQk - 1 , Передбачається, що до дослідження роботи тригера, він знаходився у ви хідному стані, тобто вихід Q дорівнює логічному нулеві, а ви хід Q логічній одиниці. Відповідно до класичної теорії, роботу D - тригера можна простежити за таблицею станів (Таблиці 1-2). Таблиця переходів D-тригера в скороченому записі представлена у Таблиці 1, а в повному записі - у Таблиці 2. Таблиця 1 Скорчена форма переходів D-тригерів Qk Qk-1 Dk-1 k 0 1 Таблиця 2 Повна форма переходів D-тригера Dk-1 0 0 1 1 0 0 1 1 k-1 0 1 0 1 0 1 0 1 Ck 0 0 0 0 1 1 1 1 Qk 0 1 0 1 0 0 1 1 Важливо відзначити, що установка тригера в той або інший стан залежить від значень на D вході і повинна супроводжуватися синхросигналом С. Зміна станів тригера залежить від наявності синхросигнала на вході С. Далі передбачається почати розгляд роботи пристрою за логічною інтерпретацією, представленою на Фіг.2. Але для цього важливо знайти відповідність між елементами логічної інтерпретації й оптичними компонентами інтегрального оптичного D-тригера. Інвертор a потрібно асоціювати з оптично зв'язаними першим 9 АФ і першим ОФЕ 26, де другий вхід першого 9 АФ активного фільтра є входом 14 інвертора a, тоді як вихід першого ОФЕ 26 є його виходом. Інвертор b потрібно асоціювати з лівим (за кресленнями Фіг.1) плечем четвертого 12 АФ, де входом обумовлюється другий вхід четвертого 12 АФ. Інвертор е потрібно асоціювати з оптично зв'язаними другим 10 АФ і другим ОФЕ 27, де другий вхід др угого 10 АФ є входом інвертора e, тоді як виходи другого ОФЕ 27 є його ви ходом. Інвертор f потрібно асоціювати з правим (за кресленнями Фіг.1) плечем четвертого 12 АФ, де входом обумовлюється третій вхід четвертого 12 АФ. Двовходовий кон'юнктор g потрібно асоціювати з оптично зв'язаними четвертим 12 АФ і четвертим ОФЕ 33, де входами кон'юнктора g прийнято вважати другий і третій входи четвертого 12 АФ, а виходом, - вхід че твертого ОФЕ 33. Двовходовий кон'юнктор h потрібно асоціювати з оптично зв'язаними третім 11 АФ і третім ОФЕ 35, де входами кон'юнктора h прийнято вважати другий і третій входи третього 11 АФ, а виходом, вхід третього ОФЕ 35. Інвертор i потрібно асоціювати з оптично зв'язаними четвертим 12 АФ і четвертим ОФЕ 33, де входом інвертора i є перший вхід четвертого 12 АФ, а ви ходом - другий вхід п'ятого 13 АФ і третій оптичний хвилевід 34. Інвертор j потрібно асоціювати з оптично зв'язаними третім 11 АФ і третім ОФЕ 35, де входом інвертора j є перший вхід третього 11 АФ, а ви ходом - другий вхід шостого 14 АФ. Інвертор k потрібно асоціювати з оптично зв'язаними п'ятим 13 АФ і п'ятим ОФЕ 36, де входом інвертора k є перший вхід п'ятого 13 АФ, а ви ходом - вихід п'ятого ОФЕ 36. Інвертор l потрібно асоціювати з оптично зв'язаними шостим АФ 14 і шостим ОФЕ 37, де входом інвертора l є перший вхід шостого 14 АФ, а ви ходом - вихід шостого ОФЕ 37. Двовходовий диз'юнктор m потрібно асоціювати з оптично зв'язаними виходи сьомого 15 АФ і восьмого 16 АФ із входом сьомого ОФЕ 38, де одним із входів є перший вхід сьомого 15 АФ. Другим входом є перший вхід восьмого 16 АФ. Виходом диз'юнктора m є перший вихід 40 і другий вихід 44 сьомого ОФЕ 38. Прямий вихід Q пристрою є виходом четвертого оптичного хвилеводу 42, оптично зв'язаного з першим виходом 40 сьомого ОФЕ 38. Інвертор n потрібно асоціювати з послідовно оптично зв'язаними другим виходом 44 сьомого ОФЕ 38, шостим оптичним хвилеводом 45, ОЕЗ другої групи 19 і другим входом дев'ятого 17 АФ. Входом інвертора n є вхід шостого 45 оптичного хвилеводу. Двовходовий диз'юнктор р потрібно асоціювати з оптично зв'язаними виходи дев'ятого 17 АФ і десятого 18 АФ із входом восьмого ОФЕ 39, де одним із входів є перший вхід де в'ятого 17 АФ. Другим входом є перший вхід десятого 18 АФ. Виходом диз'юнктора p є перший вихід 41 і другий вихід 46 восьмого ОФЕ 39. Інверсний вихід Q пристрою є виходом п'ятого оптичного хвилеводу 15 24198 43, оптично зв'язаного з першим виходом 41 восьмого ОФЕ 39. Інвертор t потрібно асоціювати з послідовно оптично зв'язаними другим виходом 