Інтегральний оптичний формувач одиночного імпульсу

1. Інтегральний оптичний формувач одиночного імпульсу, який містить підкладинку, сформований на ній ізолюючий прошарок, виконаний відбивним, на поверхні якого напилений перший оптичний хвилевід, вхід якого оптично зв'язаний через першу дифракційну решітку з опорним джерелом випромінювання першої групи, чотири активних фільтри, перші входи кожного з яких оснащені дифракційними решітками, три фотоактивних елементи, входи кожного з яких виконані у вигляді послідовно оптично зв'язаних через пасивні фільтри, вхід і вихід кожного з яких оснащені дифракційними решітками, вихідний оптичний хвилевід, вихід якого є інформаційним виходом пристрою другої групи, а його вхід оптично зв'язаний із виходом третього фотоактивного елемента, другий і третій оптичні хвилеводи, вихід другого оснащений дифракційною решіткою і оптично зв'язаний із другим входом першого активного фільтра, вихід якого оптично зв'язаний із входом першого фотоактивного елемента, вихід першого оптичного хвилеводу оптично зв'язаний через другу дифракційну решітку, сформовану на ньому, з основним пасивним фільтром, сформованим на зазначеній другій дифракційній решітці, виходи зазначених фотоактивних елементів оснащені дифракційними решітками, входи другого і третього оптичних хвилеводів оснащені дифракційними решітками, а вхід другого - через зазначену дифракційну решітку оптично зв'язаний із джерелом випромінювання другої групи, виконаним у вигляді інформаційного входу пристрою, перші виходи першого і другого фотоактивних елементів оптично зв'язані з другими входами другого і четвертого активних фільтрів, відповідно, а другий вихід зазначеного першого фотоактивного елемента оптично зв'язаний з входом четвертого оптичного хвилеводу, кожний із 2 (19) 1 3 13526 4 6. Формувач за п. 1, який відрізняється тим, що першої групи виконано, наприклад у вигляді джезазначені активні фільтри виконані, наприклад із рела інфрачервоного випромінювання. 9. Формувач за п. 1, який відрізняється тим, що вольфрамоалюмосилікатного ситалу SіО2-В2О3Al2O3-WO2. зазначене джерело випромінювання другої групи 7. Формувач за п. 1, який відрізняється тим, що виконано, наприклад у вигляді джерела випромізазначені фотоактивні елементи виконані, напринювання, що випромінює у короткохвильовій обклад із люмінофорів з антистоксовим збудженням. ласті спектра частот видимого діапазону. 8. Формувач за п. 1, який відрізняється тим, що зазначене джерело опорного випромінювання Корисна модель відноситься до обчислювальної техніки, а саме до оптичних логічних елементів, виконаних із застосуванням фотохромних фільтрів у вигляді інтегральної схеми і до пристроїв формування імпульсів, що перетворюють вхідні сигнали в імпульси з використанням ліній затримки, що може бути використане при побудові оптичних обчислювальних засобів у наукових дослідженнях, навігаційних приладах, діагностичному устаткуванні. Відома схема формування імпульсів на елементах затримки [Триггеры в интегральных микросхемах. Рис.1-6 а-в. В кн.: Волчек В.Л., Гоманилова Н.Б., Ойхман Е.Г., Свистунов Ю.А., Хмельник С.И. Цифровые устройства на микросхемах / Под ред. В.Л. Волчека и Е.Г. Ойхмана. - М.: Энергия, 1975. - С.13-30.], що містить елемент І та три послідовно сполучені інвертори, причому вихід третього інвертора сполучений із другим входом елемента І, перший вхід якого сполучений із входом першого інвертора і є входом пристрою, а вихід елемента І є виходом пристрою. Недоліком даної схеми є необхідність в електричному джерелі живлення, низька швидкодія за рахунок застосування електронних компонентів, і, неможливість застосування в оптичній обчислювальній техніці. Більш близьким до запропонованого технічного рішення є оптрон [А.с. СССР №531031, опубл.24.12.76г., МКИ-3 - G02F3/00.], що містить джерело світла, поляризатор, магнітооптичний модулятор, аналізатор, фотоприймач, вихід якого сполучений паралельно з котушкою модулятора, що підмагнічує. Недоліком даного пристрою є обмеженість його використання, пов'язана з тим, що вихідний сигнал у даній конструкції має неконкретне або небінарне значення, а також нестабільність генерації імпульсів і наявність електронних компонентів, що виключає можливість його використання в оптичній цифровій обчислювальній техніці. Найбільше близьким за технічною сутністю є інтегральний оптичний логічний елемент [Деклараційний патент України №67083А на винахід "Інтегральний оптичний логічний елемент" МПК-7 G02F3/00, G02B6/12. Автори: Пилипенко М.В., Гнідець В.П., Ходаков В.Є., Дощенко Г.Г., Цивільський Ф.