Стр. 94 - ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОПТИКА

И Н Т Е Г Р А Л Ь Н А Я О П Т И К А

94

терферометра-преобразователя частоты, сопряженного с оптическим смесите-

лем на направленном ответвителе с электрическим управлением, разработана

ОИС для когерентной обработки и детектирования оптических сигналов. Рас-

смотренные ОИС, выполняющие обработку оптических и электрических сигна-

лов в цифровой форме, по принципу работы являются аналоговыми оптиче-

ским устройствами. Их выходные характеристики непрерывно изменяются с

изменением значения информационного сигнала.

6.5. Пороговые и мультистабильные оптические

интегральные схемы

Оптическим бистабильным устройством принято называть устройство,

зависимость мощности оптического сигнала на выходе которого от мощности

на входе имеет вид гистерезисной петли. Бистабильные или мультистабильные

устройства широко применяются в качестве ячеек памяти, логических элемен-

тов аналоговых и цифровых преобразователей. Создание интегральных биста-

бильных оптических устройств делает реальной возможность изготовления

полностью оптических ЭВМ.

Одним из первых элементов, в котором наблюдается эффект бистабиль-

ности, является резонатор Фабри-Перо, заполненный нелинейной средой. При

низкой интенсивности вводимого в него излучения частота настройки резона-

тора отличается от частоты падающего лазерного пучка. С увеличением интен-

сивности лазерного излучения увеличивается и оптическая толщина среды, в

результате чего частота настройки резонатора становится близкой к частоте ла-

зерного излучения. Интенсивность света в резонаторе резко возрастает, что бы-

стро изменяет показатель преломления и оптическую толщину.

Устройства с оптической обратной связью, реализующие оптическую

бистабильность, могут быть получены при использовании различных нелиней-

ных оптических материалов, помещенных внутрь резонатора. Для максималь-

ного использования нелинейности оптических материалов необходимо, чтобы

плотность падающего на нелинейную среду оптического излучения была зна-

чительной (1 МВт/см

2

).

Благодаря применению электрооптического управления цепи обратной

связи значительно увеличивается нелинейность передаточной характеристики,

что позволяет снизить уровень энергии переключения. Оптическая бистабиль-

ность реализуется также в модуляторах на основе поляризационных преобра-

зователей, либо в модуляторах на основе волноводов с электрическим управле-

нием распределенной оптической связью. Гистерезисная характеристика при-

меняется в основном в устройствах кратковременной оптической памяти или в

переключателях оптических сигналов. Требования постоянства входной мощ-

ности затрудняют применение устройств с гистерезисной характеристикой в

системах постоянной памяти.

Пороговая характеристика применяется для построения структур, выпол-

няющих различные логические функции. Так, на базе порогового бистабильно-