×
26.07.2018
218.016.7557

ОПТИЧЕСКИЙ НАНОСУММАТОР ПО МОДУЛЮ ДВА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к средствам вычислительной техники. Оптический наносумматор по модулю два содержит два входных оптических нановолокна, две телескопические нанотрубки - внутреннюю и внешнюю, оптический нановолоконный Y-разветвитель и оптический нановолоконный объединитель. Причем информационными входами устройства являются входы первого и второго входных оптических нановолокон, выходы которых оптически связаны с торцами внутренней нанотрубки. Телескопические нанотрубки расположены между первым и вторым входными оптическими нановолокнами. Выход источника постоянного оптического сигнала подключен к входу оптического нановолоконного Y-разветвителя. При этом в крайнем левом положении внутренней нанотрубки отсутствует оптическая связь между первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя и первым входом оптического нановолоконного объединителя, а в крайнем правом положении внутренней нанотрубки присутствует оптическая связь между первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя и первым входом оптического нановолоконного объединителя, причем в центральном (исходном) положении внутренней нанотрубки отсутствуют оптические связи между выходами оптического нановолоконного Y-разветвителя и входами оптического нановолоконного объединителя, выход которого является выходом устройства. Технический результат заключается в повышении быстродействия и реализации наносумматора в наноразмерном исполнении. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных машин и приемо-передающих устройств.

Известны различные сумматоры по модулю два (операция «исключающее ИЛИ», «неравнозначность»), построенные на основе использования электронных функциональных элементов [У. Титце, К. Шенк. Полупроводниковая схемотехника. - М.: Мир, 1982. - 512 с., стр. 105]. Недостатками этих сумматоров по модулю два являются невозможность выполнения операций с оптическими сигналами и невозможность наноразмерного исполнения.

Известны сумматоры по модулю два, построенные на основе волноводных элементов [Акаев Α.Α., Майоров С.А. Оптические методы обработки информации. - М.: Высш. Шк., 1988. - 237 с: ил., стр. 202.]. Недостатками данных оптических сумматоров по модулю 2 являются сложность и невозможность наноразмерного исполнения.

Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является оптический нанокомпаратор, содержащий два входных оптических нановолокна, две телескопические нанотрубки - внутреннюю и внешнюю, оптический нановолоконный Y-разветвитель [Патент №2311671, Россия, 2007. Оптический нанокомпаратор / Соколов C.B., Каменский В.В.].

Заявленное изобретение направлено на решение задачи суммирования по модулю 2 оптических сигналов с быстродействием, потенциально достижимым для чисто оптических устройств обработки информации, задачи упрощения устройства и задачи реализации устройства в наноразмерном исполнении.

Поставленные задачи возникают при разработке и создании оптических вычислительных наномашин или приемо-передающих наноустройств, обеспечивающих обработку информации в тера- и гигагерцовом диапазонах.

Заявленное устройство строится на основе оптических нановолокон, варианты технического исполнения которых описаны в [Оптика наноструктур / Под редакцией А.В. Федорова: СПб. «Недра», 2005 г.; Krenn J.R., Dereux Α., Weeber J.C., et al. Squeezing the optical near-field zone by plasmon coupling of metal nanoparticles. Physical Review Letters, 1999, 82, 12, 2590], и телескопических нанотрубок, под которыми понимается пара вложенных одна в другую нанотрубок [Multiwalled Carbon Nanotubes as Gigahertz Oscillators / Quanshui Zheng, Qing Jiang // Phys. Rev. Lett. 88, 045503, 28 January, 2002].

Сущность изобретения состоит в том, что в устройство, содержащее два входных оптических нановолокна, две телескопические нанотрубки - внутреннюю и внешнюю, оптический нановолоконный Y-разветвитель, введен оптический нановолоконный объединитель, причем информационными входами устройства являются входы первого и второго входных оптических нановолокон, выходы которых оптически связаны с торцами внутренней нанотрубки, телескопические нанотрубки расположены между первым и вторым входными оптическими нановолокнами по оси распространения их выходных оптических сигналов, выход источника постоянного оптического сигнала подключен к входу оптического нановолоконного Y-разветвителя, первый выход которого оптически подключен к первому входу оптического нановолоконного объединителя, а второй выход оптически подключен к второму входу оптического нановолоконного объединителя, при этом в крайнем левом положении внутренней нанотрубки отсутствует оптическая связь между первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя и первым входом оптического нановолоконного объединителя, а присутствует оптическая связь между вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя и вторым входом оптического нановолоконного объединителя, а в крайнем правом положении внутренней нанотрубки присутствует оптическая связь между первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя и первым входом оптического нановолоконного объединителя, а отсутствует оптическая связь между вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя и вторым входом оптического нановолоконного объединителя, причем в центральном (исходном) положении внутренней нанотрубки отсутствуют оптические связи между выходами оптического нановолоконного Y-разветвителя и входами оптического нановолоконного объединителя, выход которого является выходом устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема оптического наносумматора по модулю два.