М., Глухова B.I. Заявник: Херсонський державний технічний університет. Опубл.: 15.06.2004, Бюл. №6, 2004p.], що містить підкладинку, сформований на ній ізолюючий прошарок, виконаний відбивним, на поверхні якого напилений перший оптичний хвилевід, вхід якого оптично зв'язаний через першу дифракційну решітку з опорним джерелом випромінювання першої групи, чотири активних фільтри, перші входи кожного з яких оснащені дифракційними решітками, три фотоактивних елементи, входи кожного з яких виконані у вигляді послідовно оптично зв'язаних через пасивні фільтри, вхід і вихід кожного з яких оснащені дифракційними решітками, вихідний оптичний хвилевід, вихід якого є інформаційним виходом пристрою другої групи, а його вхід оптично зв'язаний із виходом третього фотоактивного елемента, другий і третій оптичні хвилеводи, виходи яких оснащені дифракційними решітками й оптично зв'язані з другими входами першого і третього активних фільтрів, відповідно, виходи яких оптично зв'язані з входами першого і другого фотоактивних елементів, відповідно. Вихід першого оптичного хвилеводу оптично зв'язаний через другу дифракційну решітку, сформовану на ньому, з основним пасивним фільтром, сформованим на зазначеній другій дифракційній решітці. Виходи зазначених фотоактивних елементів оснащені дифракційними решітками. Входи другого і третього оптичних хвилеводів оснащені дифракційними решітками й оптично зв'язані з джерелами випромінювання другої групи, виконаними у вигляді інформаційних входів пристрою. Перші виходи першого і другого фотоактивних елементів оптично зв'язані з другими входами другого і четвертого активних фільтрів, відповідно, а другі виходи зазначених першого і другого фотоактивних елементів оптично зв'язані з входами четвертого і п'ятого оптичних хвилеводів, відповідно, виходи яких є інформаційними виходами пристрою першої групи. Кожний із перших входів першого, другого і третього активних фільтрів оптично зв'язаний із виходом основного пасивного фільтра, вихід четвертого активного фільтра оптично зв'язаний із входом третього фотоактивного елемента, а перший вхід четвертого активного фільтра оснащений дифракційною решіткою і оптично зв'язаний із виходом другого активного фільтра, оснащеного послідовно розташованими дифракційною решіткою і пасивним фільтром. Дифракційні решітки виконані у вигляді оптичних елементів зв'язку. Неактивні поверхні оптичних хвилеводів оснащені відбивними прошарками. Недоліком даного логічного елемента є неможливість формування коротких імпульсів у відповідь на зміну логічного рівня на вході. Була поставлена задача створення корисної моделі інтегрального оптичного формувача оди 5 13526 6 ночного імпульсу з амплітудними значеннями логітретім входом четвертого активного фільтра, дручних рівнів, використовуваними в цифровій обчисгий вихід зазначеного третього фотоактивного лювальній техніці. елемента оптично зв'язаний із другим входом шоПоставлена задача досягається тим, що інтегстого активного фільтра, виходи другого, п'ятого і ральний оптичний формувач одиночного імпульсу, шостого активних фільтрів оптично зв'язані з вхоякий містить підкладинку, сформований на ній ізодами четвертого, п'ятого і шостого фотоактивних люючий прошарок, виконаний відбивним, на повеелементів, відповідно, виходи яких оптично зв'язархні якого напилений перший оптичний хвилевід, ні з другими входами п'ятого і третього активних вхід якого оптично зв'язаний через першу дифракфільтрів і входом третього оптичного хвилеводу, ційну решітку з опорним джерелом випромінюванвідповідно. Підкладинка виконана, наприклад, із ня першої групи, чотири активних фільтри, перші жаростійкого склокристалічного цементу: ZrO2входи кожного з яких оснащені дифракційними Аl2O3-SіO2. Відбивний прошарок, виконаний, нарешітками, три фотоактивних елементи, входи приклад, напиленням золота. Зазначені хвилеводи кожного з яких виконані у вигляді послідовно оптивиконані, наприклад, із кварцового скла з додачно зв'язаних через пасивні фільтри, вхід і вихід ванням алюмінату галію. Зазначені пасивні фільткожного з яких оснащені дифракційними решіткари виконані, наприклад, із кремнію. Зазначені акми, вихідний оптичний хвилевід, вихід якого є інтивні фільтри виконані, наприклад, із формаційним виходом пристрою другої групи, а вольфрамоалюмосилікатного ситалу: SiO2-В2О3його вхід оптично зв'язаний із виходом третього Аl2О3-WО2. Зазначені фотоактивні елементи викофотоактивного елемента, другий і третій оптичні нані, наприклад, із люмінофорів з антистоксовим хвилеводи, вихід другого оснащений дифракційзбудженням. Зазначене джерело опорного випроною решіткою і оптично зв'язаний із другим входом мінювання першої групи виконано, наприклад, у першого активного фільтра, вихід якого оптично вигляді джерела інфрачервоного випромінювання. зв'язаний із входом першого фотоактивного елеЗазначене джерело випромінювання другої групи мента, вихід першого оптичного хвилеводу оптичвиконано, наприклад, у вигляді джерела випроміно зв'язаний через другу дифракційну решітку, нювання, що випромінює у короткохвильовій обсформовану на ньому, з основним пасивним фільласті спектру частот