Оптическое резонансное устройство - SU1602406A3
Код документа: SU1602406A3
Чертежи
Описание
Изобретение относится к оптическим логическим элементам, в частности к многостабильным нелинейным резонансным устройствам с долговременным хранением информации.
. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет палучения по крайней мере двух термически стабильных состояний устройства .
На фиг.1 представлена функциональная оптическая схема устройства; на фиг.2 и 3 - графики зависимостей коэффициента пропускания резонансной
полости с фотохромной средой с двумя стабильными состояниями и с множеством стабильных состояний соответственно .
Оптическое резонансное устройство (фиг.1) содержит резонансную полость, выполненную в виде резонатора Фабри- Перо 1, который состоит из полупрозрачных зеркал 2 и 3, фотохромную среду 4, нанесенную в- виде слоя на прозрачную подложку. Оптическая ось 5 первого светового потока (источники не показаны), длина волны которого .соответствует длине волны обесцвечиЬО
4
ы
вания фотохромной среды 4, параллельна оптической оси 6 резонатора Фабри- Пер о 1. Длина волны обесцвечивающего светового потока равна длине волйы резонанса резонатора Фабри-Перо 1. Детектор 7 оптически связан с выходом источника обесцвечивающего светового потока через полупрозрачное зеркало 8. Детектор 9 оптически связан с выходом резонатора Фабри-Перо 1. Оптическая ось 10 второго светового потока пересекается с оптической осью 5 первого светового пЪтока в объеме фотохромной среды 4. Длина волны второго светового потока соответствует длине волны окрашивания фотохромной среды 4.
Участки кривых 11-13 (фиг.2) и 14, 15 (фиг.З) описывают зависимость коэффициента пропускания резонансной полости от отношения сил обесцвечивающего и окрашивакщего световых потоков .
Устройство работает следующим образом .
Для случая двух стабильных состояний устройства (фиг.2) при окрашенном исходном состоянии фотохромной среды (малом отношении силы обесцвечивающего светового потока к силе окрашивающего светового потока) коэффициент пропускания фотохромной среды 4 определяется пересечением прямой АА с участком кривой 11. При увеличении силы обесцвечивающего светового потока относительно силы окрашивающего светового потока коэффициент пропускания резонансной полости быстро увеличивается после точки В в соответствии с участком кривой 11. Обычно сила первого из указанных световьгх потоков увеличивается при постоянной силе второго потока (близкой к нулю) При достижении коэффициента пропускания , соответствукяцего точке С участка кривой 12, фотохромная среда переходит в обесцвеченное состояние.
При уменьшении отношения сил обес цвечиваюЕ1его и окрашивакщего световы потоков произойдет уменьшение коэффициента пропускания резонансной полости в соответствии с участком кривой 13. Практически увеличивают силу окрашивающего светового потока в данном случае при силе обесцвечивающего светового потока около нуля.
У устройства есть два стабильных состояния. Первое из них определяетс пересечением прямой АА с участком
5
0
5
0
35
40
45
50
55
кривой 11. Другое стабильное состояние определяется пересечением прямой АА с участком кривой 13.
Логическое состояние устройства определяется по сравнению показаний детекторов 7 и 9 при нормальном отношении сил обесцвечивакхцего и окраши- вакицего световых потоков, соответст-. вующего прямой АА (на фиг.2).
Для случая многих стабильных состояний устройства (фиг.З) первая пара состояний стабильных-состояний находится на пересечении прямых YY с кривьми 14 и 15, а вторая пара стабильных состояний находится на пересечении прямой ZZ с кривыми 14 и 15. Для данного случая изменение оптической длины резонансной полости при изменении состояния фотохромной среды 4 больше, чем для случая двух стабильных состояний устройства. Д/1я случая многих стабильных состояний толщина сдоя фотохромной среды 4 (или концентрация центров окраски в последней) выбирается больше, чем для случая двух стабильных состояний.
