Оптический генератор импульсных последовательностей



Оптический генератор импульсных последовательностей
Оптический генератор импульсных последовательностей

 

H03K3/42 - Импульсная техника (измерение импульсных характеристик G01R; механические счетчики с электрическим входом G06M; устройства для накопления /хранения/ информации вообще G11; устройства хранения и выборки информации в электрических аналоговых запоминающих устройствах G11C 27/02; конструкция переключателей для генерации импульсов путем замыкания и размыкания контактов, например с использованием подвижных магнитов, H01H; статическое преобразование электрической энергии H02M;генерирование колебаний с помощью схем, содержащих активные элементы, работающие в некоммутационном режиме, H03B; импульсная модуляция колебаний синусоидальной формы H03C;H04L ; схемы дискриминаторов с подсчетом импульсов H03D;

Владельцы патента RU 2432670:

Аллес Михаил Александрович (RU)
Соколов Сергей Викторович (RU)

Изобретение относится к средствам оптической импульсной техники. Техническим результатом является расширение возможностей устройства за счет управления регулировкой параметров импульсных последовательностей при одновременном упрощении конструкции устройства. Технический результат достигается благодаря тому, что в оптический генератор импульсных последовательностей, содержащий два параллельно расположенных оптических волновода, первый из которых имеет длину (n+1)×m усл. ед. длины, а второй - n×m усл. ед. длины (n - нечетное число), введены источник излучения, n электрооптических кристаллов, в которые интегрированы данные оптические волноводы, управляющим входом устройства являются объединенные управляющие входы электрооптических кристаллов, выход источника излучения подключен ко входу первого оптического волновода, вход второго оптического волновода расположен на расстоянии m от входа первого оптического волновода по оси распространения оптических сигналов, первый из n электрооптических кристаллов расположен на расстоянии m от входа первого оптического волновода, (i+1)-й электрооптический кристалл расположен на расстоянии m усл. ед. длины от i-го электрооптического кристалла (i=1, 2, …, n), выходы первого и второго оптических волноводов располагаются на расстоянии m от n-го электрооптического кристалла, выходы первого и второго оптических волноводов являются первым и вторым выходами устройства, соответственно. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к средствам оптической импульсной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации и оптических вычислительных машинах в качестве источника тактовых импульсов.

Наиболее близким по техническому исполнению к заявленному устройству является оптический мультивибратор, состоящий из оптических волноводов, оптических разветвителей и оптических бистабильных элементов [Патент №2050017, Россия, 1995. Оптический мультивибратор / Соколов С.В.].

Существенные признаки прототипа, общие с заявляемым устройством, - оптические волноводы.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции и сложность регулировки параметров импульсных последовательностей.

Задачей изобретения является создание оптического устройства, способного генерировать как когерентные, так и некогерентные оптические импульсные последовательности заданной частоты и скважности при одновременном упрощении конструкции устройства.

Техническим результатом является расширение возможностей устройства за счет управления регулировкой параметров импульсных последовательностей при одновременном упрощении конструкции устройства.

Сущность изобретения состоит в том, что в оптический генератор импульсных последовательностей, содержащий два параллельно расположенных оптических волновода, первый из которых имеет длину (n+1)×m усл. ед. длины, а второй - n×m усл. ед. длины (n - нечетное число), введены источник излучения, n электрооптических кристаллов, в которые интегрированы данные оптические волноводы, управляющим входом устройства являются объединенные управляющие входы электрооптических кристаллов, выход источника излучения подключен ко входу первого оптического волновода, вход второго оптического волновода расположен на расстоянии m от входа первого оптического волновода по оси распространения оптических сигналов, первый из n электрооптических кристаллов расположен на расстоянии m от входа первого оптического волновода, (i+1)-й электрооптический кристалл расположен на расстоянии m усл. ед. длины от i-го электрооптического кристалла (i=1, 2, …, n), выходы первого и второго оптических волноводов располагаются на расстоянии m от n-го электрооптического кристалла, выходы первого и второго оптических волноводов являются первым и вторым выходами устройства, соответственно.

Функциональная схема оптического генератора импульсных последовательностей показана на фигуре 1.

Оптический генератор импульсных последовательностей содержит:

- 1 - источник излучения (ИИ) с интенсивностью k условных единиц;

- 21, 22 - первый и второй оптические волноводы (ОВ),

- 31, 32, …, 3n - n электрооптических кристаллов (ЭОК), в которые интегрированы ОВ 21, 22.

При приложении внешнего электрического поля к управляющему входу ЭОК изменяет показатель преломления, меняя от 0 до 1 коэффициент оптической связи между первым и вторым ОВ 21, 22; ЭОК могут быть реализованы, например, в виде [Клер Ж.-Ж. Введение в интегральную оптику: Пер. с франц. / Ж.-Ж. Клер. - M.: Советское радио, 1980. - 104 с., страница 80…81, рисунок 81].