видимого діапазону. тром, сформованим на зазначеній другій дифракОскільки зазначені відмітні ознаки відсутні в ційній решітці, виходи зазначених фотоактивних прототипу, запропоноване технічне рішення відпоелементів оснащені дифракційними решітками, відає критерію "новизна". входи другого і третього оптичних хвилеводів Отриманий пристрій інтегрального оптичного оснащені дифракційними решітками, а вхід другого формувача одиночного імпульсу, дозволяє за ра- через зазначену дифракційну решітку оптично хунок конструктивного рішення з використанням зв'язаний із джерелом випромінювання другої груфізичних властивостей хімічних сполук і їхніх хвипи, виконаним у вигляді інформаційного входу левих параметрів формувати короткий оптичний пристрою, перші виходи першого і другого фотоакімпульс у відповідь на зміну логічного рівня на тивних елементів оптично зв'язані з другими вховході з амплітудою логічних рівнів, прийнятих у дами другого і четвертого активних фільтрів, відцифровій обчислювальній техніці. повідно, а другий вихід зазначеного першого Завдяки такому виконанню зазначена оптична фотоактивного елемента оптично зв'язаний з вхосистема забезпечується стійким формуванням дом четвертого оптичного хвилеводу, кожний із рівномірних коротких імпульсів трапецевидної фоперших входів першого, другого і третього активрми. них фільтрів оптично зв'язаний із виходом основТаким чином, у запропонованого пристрою ного пасивного фільтра, вихід четвертого активноз'являється властивість „Інтегрального оптичного го фільтра оптично зв'язаний із входом третього формувача одиночного імпульсу", яка не збігаєтьфотоактивного елемента, перший вхід четвертого ся з властивостями, що виявляються відмітними активного фільтра оснащений дифракційною реознаками у відомих рішеннях і яка не дорівнює шіткою, дифракційні решітки виконані у вигляді сумі цих властивостей, що дозволяє зробити виоптичних елементів зв'язку, неактивні поверхні сновок: запропоноване технічне рішення відповіоптичних хвилеводів оснащені відбивними прошадає критерію "істотні відмінності". рками, вихід зазначеного вихідного оптичного хвиНа Фіг.1 зображена загальна схема пристрою леводу виконаний першим інформаційним вихо„Інтегральний оптичний формувач одиночного імдом пристрою, вихід зазначеного третього пульсу". На Фіг.2 подана електронно-логічна техоптичного хвилеводу виконаний другим інформанологічна інтерпретація схеми пристрою. Під поційним виходом пристрою, перший вхід зазначеноняттям „технологічна" трактується утворення го четвертого активного фільтра оптично зв'язаний логічних елементів і їхніх зв'язків у результаті із виходом зазначеного основного пасивного фільконструювання, що обумовлено фізичними властра, додатково введені п'ятий і шостий активні тивостями хімічних сполук. На Фіг.3 подана діагфільтри, перші входи яких виконані, як і в зазначерама часових станів пристрою. На Фіг.4 зображених чотирьох, додатково введені четвертий, п'ятий ний варіант інтегрального виконання пристрою і шостий фотоактивні елементи, входи і виходи „Інтегральний оптичний формувач одиночного імяких оснащені, як і в зазначених трьох, додатково пульсу". введений третій вхід зазначеного четвертого актиІнтегральний оптичний формувач одиночного вного фільтра і другий вихід зазначеного третього імпульсу містить підкладинку 1 із сформованим на фотоактивного елемента, вихід зазначеного четній відбивним прошарком 2, на поверхні якого вертого оптичного хвилеводу оптично зв'язаний із сформований перший оптичний хвилевід 3, вхід 7 13526 8 якого оптично зв'язаний через першу дифракційну нювання, сприяє роботі оптичної схеми. Пасивні решітку 4 із джерелом опорного випромінювання фільтри 7 і 21 являють собою селективні фільтри, 5. Вихід першого оптичного хвилеводу 3 оптично що забезпечують безперешкодне поширення визв'язаний через сформовану на ньому другу дифпромінювання від джерела опорного випромінюракційну решітку 6 з основним пасивним фільтром вання першої групи 5 і перешкоджають прохо7, сформованим на другій дифракційній решітці 6. дженню випромінювань інших спектральних Перший 8, другий 9, третій 10, четвертий 11, п'япараметрів. Джерело випромінювання другої групи тий 12 і шостий 13 активні фільтри, перші входи 26 є інформаційним входом пристрою через друкожного з яких оснащені дифракційними решіткагий оптичний хвилевід 24. Крім того, джерело вими 14. Перший 15, другий 16, третій 17, четвертий промінювання другої групи 26 служить для керу18, п'ятий 19 і шостий 20 фотоактивні елементи, вання формуванням імпульсів, а також управляє входи кожного з яких виконані через пасивні фільроботою оптичних компонентів пристрою (в оптичтри 21, вхід і вихід кожного з яких оснащені дифній інтерпретації). Активні фільтри 8, 9, 10, 11, 12 і ракційними решітками 14. Виходи зазначених 15, 13 мають властивість оптичного затвору для дов16, 17, 