Фотохромная среда, имеющая большую постоянную времени тепловой релаксации , позволяет получить термически стабильные состояния устройства, которые являются устойчивыми.даже при снятии управляющих световых потоков. .Информацию можно хранить длительное время без постоянного .освещения.
Для получения логического устройства И обесцвечивакрий световой поток (для участка кривой 11) либо окрашивающий световой поток (для участка кривой 13) получают сложением свето- вьк потоков от двух-источников. До отдельности сила светового потока от каждогс источника выбирается недостаточной для переключения устройства, однако их сумма переключает последнее .
Высокая разрешающая способность фотохромньпс сред позволяет запоминать большое количество логической информации в предлагаемом устройстве
Получение многих логических разрядов можно получить за счет использования всей площади фотохромной среды. Первый частный вариант - источники первого и второго световых потоков оптически связаны с резонансной полостью с возможностью перемещения оптической оси обесцвечивающего светового потока параллельно оптической
оси резонансной полости. Оптическая ось окрашивающего светового потока при этом перемещается синхронно с перемещением оптической оси обесцвечивающего светового потока, чтобы постоянно обеспечивалось пересечение указанных осей в объеме фотохромной среды. Второй частный вариант - резонансная полость выполнена с возможностью перемещения последней перпен- ди сулярно оптической оси первого светового потока. .
Примерами выполнения фотохромной среды являются Ех-2,5-диметил-3-фу- рилэтнлиден (изопропилиден)сукцинан- ридрид в толуоле или Ех-2,5-диметил- 3-фурил этилиден (адментилид ен) сукци- нангидрид в толуоле.
Формула изобретения
1. Оптическое резонансное устройство , содержащее резонансную полость с нелинейной средой, по крайней мере один источник первого светового потока , оптическая ось которого по существу параллельна оптической оси резонансной полости, по крайней мере ода1Н источник второгсг светового потока , оптическая ось которого пересекается с оптической осью первого светового потока в объеме нелинейной среды , отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет получения
по крайней мере двух термически стабильных состояний устройства, нелинейная среда выполнена фотохромной, при этом длина волны первого светового потока равна длине волны резонанса, полости и соответствует длине волны обесцвечива шя фотохромной среды, а длина волны второго светового потока соответствует длине волны окрашивания фотохромной среды.
2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что резонансная полость выполнена в вцде резонатора Фабри-Перо.
3.Устройство по ПП.1 и 2, отличающееся тем, что источники первого и второго световых потоков оптически связаны с резонансной полостью с возможностью перемещения оптической оси первого светового потока параллельно оптической оси резонансной полости.
4.Устройство по ПП.1 и 2, о т - 5личающееся тем, что резонансная полость вьшолнена с возможностью перемещения последней перпендикулярно оптической оси первого светового потока.
0 5. Устройство по п. 1-4, отличающееся среда выполнена
Т1Ш-3-фурил этилид е н (изопр опшшде н)- сукцинангидрида в толуоле либо в внде
Ех-2,5-диметил-3-фурилэтилиден(адмен- тилиден)сукцинангидрида в толуоле.
5
0
тем, что фотохромная в виде Ех-2,5-диме
Реферат
Изобретение относится к оптическим логическим элементам, в частности к многостабильным нелинейным резонансным устройствам с долговременным хранением информации. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет получения по крайней мере двух термически стабильных состояний устройства. Устройство содержит резонансную полость с фотохромной средой, по крайней мере один источник первого светового потока, оптическая ось которого параллельна оптической оси резонансной полости, по крайней мере один источник второго светового потока, оптическая ось которого пересекается с оптической осью первого светового потока в объеме фотохромной среды. Длина волны первого светового потока равна длине волны резонанса полости и соответствует длине волны обесцвечивания фотохромной среды. Длина волны второго светового потока соответствует длине волны окрашивания фотохромной среды. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Формула