46 восьмого ОФЕ 39, сьомим оптичним хвилеводом 47, ОЕЗ другої гр упи 17 19 і другим входом сьомого 15 АФ. Входом інвертора t є вхід сьомого 47 оптичного хвилеводу. Інтегральний оптичний D-тригер працює таким чином. У вихідному стані опорне випромінювання від джерела опорного випромінювання 5 через перший ОЕЗ 4, поширюючись першим оптичним хвилеводом 3 і, проходячи через другий ОЕЗ 6, через перший пасивний фільтр 7, через третій ОЕЗ 8 проходить умовними гілками від a до m. Розглянемо ситуацію при відсутності логічни х керуючих рівнів на входа х оптичних хвилеводів 20 (D) і 25 (С), тобто випромінювання від джерел випромінювання другої групи 22 і 23, а також на других входах першого 9 АФ і другого 10 АФ. Через те що активні фільтри 9 АФ і 10 АФ не активні, вони безперешкодно пропускають випромінювання від джерела опорного випромінювання 5 (Фіг.1) гілками a і b до першого ОФЕ 26 і другого ОФЕ 27, відповідно. Перший 26 ОФЕ і другий 27 ОФЕ, містять у собі фотоактивні елементи, які збуджуючись, випромінюють за рахунок фотолюмінесценції вторинне випромінювання. Унаслідок цього активізуються третій 11 АФ і четвертий 12 АФ. Умовимося, що ви хідний стан розглянутого тригера, - коли на інверсному його виході Q буде ло гічна одиниця, тобто наявність вторинного випромінювання (унаслідок фотолюмінесценції восьмого ОФЕ 39) на виході п'ятого 43 оптичного хвилеводу. Далі вроздріб розглянемо стан оптичної схеми: а) за схемою (Фіг.1), внаслідок активізації третього активного фільтра АФ 11, гілкою d не проходить опорне випромінювання на третій ОФЕ 35, який не збуджуючись, не в змозі активізувати через другий вхід шостий активний фільтр АФ 14. Гілкою h опорне випромінювання безперешкодно надходить на шостий ОФЕ 37, який зі свого виходу активізує десятий активний фільтр АФ 18 через другий його вхід. Через те, що восьмий ОФЕ 39 активний (за умовою вихідного стану), то перекриванням доступу опорного випромінювання через десятий активний фільтр АФ 18 (права гілка m) неможливо вивести його зі стану 18 збудження, тому що лівою гілкою m він одержує опорне випромінювання для збудження (прообраз диз'юнкції). Зі свого другого виходу 46 восьмий ОФЕ 39 подає вторинне випромінювання через сьомий 47 оптичний хвилевід, через ОЕЗ другої гр упи 19 на другий вхід сьомого 15 АФ, активізуючи його. Отже, лівою гілкою l сьомий 38 ОФЕ не одержує опорного випромінювання; б) за схемою (Фіг.1) четвертий 12 активізований АФ гілкою g не пропускає опорного випромінювання на четвертий 33 ОФЕ. У результаті цього п'ятий 13 АФ безперешкодно пропускає опорне випромінювання гілкою e до п'ятого 36 ОФЕ, збуджуючи його. Збуджений п'я тий 36 ОФЕ, вторинним випромінюванням зі свого виходу активізує 16 восьмий 16 АФ через його другий вхід. За ситуацією, що виникла в п.а, сьомий 38 ОФЕ через ліву гілку l не одержував опорного випромінювання. Внаслідок активізації восьмого 16 АФ, - і через праву гілку l сьомий 38 ОФЕ не одержить опорного випромінювання. Через те, що на виходах 40 і 44 сьомого 38 ОФЕ немає вторинного випромінювання, то через шостий 45 оптичний хвилевід, і далі через ОЕЗ другої групи 19 не зможе активізуватися дев'ятий 17 АФ. Отже, лівою гілкою m (про це згадувалося в п.a) опорне випромінювання всетаки буде надходити для збудження восьмого 39 ОФЕ. Слід зазначити, що третій АФ 11 і четвертий АФ 12 активні фільтри є прообразом елементів кон'юнкції. Це значить, що зазначені активні фільтри будуть пропускати опорне випромінювання тільки в тому випадку, коли на їх обох (др угому і третьому) входах не буде випромінювання, що активізує, (у даному випадку вторинного випромінювання, унаслідок збудження фотоактивних елементів, що містяться в ОФЕ). Якщо на одному з входів активного фільтра буде присутнім вторинне випромінювання, то внаслідок активізації він не пропустить через себе опорного випромінювання. Зміна стану на входа х призведе до зміни стану компонентів схеми, дослідження станів якої бажано проводити з використанням графічних матеріалів на Фіг.1, 2, 3 і 4. Поява сигналів D