Устройство состоит из двух входных оптических нановолокон 1i, i=1,2, двух телескопических нанотрубок 2i, i=1,2, (21 - внутренняя нанотрубка, 22 - внешняя нанотрубка), оптического нановолоконного объединителя 3, оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 и источника постоянного оптического сигнала 5 с интенсивностью 2 усл.ед.

Информационными входами устройства «X1» и «Х2» являются входы первого и второго входных оптических нановолокон 11 и 12 соответственно, выходы которых оптически связаны с торцами внутренней нанотрубки 21.

Телескопические нанотрубки 21, 22 расположены между первым и вторым входными оптическими нановолокнами 11 и 12 по оси распространения их выходных оптических сигналов. Выход источника постоянного оптического сигнала 5 подключен к входу оптического нановолоконного Y-разветвителя 4. Первый выход оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 оптически подключен к первому входу оптического нановолоконного объединителя 3. Второй выход оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 оптически подключен к второму входу оптического нановолоконного объединителя 3.

В крайнем левом положении внутренней нанотрубки 21 оптическая связь между первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 и первым входом оптического нановолоконного объединителя 3 отсутствует, а присутствует оптическая связь между вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 и вторым входом оптического нановолоконного объединителя 3.

В крайнем правом положении внутренней нанотрубки 21 присутствует оптическая связь между первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 и первым входом оптического нановолоконного объединителя 3, а оптическая связь между вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 и вторым входом оптического нановолоконного объединителя 3 отсутствует.

В центральном (исходном) положении внутренней нанотрубки 21 оптические связи между выходами оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 и входами оптического нановолоконного объединителя 3 отсутствуют.

Выходом устройства является выход оптического нановолоконного объединителя 3.

Оптический наносумматор по модулю два работает следующим образом.

Оптический сигнал с выхода источника оптического сигнала 5 с интенсивностью 2 усл.ед поступает на вход оптического нановолоконного Y-разветвителя 4. На каждом из выходов оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 формируется оптический сигнал с интенсивностью 1 усл.ед. Оптический поток с выхода первого входного оптического нановолокна 11 будет воздействовать на внутреннюю нанотрубку 21 с левой стороны, а с выхода второго входного оптического нановолокна 12 - с правой. В результате, на внутреннюю нанотрубку 21 будет действовать разность сил, обусловленных световыми давлениями: давлением, пропорциональным интенсивности светового потока на выходе первого входного оптического нановолокна 11, и давлением, пропорциональным интенсивности светового потока на выходе второго входного оптического нановолокна 12.

Пусть на оба входа Χ1 и Х2 поданы сигналы с интенсивностями 0 усл.ед. или же на оба входа X1 и Х2 поданы сигналы с интенсивностями 1 усл.ед.

Так как сигналы на выходах первого и второго входных оптических нановолокон 11 и 12 равны, то и разность сил за счет световых давлений, действующих на внутреннюю нанотрубку, будет равна 0, и внутренняя нанотрубка 21 будет находиться в центральном положении под действием сил Ван-дер-Ваальса.

В центральном положении внутренней нанотрубки 21 оптические связи между выходами оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 и входами оптического нановолоконного объединителя 3 отсутствуют. Оптические сигналы на входах оптического нановолоконного объединителя 3 будут равны 0, и, соответственно, оптический сигнал на выходе оптического нановолоконного объединителя 3 будет также равен 0.

Пусть на вход X1 подан сигнал с интенсивностью 0 усл.ед., а на вход Х2 - сигнал с интенсивностью 1 усл.ед.

Так как интенсивность сигнала на выходе второго входного оптического нановолокна 12 больше, чем на выходе первого 11, то внутренняя нанотрубка 21 переместится в крайнее левое положение.

В крайнем левом положении внутренней нанотрубки 21 отсутствует оптическая связь между первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 и первым входом оптического нановолоконного объединителя 3, а присутствует оптическая связь между вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 и вторым входом оптического нановолоконного объединителя 3. Т.к. в этом случае интенсивность оптического сигнала на втором входе оптического нановолоконного объединителя 3 будет составлять 1 усл.ед., то, соответственно, интенсивность оптического сигнала на выходе оптического нановолоконного объединителя 3 будет также составлять 1 усл.ед.

Пусть на вход Χ1 подан сигнал с интенсивностью 1 усл.ед., а на вход Х2 - сигнал с интенсивностью 0 усл.ед.