18, 19 і 20 фотоактивних елементів оснажин хвиль опорного джерела випромінювання 5 щені дифракційними решітками 14. Вихідний оптипри наявності на одному із своїх входів випромічний хвилевід 22, вихід 23 якого є першим інфорнювань інших спектральних характеристик. У неамаційним виходом пристрою, а його вхід оптично ктивному ж стані зазначені активні фільтри пропузв'язаний із виходом третього 17 фотоактивного скають випромінювання зі спектральною елемента. Входи другого 24 і третього 25 оптичних характеристикою опорного джерела випромінюхвилеводів оснащені дифракційними решітками вання 5. Фотоактивні елементи 15, 16, 17, 18, 19 і 14, а вхід другого 24 - через зазначену дифракцій20 являють собою вторинні джерела випромінюну решітку 14 оптично зв'язаний із джерелом вивання, які перетворюють випромінювання з однієї промінювання 26 другої групи, виконаним у вигляді області спектра в іншу за рахунок фотолюмінесцеінформаційного входу пристрою. Вихід зазначенонції. Перший 23 і другий 27 інформаційні виходи го третього 25 оптичного хвилеводу виконаний пристрою служать для виводу імпульсів в оптичдругим інформаційним 27 виходом пристрою. Виному спектральному діапазоні. Третій (додатково хід зазначеного четвертого 28 оптичного хвилевовведений) вхід 29 четвертого активного фільтра 11 ду оптично зв'язаний із третім входом 29 четверторозширює функціональні можливості його роботи, го 11 активного фільтра. Вихід другого 24 дозволяючи йому активізуватися не тільки від вхіоптичного хвилеводу оптично зв'язаний із другим дних умов другого входу. входом першого 8 активного фільтра. Виходи При виконанні пристрою в демонстраційному першого 8, другого 9, третього 10, четвертого 11, варіанті, оптичні елементи зв'язку (дифракційні п'ятого 12 і шостого 13 активних фільтрів оптично решітки) можуть бути виконані у вигляді сферичзв'язані з входами першого 15, четвертого 18, друних і/або циліндричних лінз, і/або призм, і/або імегого 16, третього 17, п'ятого 19 і шостого 20 фоторсії. У іншому випадку оптичні елементи зв'язку активних елементів, відповідно. Перший і другий можуть бути виконані у вигляді дифракційних ревиходи першого 15 фотоактивного елемента оптишіток. Вони можуть бути сформовані на вхідних чно зв'язані з другим входом другого 9 активного поверхнях оптичних компонентів. Підкладинка 1 фільтра і входом четвертого 28 оптичного хвилеможе бути виконана, наприклад, із жаростійкого воду, відповідно. Перший і другий виходи третього склокристалічного цементу: ZrO2-Аl2O3-SіO2 [Жа17 фотоактивного елемента оптично зв'язані з ростойкие стеклокристаллические цементы. В кн.: входом вихідного хвилеводу 22 і другим входом Стрнад 3. Стеклокристаллические материалы шостого 13 активного фільтра, відповідно. Виходи /Пер. с чеш. И.Н. Князевой; Под ред. Б.Г. Варшадругого 16, четвертого 18, п'ятого 19 і шостого 20 ла. - М.: Стройиздат, 1988. - С.238-240.]. Відбивні фотоактивних елементів оптично зв'язані з другипрошарки 2 і 30 можуть бути виконані, наприклад, ми входами четвертого 11, п'ятого 12, третього 10 напиленням алюмінію. Оптичні хвилеводи 3, 22, активних фільтрів і входом третього 25 оптичного 24, 25 і 28 можуть бути виконані, наприклад, із хвилеводу, відповідно. Дифракційні решітки 4, 6 і кварцового скла і/або з додаванням алюмінату 14 виконані у вигляді оптичних елементів зв'язку. галію. Пасивні фільтри 7 і 21 можуть бути виконаНеактивні поверхні оптичних хвилеводів 3, 22, 24, ні, наприклад, із кремнію. Вони можуть бути також 25 і 28 оснащені відбивними прошарками 30. виконані, наприклад, із літієвоалюмогерманатного Підкладинка 1 є несучим елементом конструкситалу: Li2O-Аl2O3-GеO2-ТіO2. Активні фільтри 8, 9, ції інтегрального оптичного формувача одиночного 10, 11, 12 і 13 можуть бути виконані, наприклад, із імпульсу. Відбивний прошарок 2 і захисний провольфрамоалюмосілікатного ситалу: SіO2-В2O3шарок 30 (яким оснащені неактивні поверхні оптиАl2O3-WO2. Фотоактивні елементи 15, 16, 17, 18, 19 чних хвилеводів) знижують дисипацію випромінюі 20 можуть бути виконані, наприклад, із люміновання, і забезпечують напрямок його поширення. форів з антистоксовим збудженням. До таких реОптичні хвилеводи 3, 22, 24, 25 і 28 є оптичним човин відносяться: 1) BaYF5·Yb·Er - фторид ербію; середовищем спрямованого поширення випромі2) BaYFs·Yb·Ho - фторид гольмію; 3) YOCl·Yb·Tm нювання. Дифракційні решітки (оптичні елементи оксихлорид тулію; 4) La2O2S·Yb·Er - оксисульфід зв'язку) 4, 6 і 14 служать для ефективного вводу ербію і т.