Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Ахманов С.А. -> "Оптика фемтосекундных лазерных импульсов" -> 84

Оптика фемтосекундных лазерных импульсов - Ахманов С.А.

Ахманов С.А., Выслоух В.А., Чиркин А.С. Оптика фемтосекундных лазерных импульсов — М.: Наука, 1988. — 312 c.
ISBN 5-02-013838-Х
Скачать (прямая ссылка): lazerisverhkorotkihsvetovih1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 78 79 80 81 82 83 < 84 > 85 86 87 88 89 90 .. 103 >> Следующая


7.7. ПОРОГОВЫЕ И МУЛЬТИСТАБИЛЬНЫЕ

ОПТИЧЕСКИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ

Развитие методов обработки оптической информации и систем оптической коммутации вызвало в последние годы значительный интерес к оптическим бистабильным устройствам. Бистабильные или мультистабильные устройства широко применяются в качестве ячеек памяти, логических элементов аналогичных и цифровых преобразователей и т. д. [83]. Успехи интегр-альной оптики открывают новые перспективы в изготовлении ОИС для вычислительных устройств, процессоров и других систем оптической обработки информации. Создание интегральных бистабиль-ных оптических устройств делает реальной возможность изготовления полностью оптических ЭВМ.

Для получения бистабильности необходимы нелинейная среда с показателем преломления и (или) коэффициентом поглощения, зависящими от интенсивности падающего излучения и механизма обратной связи, которая может быть как оптической (в нелиней-

.187 «ом резонаторе), так и электрической (в гибридных схемах)

.175].

Оптическим бистабильным устройством принято называть устройство, зависимость мощности оптического сигнала на выходе которого от мощности на входе имеет вид гистерезисной петли. Одним из первых элементов, в котором наблюдался эффект би-стабильности, является резонатор Фабри — Перо, заполненный нелинейной средой. При низкой интенсивности вводимого в него излучения частота настройки резонатора отличается от частоты падающего лазерного пучка. С увеличением интенсивности лазерного излучения увеличивается и оптическая толщина среды, в результате чего частота настройки резонатора становится близкой к частоте лазерного излучения. Интенсивность света в резонаторе резко возрастает, что быстро изменяет показатель преломления и оптическую толщину.

Устройства с оптической обратной связью, реализующие оптическую бистабильность, могут быть получены при использовании различных нелинейных оптических материалов, помещенных внутрь резонатора. Однако из-за слабости нелинейных оптических эффектов необходимо, чтобы плотность падающего на нелинейную среду оптического излучения была значительной (примерно 1 МВт/см2).

Гибридная технология с использованием электрооптического переключения и электронной обратной связи от фотодетектора может применяться в бистабильных устройствах при сравнительно низких уровнях входной мощности, легко реализуемых в интегральном исполнении [75]. В гибридных устройствах использование внешней цепи управляемой обратной связи значительно увеличивает нелинейность передаточной характеристики, что позволяет снизить уровни энергии переключения до единиц миллиджоу-лей.

Резонатор Фабри — Перо не является обязательным элементом бистабильных устройств. Оптическая бистабильность может быть реализована в модуляторах на основе поляризационных преобразователей либо в устройствах, где модулятор выполнен в виде интегральной планарной структуры на основе волноводов с электрическим управлением распределенной оптической связью.

В приборных приложениях преимущественно используются два типа характеристик—гистерезисная и пороговая. Первая из них может применяться, например, в устройствах кратковременной оптической памяти или в переключателях оптических сигналов. Требование постоянства входной мощности затрудняет применение устройств с гистерезисной характеристикой в системах постоянной памяти. Пороговая характеристика применяется для построения структур, выполняющих различные логические функции.

Типичные схемы гибридных бистабильных устройств резонаторного и безрезонаторного типов показаны на рис. 7.14. Безре-зонаторное устройство выполнено на основе переключателя-ответ-вителя с распределенной оптической связью. Резонаторные биста-188 T

а) б)

Рис. 7.14. Блок-схемы гибридных бистабильных устройств на основе резонаторов Фабри—Перо (а) и направленного ответвителя на связанных OB (б): 7 — усилитель; 2— фотодетектор; 3 — электрооптический кристалл; 4 — резонатор Фабри— Перо; 5 — расщепитель светового пучка; 6 — направленный ответвитель

Сильные устройства могут быть созданы и в интегральном исполнении. Разработана теория и экспериментально реализовано бистабильное волноводное устройство, состоящее из двух параллельных отрезков канальных волноводов и заключенного между ними канального кольцевого волновода. Все структуры расположены на одной монолитной подложке. Нелинейные свойства кольцевого резонатора обусловлены зависимостью показателя преломления кольцевого волновода от оптической мощности. Наличие двух устойчивых состояний позволяет использовать данную структуру в качестве переключателя. Получены аналитические выражения, описывающие поведение системы при различных мощностях сигнала, распространяющегося по кольцевому резонатору. В созданной иа основе InSb структуре, работающей на длине волны 5 мкм, переключение системы происходит при уровне входной мощности 1,5 мкВт [83].

Одной из возможностей осуществления бистабильного безре-зонаторного режима в интегрально-оптических устройствах является применение У-образных волноводов, акустооптических волноводных модуляторов и волноводных модуляторов Маха —Цендера.
Предыдущая << 1 .. 78 79 80 81 82 83 < 84 > 85 86 87 88 89 90 .. 103 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed