Оптичний логічний елемент “виключне або”

Оптичний логічний елемент "ВИКЛЮЧНЕ АБО", що включає прозору діелектричну плівку з паралельними відбивними торцями, перпендикулярними поздовжній осі, який відрізняє ться тим, що містить вихідний плоский діелектричний хвилевід і два вхідних хвилеводи, утворюючих γ-подібний розгалужувач, прикріплені до торців плівки товщиною 7,35 мкм. (19) (21) u200705038 (22) 07.05.2007 (24) 10.10.2007 (72) ДЗЕДОЛІК ІГОР ВІКТОРОВИЧ, U A (73) ТАВРІЙСЬКИЙ НАЦІОН АЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМ. В.І. ВЕРН АДСЬКОГО, UA (56) 3 26823 середовища представляється у = 1 + 4pc1 (w) + 4pc 3I e c 1(w ) , де c3 сприйнятливість середовища, вигляді лінійна кубічна 2 I~ E сприйнятливість середовища, інтенсивність електромагнітного поля. Думаємо, що в плівці порушене електромагнітне поле таке, що електричне поле однорідно уздовж осі у і має тільки поперечний E = e y (x )exp (- i wt + ikz lz ) компонент y , а магнітне поле має два dEy ck c = - z Ey , B z - i = Bx w w dx , компоненти де p L - постійна поширення моди уздовж осі z резонатора, L - довжина резонатора по осі z, l = ± 1± 2,... . Тоді рівняння для електричного поля , запишемо у вигляді = l k zl d2 ey dx де 2 + g1e y ± g2e3 = 0, y x = xw / c, g1 = 1 + 4pc 1 - l 2c 2p 2 / w2L2 , g2 = 4p c 3 4 хвиль f1 , f 2 дозволяє реалізувати оптичний логічний елемент. Для цього на входи А и В логічного елемента подаються один або два оптичних сигнали, а на виході Z реєструється наявність або відсутність оптичного сигналу. Логічний елемент "виключаючий або" з позитивною логікою (за рівнем інтенсивності поля, див. таблицю) реалізується за допомогою діелектричної плівки з нормалізованою товщиною h=10,5, при якій на поверхні плівки мають місце нулі поля нелінійної моди. У таблиці логічна одиниця позначена 1, логічний нуль позначений 0. Вихідний хвилевід Z з нормалізованою товщиною 2,8 повинен бути закріплений на вихідному дзеркалі резонатора так, щоб його поперечна вісь збігалася з поперечною віссю дзеркала й проходила через крапку X=5,4 (Фіг.2), реєстрація інтенсивності поля виробляється за рівнем І~0,3. Коли один із вхідних хвилеводів А або В збуджений, а в іншому хвилеводі сигнал відсутній, вид функції f1 описується кривій 1 на Фіг.2 при значенні а0=0,491. Якщо обоє вхідних хвилеводу А и В порушені, то вид функцій f1 і f2 при а0=0,491 збігається, що представлено кривій 2 на Фіг.2. Для оптичного сигналу з довжиною хвилі l=1,55мкм для моди ℓ=10 при значенні діелектричної проникності , знак плюс відповідає нелінійної = 1 + 4pc1 196, 4pc2 10 × 10-10 м / В в плівці з фокусіруючий = , e1 = , середовище, знак мінус - дефокусір уючий довжиною по осі z, рівної L=7,75мкм, середовище. Якщо ввести норміровку нормалізована одиниця X=1 дорівнює 0,7 мікрона, тобто товщина плівки повинна становити 7,35мкм, = ey g1 / g2 f (X) X = x g1 , де , то рівняння (1) товщина торців хвилеводів 1,96мкм. Заявлене здобуває вид рішення забезпечує розширення функціональних можливостей пристрою. d2f + f ± f 3 = 0. 2 dX Припустимо, що в резонаторі уздовж осі z порушена одна нелінійна ℓ-мода. Дві взаємодіючі стаціонарні хвилі f1(X) й f2(X) з однаковими частотами в дефокусіруючий середовище описуються системою рівнянь 2 d f1 dX2 2 d f2 dX 2 ( (1) (2) ) 2 2 + f1 - f1 + f2 f1 = 0, ( 2 2 (3) ) + f 2 - f1 + f 2 f2 = 0 Таблиця Логічний елемент Виключаючий або Вхід А 0 0 1 1 Вхід В 0 1 0 1 Вихід Z 0 1 1 0 Чисельні рішення системи (3) для квадратів функцій f1, f2 представлені на Фіг.2. З виду чисельного рішення системи рівнянь (3) треба, що в діелектричній плівці з торцями, що відбивають, генеруються просторові хвилі з нулями поля уздовж поперечної осі х на вихідному дзеркалі резонатора. Наявність або відсутність максимумів і нулів поля на вихідному дзеркалі резонатора у відповідних крапках при порушенні просторових 5 26823 6