і С на входах др угого 20 і восьмого 25 оптичних 19 хвилеводів приведе до зміни логічного стану компонентів схеми. Отже, активізацією першого АФ 9 і другого АФ 10 активних фільтрів (від випромінювань на входах D і С) перший 26 і другий 27 ОФЕ не зможуть збудитися й активізувати третій АФ 11 і четвертий АФ 12 активні фільтри через їхні другий і третій входи. Гілкою g через перший вхід четвертого АФ 12 активного фільтра і його вихід опорне випромінювання надходить на четвертий 33 ОФЕ, збуджуючи його. З виходу че твертого ОФЕ 33 вторинне випромінювання (унаслідок фотолюмінесценції) активізує п'ятий 13 АФ (Фіг.1). Гілкою e опорне випромінювання не пройде до п'ятого 36 ОФЕ. У результаті сформованої ситуації восьмий АФ 16 активний фільтр (не активізований) пропустить опорне випромінювання гілкою l на вхід сьомого 38 ОФЕ, збуджуючи його. Він, у свою чергу, через свій другий вихід 44, шостим 45 оптичним хвилеводом, через ОЕЗ другої групи 19 активізує дев'ятий 17 АФ, закриваючи доступ опорному випромінюванню на вхід восьмого 39 ОФЕ лівою гілкою m (а це була його єдина гілка одержання опорного випромінювання). Відсутністю вторинного випромінювання на другому 46 виході восьмого 39 ОФЕ, за допомогою сьомого 47 оптичного хвилеводу й ОЕЗ др угої групи 19 припиняється активізація сьомого 15 АФ. Ще одна гілка (уже ліва l) відкривається для підживлення опорним випромінюванням. Одночасно зі збудженням сьомого 38 ОФЕ на першому його виході 40 з'являється вторинне випромінювання, що за допомогою четвертого 42 оптичного хвилеводу надходить до виходу Q. У зв'язку зі збудженням четвертого ОФЕ 33 на його другому виході з'явиться вторинне випромінювання, що через 17 24198 третій оптичний хвилевід 34, через ОЕЗ другої групи 19 активізує третій вхід третього АФ 11 (хоча, перед цим, через його другий вхід з виходу другого ОФЕ 27, він не був активізований). Ця обставина не дозволяє збудитися третьому ОФЕ 35. У зв'язку з цим, неактивізований шостий АФ 14 пропустить випромінювання на вхід шостого ОФЕ 37, збуджуючи його, тим самим запобігаючи доступ (шляхом активізації десятого АФ 18) правою гілкою m до збудження восьмого ОФЕ 39, а ліва гілка m, також перестала пропускати опорне випромінювання, 20 завдяки тому, що сьомий ОФЕ 38 уже випромінює вторинне випромінювання. У момент зникнення керуючих сигналів D і С відключається права гілка l підживлення опорним випромінюванням сьомого 38 ОФЕ. Але при цьому залишається ліва гілка. У результаті цього тригер перейшов у стан збереження даних на своєму одиничному виході. Аналогічним чином можна проаналізувати й інші комбінації керуючих сигналів. Слід зазначити, що сьомий АФ 15 і восьмий АФ 16 активні фільтри, а також дев'ятий АФ 17 і десятий АФ 18 активні фільтри, - являють собою прообраз елементів диз'юнкції. Відповідно до часової діаграми за Фіг.3, де представлена часова діаграма роботи D-тригера, поява інформаційного D сигналу при відсутності при цьому синхронізації С, - не приводить до зміни стану вихідних рівнів Q і Q . Якщо в момент часу t0 з'явився сигнал D, то зміна стану тригера відбудеться з моменту появи сигналу синхронізації С (моменти часу t1, t 2, t4, і t5). Роботу "Інте грального оптичного D-тригера" простіше розглядати, керуючись електроннологічною технологічною інтерпретацією, зображеною на Фіг.2. На перший погляд дивує наявність із двох послідовно включених інверторів на входах елементів кон'юнкції. Здавалося б, - без них можна було б обійтися, тому що два послідовно включених інвертори повторюють логічний стан. При оголошенні графічних матеріалів указувалося на визначенні "технологічна". Ці послідовно включені інвертори утворилися в результаті конструкторської розробки системи і їхня поява обумовлена фізичними властивостями використовуваних хімічних сполук. Для ясного уявлення роботи пристрою необхідно вказати на аспекти відповідності між графічними матеріалами на Фіг.1 і Фіг.2. Оптичне збудження приводить до утворення двовалентного рідкоземельного іона електронної конфігурації 4fk5d1 в основному електронному стані. Відомо [Ар хангельская В.