Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Херман Й. -> "Лазеры сверхкоротких световых импульсов" -> 86

Лазеры сверхкоротких световых импульсов - Херман Й.

Херман Й., Вильгельми Б. Лазеры сверхкоротких световых импульсов — М.: Мир, 1986. — 368 c.
Скачать (прямая ссылка): lazerisverhkorotkihsvetovih1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 80 81 82 83 84 85 < 86 > 87 88 89 90 91 92 .. 103 >> Следующая


.191 рога передаточной характеристики устройства. Режиму, когда Р.\, Рв>Рпор, отвечает выполнение устройством логической операции ИЛИ. Для выполнения двух других операций сигналы должны поступать на дополнительные фотоприемники 6 и 7 (Р'А и Р'в), включенные так, что результирующий их сигнал противоположен по знаку сигналу детектора 2. Если теперь выбирать значения сигналов Р'А и Р'в так, что Р'А, Р'в<РПор, а Р'а + Р'в>АР, получим логический вентиль И-НЕ; в случае же, когда P'а, Р'в>АР,— вентиль ИЛИ-НЕ. Если в схеме (см. рис. 7.16) использовать только два фотодиода 2 и 6, то можно получить схему, адекватную схеме оптического транзистора.

На подложке из ниобата лития разработаны и изготовлены ОИС со световыми входными и выходными сигналами, выполняющие элементарные логические операции [75, 83]. Взаимодействие между оптическими сигналами достигалось использованием электрооптических волноводных модуляторов, которые работают на принципе отсечки низшей направляемой моды в канальном OB. Поверх расположенных на подложке OB наносятся фоточувствительные слои CdS, в результате сильного изменения проводимости которых при освещении происходит перераспределение между электродами приложенного электрического поля. Это поле изменяет разницу показателей преломления между подложкой и OB и может «закрывать» последние. Объединив на подложке четыре OB с электрооптичеекими модуляторами и четыре фотосопротивления, удалось построить суммирующую ОИС, оптические сигналы на вход и выход которой поступают по одномодовый ВС.

Весьма перспективной представляется разработка интегрального варианта оптического транзистора как структурного элемента функциональных ОИС. В интегрально-оптическом транзисторе > оптическая бистабильность может быть получена при подаче про-детектированной части усиленного выходного сигнала на управляющие электроды направленного ответвителя (рис. 7.17,а). Выходной сигнал РВых в направленном ответвителе регулируется дополнительным световым сигналом Pcм- На рис. 7.17,6 проиллюстрирован принцип управления оптическим транзистором, функциональная схема которого показана на рис. 7.17,а. Коэффициент передачи

является функцией управляющего напряжения U, формируемого цепью обратной связи.

Для схемы, представленной на рис. 7.17,а,

где иСм — постоянное напряжение смещения; ? — коэффициент обратной связи; Pcm— мощность дополнительного импульса света. В соответствии с (7.12) и (7.13)

К Рвых/^вх

(7.12)

U = UCM + ?(P

вых Рсуд'

(7.13)

К = (t/-?/CM-?PCM)/?P,

(7.14)

.192

Рис. 7.17. Функциональная схема (а) и характеристики режимов работы (б) оптического транзистора:

/ — направленный ответвитель; 2 — управляющие электроды; 3 — фотодетекторы; 4 — уси« литель; 5 — светоделительная пластина

Коэффициент передачи К транзистора проще всего найти графическим решением уравнений (7.12) и (7.14), как это показано в левой части рис. 7.17,6. Наклоны прямых линий обратно пропорциональны множителю l/?PBx. Без включения обратной связи (? = 0) тангенс угла наклона прямой бесконечен и амплитуда выходного импульса определяется точками А' и В'. При включении обратной связи наклон прямой уменьшается и пересечения с кривой происходят ,в точках А и В. Таким образом, выходной импульс усиливается в Kp= (Ka—Кв)/(Ка'—Кв' ) раз.

Значение коэффициента Kp зависит от уровня оптического смещения Ри/Рсм и в определенных пределах может управляться изменением коэффициента усиления электронного усилителя. Экспериментально достигнутое значение коэффициента усиления оптического транзистора не превышало 4,8 дБ [83].

7.8. ФОТОННАЯ ЛОГИКА НА ОСНОВЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ОПТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ

Сочетание принципов нелинейной и интегральной оптики позволяет создавать новые оптические устройства, аналогичные применяемым ныне в электронной технике: оптические транзисторы, переключатели, логические устройства. Их работа основана на нелинейных свойствах материалов OB. Однако следует отметить, что реализация и степень применения подобных устройств в значительной степени зависят от повышения нелинейности материала волноводов, снижения оптических потерь и повышения пороговой плотности мощности пробоя материала OB, Большинство изученных приборов также выполнено на основе интерферометров Маха — Цендера и направленных ответвителей. Так, в [192] описан новый тип полностью оптического волноводного логического устройства, выполненного на основе интерферометра Маха — Цендера на одномодовых OB, имеющего плечи разной длины. Показано, что мощность на выходе интерферо-7-42 193 метра является квазипериодической функцией входной мощности и зависит от начальной разности фаз волноводных мод в плечах интерферометра. Проведен анализ последовательно включенных трех таких интерферометров и установлено, что нелинейные свойства волноводов усиливаются с увеличением числа соединяемых интерферометров. Предложенное устройство может служить основой для построения полностью оптических логических элементов, выполняющих практически все основные логические операции. Приведены численные оценки входной мощности, обеспечивающей необходимый фазовый сдвиг в плечах интерферометра на л. Для OB на основе GaAs на длине волны мкм требуемая мощность составляет 56 Вт, а для OB на основе с^ерхрешеток GaAs— GaAlAs входная мощность по теоретическим оценкам может быть уменьшена в 100 раз. Исследуются логические элементы на основе интерферометра, коэффициент преломления одного из плеч которого может изменяться путем внешней засветки опорным пучком при использовании волноводов из ХСП [83, 91].
Предыдущая << 1 .. 80 81 82 83 84 85 < 86 > 87 88 89 90 91 92 .. 103 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed