Раздел: Документация
0 ... 37 38 39 40 41 42 43 ... 60  Рис. 102. Характеристики оптического бнстабилыюго элемента: а — нагрузочная; б — кривая гистерезиса изменяется показатель преломления вещества, помещенного в резонатор, изменяя фазу излучения. В результате этого настает момент, когда возникает резонанс, и свет проходит сквозь резонатор. Соотношение между коэффициентом пропускания и изменением фазы света при однократном проходе показано на рис. 102,а кривой. С другой стороны, семейство прямых показывает зависимость изменения фазы от силы света (изменение фазы прямо пропорционально показателю преломления). Коэффициент пропускания для различной интенсивности входящего света показывают точки пересечения кривой / и прямых 2. Увеличение интенсивности света соответствует уменьшению наклона прямых 2, и система проходит через состояния А, В, С с низким коэффициентом пропускания, а из состояния С «перескакивает» в состояние D с высоким коэффициентом пропускания. Если теперь уменьшать интенсивность света, то система пройдет через состояния Е, D, F, а из F перескочит в В. Соответствующая гистерезисная зависимость показана на рнс. 102, б. Отсюда видно, что при основном освещении система сохраняет состояние «нуль», обозначенное точкой Р, но под действием дополнительного импульса света она переходит в состояние «единица», обозначенное точкой Q. При резком уменьшении основного освещения система вновь возвращается в состояние «нуль» (точка Р). Это явление назвали бистабильным оптическим эффектом. Оно может стать основой для хранения одного бита информации. Кроме того, с помощью таких перескоков между различными состояниями можно осуществить логические функции И, ИЛИ, НЕ в цифровых и логических оптических системах. Бистабильный элемент впервые успешно получил в эксперименте Гнбб с сотрудниками, применяя в качестве материала с нелинейным рассеиванием пары натрня. После этого проводились опыты на множестве других материалов, среди которых рубин, InSb, GaAs. Бистабильный оптический элемент имеет короткое время перехода из одного состояния в другое и потребляет мало энергии, поэтому считают, что он станет важным элементом структуры оптических компьютеров. Что такое оптрон? Оптрон — это прибор, состоящий из источника н приемника света, помещенных в один корпус, как показано на рис. 103. Электрический сигнал подается на источник света, где преобразуется в световой сигнал, который принимается светоприемником, дающим на выходе соответствующий электрический сигнал. Подобные конструкции — исторические. С них началось введение оптических элементов в электрические схемы, и для них Лебиер (Loebner) впервые использовал название «оптроэлектроиика». Оптроны обладают множеством достоинств. Основные из них: полная развязка (даже разрыв) между входом и выходом, что облегчает связь между цепями с различным рабочим напряжением; отсутствие обратной связи; возможность устранения шумов. Оптроиы различают по типу источников и приемников света. Прибор, показанный на рис. 104, а,— неоновая или вольфрамовая лампа плюс фотопрово-дящий элемент (обычно на основе CdS)— нз-за большой инертности последнего работает в качестве фнль-  Рис. 103. Принцип работы оптрона J) Неоновая или напольная лампа ZiS-злемент  0 Прозрачный пластик Светодиод Основанш Термостойкая трудна Амортизатор Пластиковый *WC Вывод 6) Анод 27  Черный пластик Фототранзистор или фотодиод Катод 1 Ц -Jo- Б 1 Катод гЦ-хОо-ЦОог Анод 7 ЕШ Ш Рис. 104. Конструкция оптронов: а — лампа + элемент на CdS; б — светодиод + фототранзнстор; в — двухканальный оптрон тра, отделяющего шумы и обратные всплески. Большинство оптронов, применяемых в настоящее время, типа светодиод — фототраизистор (или фотодиод). Фототранзистор дает высокий коэффициент преобразования, а фотодиод — быстрый отклик. Такие оптро-ны, как правило, помещены в литой корпус DIP (dual inline package), спрессованный из двух частей :(рис. 104,6). Источник света и фотоприемник связаны оптически: между ними находится прозрачный пластик. Для защиты от внешнего света корпус сделан из черного пластика и имеет толстые стенки. При использовании фотодиода из-за низкого уровня выходной мощности необходим предварительный усилитель. Поместив в одном корпусе с другими элементами ИС оптрон, получили быстродействующие ИС с оптронной связью, подобные показанной на рис. 104,е. Время задержки сигнала в оптронах — порядка наносекунд. Для управления сильными токами в качестве фотоприемника используют фототиристор. Оптроны имеют множество применений: 1) в стабилизированных источниках питания для развязки выхода и цепей управления; 2) в составе логических схем типа И, ИЛИ, И — НЕ, ИЛИ —НЕ; 3) в быетро- 0 ... 37 38 39 40 41 42 43 ... 60
|