А., Киселева М.Н., Феофилов П.П. А. с. СССР №265317, МКИ-2 - G 02 В 1/02. Открытия. Изобр. Пром. образцы. Товары, знаки, 21 1971, №33, C.223], що оптично звільнений електрон захоплюється полем надлишкового заряду, створюваного тривалентною домішкою, і утворює воднеподібний центр великого радіуса, аналогічний до Rn-центрів у кристалах галогенідів лужних металів. Явище фотопереносу електрона вперше було виявлено в кристалах MF2 П.П.Феофіловим [Феофилов П.П. "Оптика и спект 18 роскопия", 1962, т.12. - С.531-533]. Кількість пар рідкоземельних активаторів, для яких відомий фотоперенос електрона в MF2 дуже численна [Arkhangelskaya V.A., Feofilov P.P. Proc. Intern. Conf. on Luminescence, 1966. - P.1682-1688]. За потенціалами іонізації іонів лантаноїдів L2+ у МF 2 рідкоземельні іони, що знаходяться у решітках Са2 і Sr2, можна розташувати в послідовності (Eu, Yb), Sm, Tm, Dy, Nd, Но, Er(Gd, Pr, Ce, Tb). Кожний з іонів зазначених лантаноїдів у цьому ряді є донором електрона відносно до всіх інших іонів, розташованих ліворуч від нього. Це дозволяє істотно розширити спектральні межі світлочутливості подібних речовин. Так, активація фотопереносу електрона в Sm 2+ здійснюється випромінюванням 313нм, у Nd2+ - 483нм, у Но2+ - 504нм, у Dy2+ - 546нм і т.д. При цьому для фотохромних кристалів МF2 характерний порівняно невисокий квантовий вихід (j»0,3). Це пов'язано з тим, що внаслідок перекривання спектрів поглинання активатора-донора й активатора-акцептора при опроміненні одночасно здійснюються як прямий, так і зворотний фотоперенос електрона. Цими ж причинами пояснюється відсутність фотопереносу електрона, наприклад, у парах Sm 2+ - Tm 3+ і Еu2+ Тm 3+ [Ар хангельская В.А., Киселева М.Н. В кн.: Спектроскопия кристаллов. - М.:Наука, 1970. С.164-167.]. Повна оборотність фотохромного процесу досягається при аддитивному відновленні кристалів, тому що в цьому випадку відсутні диркові центри. Для того, щоб другий активатор (L(2)) у цих умовах залишився в тривалентному стані, його спорідненість до електрона повинна бути істотно меншою, ніж у L(1) [Ар хангельская В.А., Киселева М.Н., Шрайбер В.М. Физ. твердого тела, 1969, т.ІІ. - С. 869-876]. Термостійкість фотоіндукованих станів залежить від багатьох факторів і, насамперед, від температури. При кімнатній температурі час зникнення фотоіндукованого поглинання змінюється від декількох днів до тижнів. У нашому випадку (у пропонованому технічному рішенні), оборотність фото хромного процесу відбувається відразу ж після зняття керуючого випромінювання, тому що при цьому залишається лише інфрачервоний вплив від джерела опорного випромінювання першої гр упи 5. Таким чином, у порівнянні з прототипом, запропонована конструкція дозволяє виконувати операції збереження логічних станів оптичним каналюванням за рахунок фізичних властивостей хімічних сполук, виключаючи невизначений вихідний стан. Використання даного технічного рішення, як складової частини оптичного процесора, відкриває можливість існуючий рівень обчислювальної техніки перевести в оптичну область спектра без використання електронних компонентів. Інтегральний оптичний D-тригер може бути використаний як складовий компонент регістрів оптичного процесора. 19 24198 20 21 Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова 24198 Підписне 22 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Integrated optical d trigger

Автори англійською

Pylypenko Mykola Vadymovych, Khodakov Viktor Yehorovych, Tsyvilskyi Fedir Mykolaiovych

Назва патенту російською

Интегральный оптический d-триггер

Автори російською

Пилипенко Николай Вадимович, Ходаков Виктор Егорович, Цивильский Федор Николаевич

МПК / Мітки

МПК: H03K 3/037, G02B 5/22, H03K 19/00, G02F 3/00, G06E 1/00, G02B 6/12

Мітки: оптичний, d-тригер, інтегральній

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/11-24198-integralnijj-optichnijj-d-triger.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Інтегральний оптичний d-тригер</a>

Подібні патенти