п. Джерело опорного випромінювання випромінювання в оптичні компоненти. Джерело першої групи 5 може бути виконаним, наприклад, у опорного випромінювання першої групи 5 служить вигляді джерела інфрачервоного випромінювання. для забезпечення енергетичного "живлення" оптиДжерело випромінювання другої групи 26 може чним випромінюванням, подаючи опорне випромібути виконаним, наприклад, у вигляді джерела 9 13526 10 випромінювання, що випромінює в короткохвильозволяється випромінюванню гілкою безперешковій області спектра частот видимого діапазону. дно проходити до входу першого 15 фотоактивноПідкладинка 1 може бути виконана, наприклад, із го елемента ланцюгом: основний пасивний фільтр кремнію. Активні фільтри 8, 9, 10, 11, 12 і 13 мо7, дифракційна решітка 14, через перший вхід жуть бути виконані з того ж матеріалу, що і зазнапершого 8 активного фільтра і його вихід, дифракчені хвилеводи, на які додатково нанесений проційна решітка 14, пасивний фільтр 21, дифракційшарок, наприклад, із вольфрамоалюмосилікатного на решітка 14, перший 15 фотоактивний елемент. ситалу: SiO2-B2O3-Al2O3-WO2. Фотоактивні елеменЗа рахунок фотолюмінесценції перший 15 фотоакти 15, 16, 17, 18, 19 і 20 можуть бути виконані з тивний елемент випромінює спектр вторинного того ж матеріалу, що і зазначені хвилеводи, на які випромінювання, створюючи умовну оптичну гілку додатково нанесений прошарок, наприклад, із лю. Вторинне випромінювання утворене на пермінофорів з антистоксовим збудженням. Вони мошому виході першого 15 фотоактивного елемента, жуть бути також виконані з того ж матеріалу, що і проходячи через дифракційну решітку 14 надхозазначені пасивні фільтри, на які додатково нанедить на другий вхід другого 9 активного фільтра, сений прошарок, наприклад, із люмінофорів з анактивізуючи його. Тепер другий 9 активний фільтр тистоксовим збудженням. не пропустить опорне випромінювання через свій Робота інтегрального оптичного формувача перший вхід до четвертого 18 фотоактивного елеодиночного імпульсу заснована на використанні менту ланцюгом : основний пасивний фільтр 7, фізичних властивостей хімічних сполук і їхніх спекдифракційна решітка 14, через перший вхід друготральних характеристик. Як один із варіантів викого 9 активного фільтра і його вихід, дифракційна нання даного пристрою, використані компоненти з решітка 14, пасивний фільтр 21, дифракційна ревластивостями фотохромізму [Коренева Л.Г., Зошітка 14, четвертий 18 фотоактивний елемент. лин В.Ф., Давыдов Б.Л. Нелинейная оптика молеТому що на четвертий 18 фотоактивний елемент кулярных кристаллов. - М.: Наука, 1985. - 200с.], опорне випромінювання не надходить, він не змо[Органические фотохромы. Под ред. проф. А.В. же збудитися і випромінювати вторинного випроЕльцова. - Л.: Химия, 1982. - 288с., ил.], [Энцикломінювання, яке через дифракційну решітку 14 умопедия неорганических материалов. - Киев: Главвним ланцюгом не активізує через другий вхід ная редакция украинской советской энциклопедии. п'ятий 12 активний фільтр. Якщо до моменту акти- Т.2, 1977. - С.394-398.] і люмінофори з антистоквізації другого 9 активного фільтра четвертий 18 совим збудженням [Энциклопедия неорганических фотоактивний елемент був збуджений, то з активіматериалов. - Киев: Главная редакция украинской зацією другого 9 активного фільтра він припинить советской энциклопедии. - Т.1, 1977. - С.720-723.]. випромінювати вторинне випромінювання . Не Під час пошуку спільно працюючих оптичних активізований п'ятий 12 активний фільтр пропускомпонентів було прийнято рішення про викорискає опорне випромінювання на вхід п'ятого 19 фотання базового опорного випромінювання (у данотоактивного елемента ланцюгом (Фіг.1): основму викладі, - що живить всю оптичну систему). У ний пасивний фільтр 7, дифракційна решітка 14, якості демонстраційного варіанта можна скористачерез перший вхід п'ятого 12 активного фільтра і тися інфрачервоним випромінюванням у якості його вихід, дифракційна решітка 14, пасивний опорного випромінювання. Перетворення випрофільтр 21, дифракційна решітка 14, п'ятий 19 фомінювання з однієї області спектра в іншу відомі, тоактивний елемент. Тому що на п'ятий 26 фотоанаприклад, із [Воронин Э.С., Дивлекеев М.И., Ильктивний елемент опорне випромінювання надійшинский Ю.А., Соломатин B.C. Преобразование ло, він збуджується і випромінює вторинне изображения из инфракрасного диапазона в вивипромінювання, яке через дифракційну решітку димый методами нелинейной оптики. - ЖЭТФ, 14 умовним ланцюгом μ надійде на другий вхід 1970, Т.58, №1. - С.51-59.]