Управляющим входом С устройства являются объединенные управляющие входы электрооптических кристаллов 31, 32, …, 3n.

Выход ИИ 1 подключен ко входу первого OВ 21. Вход второго OВ 22 расположен на расстоянии m от входа первого OВ 21 по оси распространения оптических потоков.

Первый 31 из n ЭОК 31, 32, …, 3n расположен на расстоянии m усл. ед. длины от входа первого OВ 21, (i+1)-й ЭОК расположен на расстоянии m усл. ед. длины от i-го ЭОК (i=1, 2, …, n), выходы первого и второго OB 21, 22 располагаются на расстоянии m усл. ед. длины от n-го ЭОК 3n.

Выходы первого и второго OВ 21, 22 являются первым (выход 1) и вторым (выход 2) выходами устройства, соответственно.

Работа устройства протекает следующим образом.

В начальном состоянии - в отсутствие управляющего сигнала на входе С устройства, с выхода ИИ 1 оптический поток с интенсивностью k усл. ед. поступает на вход первого OВ 21 и далее на выход 1 устройства.

При подаче управляющего сигнала на вход С оптического генератора импульсных последовательностей в момент времени t1 все n ЭОК 31, 32, …, 3n по действием приложенного электрического поля изменяют свой показатель преломления таким образом, что между первым и вторым OВ 21, 22 на участках интеграции в соответствующий ЭОК 31, 32, …, 3n (через отрезки расстояния длиной m усл. ед.) появляется оптическая связь [Клер Ж.-Ж. Введение в интегральную оптику: Пер. с франц. / Ж.-Ж. Клер. - M.: Советское радио, 1980. - 104 с., страница 80…81, рисунок 81].

Следовательно, оптический поток с выхода ИИ 1 с интенсивностью k усл. ед. через время, равное Δt=tзад+n×m/c (tзад - время срабатывания ЭОК (составляет порядка 10-9 с [Клер Ж.-Ж. Введение в интегральную оптику: Пер. с франц. / Ж.-Ж. Клер. - M.: Советское радио, 1980. - 104 с., страница 80…81]), с - скорость распространения оптического потока в среде OВ 21, 22), распределяется следующим образом: «участок между входом OВ 21 и ЭОК 31» - «участок OВ 22 между ЭОК 31 и ЭОК 32» - «участок OВ 21 между ЭОК 32 и ЭОК 33»… «участок OВ 22 между ЭОК 3n и выходом OВ 22». На выходе второго OВ 22 при этом формируется поток с интенсивностью k усл. ед.

После снятия управляющего сигнала со входа С устройства в момент времени t3 ЭОК 31, 33, …, 3n разорвут оптическую связь между первым и вторым OВ 21, 22. Следовательно, в первом и втором OВ 21, 22 одновременно будут сформированы оптические «отрезки» - длина каждого отрезка при этом составляет m усл. ед., расстояние между отрезками - m усл. ед. В каждом OВ 21, 22 таких "отрезков" будет (n+1)/2.

Далее оптический генератор импульсных последовательностей выдает на первом и втором выходах OВ 21, 22 устройства (выход 1 и выход 2, соответственно) импульсные последовательности с длительностью импульса, равной tИ=m/с, и длительностью интервала между импульсами tИИ=tИ=m/с.

Через интервал времени Δt*=(n+1)×m/c выдача импульсных последовательностей на первом и втором выходах устройства (выход 1 и выход 2, соответственно) прекращается. ОГИП переходит в начальное состояние, при котором с выхода ИИ 1 оптический поток с интенсивностью k усл. ед. поступает на вход первого OВ 21 и далее на выход 1 устройства. Такое состояние оптического генератора импульсных последовательностей длится вплоть до поступления очередного управляющего сигнала на вход С.

Дальнейшее функционирование оптического генератора импульсных последовательностей осуществляется аналогично вышеизложенному.

Подбирая значения n и m, можно сгенерировать импульсную последовательность оптических сигналов с заданными параметрами (длительностью импульса и длительностью интервала между импульсами), а выбирая период следования управляющих сигналов T≤Δt*-Δt, можно обеспечить ее непрерывность.

Для полного управления значениями n и m необходимо ввести вместо единственного входа устройства n входов, являющихся одновременно входами электрооптических кристаллов 31, 32, …, 3n - входы C1, С2 … Сn.

Функциональная схема такого оптического генератора импульсных последовательностей показана на фигуре 2. Обозначения функциональных блоков аналогичны обозначениям на фигуре 1. Такое исполнение оптического генератора импульсных последовательностей позволяет формировать на первом и втором выходах устройства импульсные последовательности с различными длительностями импульсов и периодами.

Дополнительными преимуществами данного ОГИП являются возможность формирования ультракоротких оптических импульсов, а также высокая частота их следования: F=c/(2m)(1010-1011 c-1).

1. Оптический генератор импульсных последовательностей, содержащий два параллельно расположенных оптических волновода, отличающийся тем, что в него введены источник излучения, n электрооптических кристаллов, в которые интегрированы данные оптические волноводы, управляющим входом устройства являются объединенные управляющие входы электрооптических кристаллов, выход источника излучения подключен ко входу первого оптического волновода, вход второго оптического волновода расположен на расстоянии m от входа первого оптического волновода по оси распространения оптических сигналов, первый из n электрооптических кристаллов расположен на расстоянии m от входа первого оптического волновода, (1+1)-й электрооптический кристалл расположен на расстоянии m усл. ед. длины от i-го электрооптического кристалла (i=1, 2, …, n), выходы первого и второго оптических волноводов располагаются на расстоянии m от n-го электрооптического кристалла, выходы первого и второго оптических волноводов являются первым и вторым выходами устройства соответственно.

2. Оптический генератор импульсных последовательностей по п.1, отличающийся тем, что управляющими входами устройства являются управляющие входы электрооптических кристаллов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике и может использоваться при построении самосинхронных триггерных, регистровых и вычислительных устройств, систем цифровой обработки информации.

Изобретение относится к электронным схемам, специально предназначенным для сравнения амплитуд, и может быть использован в измерительной технике с допусковым контролем, в системах контроля и сигнализации.

Изобретение относится к импульсной высоковольтной технике и может быть использовано в источниках питания различных электрофизических устройств. .

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к дефибрилляторам, и может найти применение в медицинских учреждениях для отделений реанимации, кардиохирургии, интенсивной терапии, отделений неотложной скорой помощи, а также на догоспитальных этапах медицинской помощи.

Изобретение относится к высоковольтной наносекундной технике и является компактным частотным генератором импульсного напряжения, выполненным по схеме Маркса, содержащим конденсаторные ступени в виде последовательно соединенных слоев, состоящих из плоских конденсаторов прямоугольного сечения с двухсторонним расположением выводов, слои размещены перпендикулярно оси цилиндрического корпуса, между слоями установлены диэлектрические прокладки, упомянутые слои соединены последовательно плоскими металлическими шинами, а выводные шины всех ступеней расположены с одной стороны продольной оси цилиндрического корпуса, диэлектрическую конструкцию в виде полок для установки конденсаторных ступеней и боковых стенок, зарядные дроссели в виде однослойных катушек и разделительных металлических дисков, размещенных на изоляционных трубах, установленных на диэлектрических шпильках, цанговые соединения между дисками и выводными шинами ступеней, искровые разрядники в виде двух колонн цилиндрического исполнения, имеющих расположенные соосно металлические диски с проходными отверстиями и разделительные изоляторы с резиновыми уплотнениями и центральными сквозными отверстиями, при этом в середине каждого второго изолятора установлен с помощью радиального стержня с резиновым уплотнением промежуточный электрод в виде цилиндрической обечайки, а с одной стороны каждого диска установлены соосно цилиндрические скругленные электроды, обращенные в сторону промежуточного электрода, при этом разрядные колонны размещены в пространстве между конденсаторными ступенями и корпусом со стороны выводных шин конденсаторных ступеней и симметрично относительно середины ступеней, а их оси смещены от оси корпуса генератора на одинаковом расстоянии, цилиндрический корпус с кабельными и газовыми вводами на нижнем фланце, выходной высоковольтный изолятор дискового исполнения с высоковольтным электродом емкостного делителя напряжения в виде замкнутой металлической фольги, расположенной на внешней образующей поверхности изолятора.

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, к схемам генерирования электрических импульсов и может быть использовано, например, для: запитки геофизических диполей, соленоидов с различным энергозапасом, стационарных и мобильных передающих антенн мощностью ~1 МВт, испытания измерительных элементов, силовых трансформаторов путем их нагружения килоамперными токами большой длительности и т.д.

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в вычислительной технике при моделировании случайных процессов, тестировании каналов связи и аппаратуры.

Изобретение относится к устройствам генерирования прямоугольных импульсов и может быть использовано в области импульсной электротехники для запуска управляемых разрядников.

Изобретение относится к преобразовательной технике. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах постоянного тока с обратной связью по скорости. .

Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике и может использоваться для индикации окончания переходных процессов при переключениях вычислительных устройств и систем цифровой обработки информации

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для реализации цифровых схем высокой надежности

Изобретение относится к связи, более конкретно к технологиям для формирования последовательностей скремблирования и дескремблирования в системе связи

Изобретение относится к средствам автоматики, связи электроники и энергетики

Изобретение относится к импульсной высоковольтной технике и может быть использовано в источниках питания различных электрофизических устройств

Изобретение относится к устройствам импульсной техники и может быть использовано в прецизионных генераторах импульсов

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при создании автономных источников питания

Изобретение относится к схеме компаратора, которая сравнивает два входных напряжения, и к устройству отображения, снабженному схемой компаратора

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики, системах управления, средствах измерения в качестве тактового генератора
Наверх