Стр. 104 - ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

И Н Т Е Г Р А Л Ь Н А Я О П Т И К А

104

водниковые лазеры могут генерировать импульсы излучения пикосекундной

длительности при гигагерцовых частотах повторения.

Уровни потребляемой и рассеиваемой мощности для различных типов

ОИС могут меняться в достаточно широких пределах. Так, потребляемая мощ-

ность волноводных фильтров наименьшая, в коммутирующих ОИС требуется

незначительная мощность, в ОИС-спектроанализаторах и ИО-АЦП – наиболь-

шая. Уровни потребляемой мощности ОИС-спектроанализаторами и ИО-АЦП –

порядка нескольких ватт. В ОИС-спектроанализаторах потребляемая мощность

определяется в основном электрической мощностью, необходимой для возбуж-

дения ПАВ в ОВ, которая зависит от частоты и ширины полосы принимаемого

сигнала и акустооптической добротности материалов ОВ. В ИО-АЦП уровень

потребляемой мощности определяется необходимой мощностью входного сиг-

нала для заданного числа разрядов преобразования.

Потребляемая мощность в ОИС с применением резонансных электрооп-

тических структур (бистабильные устройства) определяется энергией, необхо-

димой для одного переключения. В настоящее время построены такие биста-

бильные электрооптические устройства, где величина этой энергии составляет

примерно 0,5 пДж.

Принципиальные физические ограничения характеристик специализиро-

ванных ОИС для обработки информации, например, оптически управляемых

цифровых оптических переключателей и логических элементов, обусловлены

природой взаимодействия оптического излучения с нелинейными материалами,

применяемыми для переключателей, и позволяют определить потенциальные

области применения цифровых ОИС для обработки информации. В таких ОИС

с увеличением быстродействия возрастает уровень потребляемой мощности.

Такие устройства при времени переключения 10

-7

…10

-11

с по уровню затрачи-

ваемой мощности сопоставимы с полупроводниковыми. Однако, именно эти

ОИС позволяют работать в субпикосекундном диапазоне, что недостижимо для

полупроводниковых и джозефсоновских устройств.

Основными ограничивающими факторами предельных характеристик

ОИС-спектроанализаторов, выполненных на основе диффузионных ОВ в ниоба-

те лития, является рассеяние оптического излучения в плоскости планарного

волновода, термооптический и фоторефрактивный эффекты. Анализ показывает,

что для достижения частотного разрешения 1 МГц в полосе частот свыше 1 ГГц

в ОИС-спектроанализаторах на основе ниобата лития необходимо учитывать

влияние термооптического и фоторефрактивного эффекта. Характеристики пла-

нарных дифракционно-решетчатых линз с переменным периодом в планарных

ОВ также имеют принципиальное разграничение, что необходимо учитывать

при разработке ОИС на их основе.

В оптических системах передачи и обработки информации используются,

как правило, одномодовые ИО-устройства. Уровень шумов, вносимых такими

устройствами в общий шум информационных систем, обусловлен главным об-

разом тепловыми флуктуациями фазы световой волны и его можно практически

не учитывать.