. третього 10 активного фільтра, активізуючи його. У зв'язку з цим, увагу було зосереджено на Тепер третій 10 активний фільтр не пропустить неорганічних сполуках - у якості фотоактивних опорне випромінювання через свій перший вхід до елементів були обрані люмінофори. другого 16 фотоактивного елементу ланцюгом : Інтегральний оптичний формувач одиночного основний пасивний фільтр 7, дифракційна решітка імпульсу працює такою уявою. У вихідному стані 14, через перший вхід третього 10 активного фільопорне випромінювання θ від джерела опорного тра і його вихід, дифракційна решітка 14, пасивний випромінювання 5 через першу дифракційну решіфільтр 21, дифракційна решітка 14, другий 16 фотку 4, розповсюджуючись першим оптичним хвитоактивний елемент. Тому що на другий 16 фотоалеводом 3 і, проходячи через другу дифракційну ктивний елемент опорне випромінювання не надрешітку 6, через основний пасивний фільтр 7 проходить, він не зможе збудитися і випромінювати ходить умовними гілками , , , , і . У початковторинного випромінювання, яке через дифракційвих умовах відсутній сигнал керування на вході ну решітку 14 умовним ланцюгом v не змогло б другого оптичного хвилеводу 24, тобто випромінюактивізувати через другий вхід четвертий 11 активання джерела другої групи 26, а також на другому вний фільтр, якби на його третьому 29 вході не вході першого активного фільтра 8. Тому що пербуло б випромінювання. Це обумовлено тим, що ший активний фільтр 8 не активний, він безперешперший 15 фотоактивний елемент випромінює кодно пропускає випромінювання від джерела вторинне випромінювання через свій другий вихід опорного випромінювання 5 гілкою на вхід перланцюгом: дифракційна решітка 14, четвертий 28 шого фотоактивного елемента 15 (Фіг.1). оптичний хвилевід, дифракційна решітка 14, третій За умови відсутності випромінювання на вхід 29 четвертого 11 активного фільтра. Умова, другому вході першого 8 активного фільтра, доза якою на другий вхід четвертого 11 активного 11 13526 12 фільтра не надходить вторинне випромінювання, вигляді появи низького рівня сигналу. Відсутність не звільняє його від активізації, тому що на його вторинного випромінювання на виході першого третій 29 вхід надходить вторинне випромінюван15 фотоактивного елемента, не дає змоги активіня від першого 15 фотоактивного елемента вищезуватися другому 9 активному фільтрові. Тепер вказаним ланцюгом. Активізований четвертий 11 другий 9 активний фільтр пропустить опорне виактивний фільтр не пропустить опорного випроміпромінювання через свій перший вхід до четвертонювання через свій перший вхід до третього 17 го 18 фотоактивного елементу ланцюгом : основфотоактивного елементу ланцюгом : основний ний пасивний фільтр 7, дифракційна решітка 14, пасивний фільтр 7, дифракційна решітка 14, через через перший вхід другого 9 активного фільтра і перший вхід четвертого 11 активного фільтра і його вихід, дифракційна решітка 14, пасивний його вихід, дифракційна решітка 14, пасивний фільтр 21, дифракційна решітка 14, четвертий 18 фільтр 21, дифракційна решітка 14, третій 17 фофотоактивний елемент. Тому що на четвертий 18 тоактивний елемент. Тому що на третій 17 фотоафотоактивний елемент опорне випромінювання ктивний елемент опорне випромінювання не наднадходить, він збуджується і випромінює вторинне ходить, він не зможе збудитися і випромінювати випромінювання, яке через дифракційну решітку вторинного випромінювання, яке через дифракцій14 умовним ланцюгом активізує через другий ну решітку 14 умовним ланцюгом не зможе активхід п'ятий 12 активний фільтр. Якщо до моменту візувати своїм другим виходом через другий вхід деактивізації другого 9 активного фільтра четверп'ятий 13 активний фільтр, а також на першому тий 18 фотоактивний елемент не був збуджений, інформаційному виході 23 вихідного оптичного то з деактивізацією другого 9 активного фільтра хвилеводу 22 не з'явиться випромінювання, тому він почне випромінювати вторинне випромінюванщо на його вхід через дифракційну решітку 14 воня . Цей момент відбитий на Фіг.3 на епюрі фіно не надходить із першого виходу зазначеного гурною стрілкою, яка вказує на появу високого третього 17 фотоактивного елемента. Неактивізорівня сигналу на появу низького на епюрі . Активаний шостий 13 активний фільтр безперешкодно візований п'ятий 12 активний фільтр не пропустить пропустить опорне випромінювання на шостий 20 опорного випромінювання на вхід п'ятого 19 фотофотоактивний елемент ланцюгом : основний паактивного елемента ланцюгом (Фіг.1): основний сивний фільтр 7, дифракційна решітка 14, через пасивний фільтр 7, дифракційна решітка 14, через перший вхід шостого 13 активного фільтра і його перший вхід п'ятого 12 активного фільтра і його вихід, дифракційна решітка 14, пасивний фільтр вихід, дифракційна решітка 14, пасивний фільтр 21, дифракційна решітка 14, шостий 20 фотоакти21, дифракційна решітка 14, п'ятий 19 фотоактиввний елемент. Тому що на шостий 20 фотоактивний елемент. Тому що на п'ятий 26 фотоактивний ний елемент опорне випромінювання надходить, елемент опорне випромінювання не надійшло, він він збуджується і випромінює вторинне випроміне зможе збудитися й активізувати умовним ланнювання, яке через дифракційну решітку 14 умовцюгом μ другий вхід третього 10 активного фільтним ланцюгом проходить через третій 25 оптичра. Тепер третій 10 активний фільтр безперешкодний хвилевід до другого інформаційного виходу но пропустить опорне випромінювання через свій 27. перший вхід до другого 16 фотоактивного елеменЗ появою сигналу на вході другого оптичного ту ланцюгом : основний пасивний фільтр 7, дифхвилеводу 24, тобто випромінювання джерела ракційна решітка 14, через перший вхід третього другої групи 26, змінюється стан на другому вході 10 активного фільтра і його вихід, дифракційна першого активного фільтра 8. Тому що перший решітка 14, пасивний фільтр 21, дифракційна реактивний фільтр 8 активізується, він не пропускає шітка 14, другий 16 фотоактивний елемент. Тому випромінювання від джерела опорного випроміщо на другий 16 фотоактивний елемент опорне нювання 5 гілкою на вхід першого фотоактивного випромінювання надходить, він збуджується і виелемента 15 (Фіг.1). Далі для розгляду роботи промінює вторинне випромінювання, яке через пристрою необхідно керуватися графічними матедифракційну решітку 14 умовним ланцюгом v поріалами, поданими на Фіг.1 і Фіг.3. чинає активізувати через другий вхід четвертий 11 На діаграмі часових станів (Фіг.3) умовно поактивний фільтр. Цей момент відбитий на епюрі v чатковий момент часу позначений t0. Часова сітка фігурною стрілкою на появу високого рівня сигна(вертикальні розподіли) нанесена з кроком, де лу. Тепер важливий момент у роботі пристрою один інтервал умовно відповідає часу активізації можна виявити лише користуючись часовою діагактивних фільтрів і фотоактивних елементів. рамою на Фіг.3. Для аналізу потрібно звернути З появою випромінювання на другому вході увагу на епюри , v і . Конструктивне виконання першого 8 активного фільтра, опорне випромінючетвертого 11 активного фільтра дозволяє здійсвання гілкою не проходить до входу першого 15 нювати кон'юнкцію сигналів і v (відповідно його фотоактивного елемента ланцюгом: основний падругий і третій 29 входи). У момент появи низького сивний фільтр 7, дифракційна решітка 14, через рівня на епюрі (Фіг.3), на епюрі v також був низьперший вхід першого 8 активного фільтра і його кий рівень. Це свідчить про те, що в цей момент вихід, дифракційна решітка 14, пасивний фільтр четвертий 11 активний фільтр не був активним і 21, дифракційна решітка 14, перший 15 фотоактиміг безперешкодно пропускати опорне випромінювний елемент. Перший 15 фотоактивний елемент вання до третього 17 фотоактивного елементу не зможе збудитися і випромінювати спектр втоланцюгом (Фіг.1): основний пасивний фільтр 7, ринного випромінювання умовною оптичною гілдифракційна решітка 14, через перший вхід четвекою . Це відображено на Фіг.3 на інтервалі t1-t2 у ртого 11 активного фільтра і його вихід, дифрак 13 13526 14 ційна решітка 14, пасивний фільтр 21, дифракційракційна решітка 14 на виході першого 15 фотоакна решітка 14, третій 17 фотоактивний елемент. тивного елемента. На виході інвертора α контроТому що на третій 17 фотоактивний елемент опольна точка η відповідає епюру на Фіг.3; рне випромінювання надходить, він збуджується і 2) інвертор b (Фіг.2) асоціюється з оптично випромінює вторинне випромінювання, яке через зв'язаними другим 9 активним фільтром, дифракційною решіткою 14, пасивним фільтром 21, дифдифракційну решітку 14 умовним ланцюгом акракційною решіткою 14, четвертим 18 фотоактивтивізує своїм другим виходом через другий вхід ним елементом, де входом інвертора b є другий п'ятий 13 активний фільтр, а також з'явиться на вхід другого 9 активного фільтра, а виходом, - дипершому інформаційному виході 23 вихідного опфракційна решітка 14 на виході четвертого 18 фотичного хвилеводу 22, тому що на його вхід через тоактивного елемента. На виході інвертора b контдифракційну решітку 14 воно надійде з першого виходу зазначеного третього 17 фотоактивного рольна точка відповідає епюру на Фіг.3; елемента. Активізований шостий 13 активний 3) інвертор c (Фіг.2) асоціюється з оптично фільтр не пропустить опорного випромінювання на зв'язаними п'ятим 12 активним фільтром, дифракційною решіткою 14, пасивним фільтром 21, дифшостий 20 фотоактивний елемент ланцюгом : ракційною решіткою 14, п'ятим 19 фотоактивним основний пасивний фільтр 7, дифракційна решітка елементом, де входом інвертора c є другий вхід 14, через перший вхід шостого 13 активного фільп'ятого 12 активного фільтра, а виходом, - дифратра і його вихід, дифракційна решітка 14, пасивний кційна решітка 14 на виході п'ятого 19 фотоактивфільтр 21, дифракційна решітка 14, шостий 20 ного елемента. На виході інвертора c контрольна фотоактивний елемент. Тому що на шостий 20 точка відповідає епюру на Фіг.3; фотоактивний елемент опорне випромінювання не надходить, він не зможе збудитися. Внаслідок цьо4) інвертор d (Фіг.2) асоціюється з оптично зв'язаними третім 10 активним фільтром, дифракго вторинне випромінювання зникне (епюр на ційною решіткою 14, пасивним фільтром 21, дифФіг.3) на другому інформаційному виході 27 треракційною решіткою 14, другим 16 фотоактивним тього 25 оптичного хвилеводу (через дифракційну елементом, де входом інвертора d є другий вхід решітку 14 умовним ланцюгом ). Важливо звернутретього 10 активного фільтра, а виходом, - дифти увагу на те, що з появою на епюрі v високого ракційна решітка 14 на виході другого 16 фотоакрівня сигналу відбувається активізація четвертого тивного елемента. На виході інвертора d контроактивного фільтра 11. Внаслідок цього припиняльна точка v відповідає епюру на Фіг.3; ється доступ опорного випромінювання на третій 5) інвертор e (Фіг.2) асоціюється з четвертим фотоактивний елемент 17, який змінює свій стан із 11 активним фільтром, де входом інвертора e є збудженого у початковий і, припиняє випромінюватретій 29 вхід четвертого 11 активного фільтра; ти вторинне випромінювання. Цей момент відби6) інвертор f (Фіг.2) асоціюється з четвертим тий появою низького рівня сигналу на епюрі фі11 активним фільтром, де входом інвертора f є гурною стрілкою, що виходить від моменту появи другий вхід четвертого 11 активного фільтра; високого рівня сигналу на епюрі v. На епюрі спо7) кон'юнктор g асоціюється з оптично зв'язастерігається короткий імпульс, умови формування ними четвертим 11 активним фільтром, дифракякого обумовлені збігом низьких рівнів сигналів на ційною решіткою 14, пасивним фільтром 21, дифепюрах і v. Зі зсувом часового проміжку на велиракційною решіткою 14, третім 17 фотоактивним чину на епюрі з'являється короткий імпульс з елементом, де входом кон'юнктора g є перший протилежними (за рівнями) параметрами. вхід четвертого 11 активного фільтра, а виходом, Після припинення дії випромінювання на дифракційні решітки 14 на першому і другому видругому вході першого 8 активного фільтра (часоходах третього 17 фотоактивного елемента. На вий рубіж t3 на Фіг.3), керуючись часовою діагравиході кон'юнктора g контрольна точка відповімою (за епюрами -v), на епюрі , не спостерігадає епюру на Фіг.3; ється короткий імпульс, умови формування якого 8) інвертор h (Фіг.2) асоціюється з оптично обумовлені збігом низьких рівнів сигналів на епюзв'язаними шостим 13 активним фільтром, дифрарах і v. кційною решіткою 14, пасивним фільтром 21, дифТими ж обставинами пояснюються умови форакційною решіткою 14, шостим 20 фотоактивним рмування імпульсу на епюрі . елементом, де входом інвертора h є другий вхід На Фіг.2 подана електронно-логічна технологішостого 13 активного фільтра, а виходом, - дифчна інтерпретація схеми пристрою, що відбиває ракційна решітка 14 на виході шостого 20 фотоакфункціональну схему інтегрального оптичного фотивного елемента. На виході інвертора h контрормувача одиночного імпульсу. Кожний логічний льна точка відповідає епюру на Фіг.3. елемент на Фіг.2 відповідає визначеному наборові З огляду на термін затримки, пов'язаний з чакомпонентів, зображених на Фіг.1: сом активізації оптичних компонентів, тривалість 1) інвертор а (Фіг.2) асоціюється з оптично вихідного імпульсу буде дорівнювати зв'язаними дифракційною решіткою 14, другим (1) імп= 1+ 2+ 3=3 оптичним хвилеводом 24, дифракційною решіткою де 1, 2, 3 - затримка інверторами b, c і d від14, другим входом першого 8 активного фільтра і повідно. З огляду на таке з'єднання логічних елейого виходу, дифракційною решіткою 14, пасивним ментів, одержуємо зсув фронтів і зрізів імпульсів фільтром 21, дифракційною решіткою 14, першим одного елемента відносно іншого на величину 3 15 фотоактивним елементом, де входом інвертора (Фіг.3). а є дифракційна решітка 14 (із боку джерела випромінювання другої групи 26), а виходом, - диф 15 13526 16 Графічні матеріали, подані на Фіг.2 - Фіг.4 дова обумовлена фізичними властивостями викорикладно ілюструють роботу оптичних компонентів, стовуваних хімічних сполук. аналізовану вище на прикладі загальної схеми Таким чином, у порівнянні з прототипом, запристрою, зображеної на Фіг.1. пропонована конструкція дозволяє формувати Роботу пристрою "Інтегрального оптичного короткий оптичний імпульс у відповідь на перепад формувача одиночного імпульсу" простіше розгвхідного сигналу оптичним каналюванням за рахулядати, керуючись електронно-логічною технолонок фізичних властивостей хімічних сполук. гічною інтерпретацією, зображеною на Фіг.2. На Використання даного технічного рішення відперший погляд дивує наявність із двох послідовно чиняє можливість переходу існуючого рівня обчисвключених інверторів на кожному вході елемента лювальної техніки в оптичну область спектра без кон'юнкції. Здавалося б, що без них можна обійтивикористання електронних компонентів. ся, тому що два послідовно включених інвертора Інтегральний оптичний формувач одиночного повторюють логічний стан. У графічних матеріалах імпульсу може бути використаний як складова указувалося на визначенні "технологічна". Ці посчастина динамічних вузлів оптичних обчислювалідовно включені інвертори утворилися в резульльних засобів. таті конструкторської розробки системи і їхня поя 17 Комп’ютерна верстка В. Мацело 13526 Підписне 18 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