Так как интенсивность сигнала на выходе первого входного оптического нановолокна 11 больше, чем на выходе второго 12, то внутренняя нанотрубка 21 переместится в крайнее правое положение.

В крайнем правом положении внутренней нанотрубки 21 присутствует оптическая связь между первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 и первым входом оптического нановолоконного объединителя 3, а отсутствует оптическая связь между вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 4 и вторым входом оптического нановолоконного объединителя 3. Т.к. в этом случае интенсивность оптического сигнала на первом входе оптического нановолоконного объединителя 3 будет составлять 1 усл.ед., то, соответственно, интенсивность оптического сигнала на выходе оптического нановолоконного объединителя 3 будет также составлять 1 усл.ед.

Таким образом, при наличии одновременно на обоих входах «Χ1» и «Х2» двух одинаковых оптических сигналов с интенсивностями 0 усл.ед. или 1 усл.ед. интенсивность оптического сигнала на выходе устройства будет равна 0 усл.ед. Если на одном из входов устройства имеется оптический сигнал интенсивности 1 усл.ед., а на другом - 0 усл.ед., то интенсивность оптического сигнала на выходе устройства будет равна 1 усл.ед., что и обеспечивает реализацию функции суммирования по модулю два (операции «исключающее ИЛИ», «неравнозначность»).

Простота данного оптического наносумматора по модулю два, высокое быстродействие и возможность наноразмерного исполнения делают его весьма перспективным при разработке и создании оптических вычислительных наномашин и приемо-передающих наноустройств.

Оптический наносумматор по модулю два, содержащий два входных оптических нановолокна, две телескопические нанотрубки - внутреннюю и внешнюю, оптический нановолоконный Y-разветвитель, отличающийся тем, что в него введен оптический нановолоконный объединитель, причем информационными входами устройства являются входы первого и второго входных оптических нановолокон, выходы которых оптически связаны с торцами внутренней нанотрубки, телескопические нанотрубки расположены между первым и вторым входными оптическими нановолокнами по оси распространения их выходных оптических сигналов, выход источника постоянного оптического сигнала подключен к входу оптического нановолоконного Y-разветвителя, первый выход которого оптически подключен к первому входу оптического нановолоконного объединителя, а второй выход оптически подключен к второму входу оптического нановолоконного объединителя, при этом в крайнем левом положении внутренней нанотрубки отсутствует оптическая связь между первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя и первым входом оптического нановолоконного объединителя, а присутствует оптическая связь между вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя и вторым входом оптического нановолоконного объединителя, а в крайнем правом положении внутренней нанотрубки присутствует оптическая связь между первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя и первым входом оптического нановолоконного объединителя, а отсутствует оптическая связь между вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя и вторым входом оптического нановолоконного объединителя, причем в центральном (исходном) положении внутренней нанотрубки отсутствуют оптические связи между выходами оптического нановолоконного Y-разветвителя и входами оптического нановолоконного объединителя, выход которого является выходом устройства.
ОПТИЧЕСКИЙ НАНОСУММАТОР ПО МОДУЛЮ ДВА
ОПТИЧЕСКИЙ НАНОСУММАТОР ПО МОДУЛЮ ДВА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 13.
26.07.2018
№218.016.75ae

Оптический нанорегистр

Изобретение относится к средствам вычислительной техники. Оптический нанорегистр состоит из источника постоянного оптического сигнала, двух N-выходных нановолоконных оптических разветвителей, N телескопических нанотрубок, N нановолоконных оптических Y-разветвителей, N нановолоконных оптических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002662247
Дата охранного документа: 25.07.2018
29.08.2018
№218.016.80db

Оптоэлектронный компромиссный сумматор

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации, построенных на основе непрерывной (нечеткой) логики. Техническим результатом является создание устройства, вычисляющего операцию компромиссности непрерывной логики в реальном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665262
Дата охранного документа: 28.08.2018
13.01.2019
№219.016.aeb2

Способ предупреждения столкновения транспортных средств

Изобретение относится к области обеспечения безопасности транспортных средств. Заявленный способ характеризуется тем, что принимают спутниковые навигационные сигналы и определяют скорость, направление движения транспортного средства. Считывают информацию с датчиков световой сигнализации и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676854
Дата охранного документа: 11.01.2019
21.03.2019
№219.016.eb2b

Оптоэлектронный компромиссный сумматор

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации, построенных на основе непрерывной (нечеткой) логики. Техническим результатом является создание устройства, вычисляющего операцию компромиссности непрерывной (нечеткой) логики...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682410
Дата охранного документа: 19.03.2019
30.03.2019
№219.016.f955

Способ дистанционного мониторинга позиционирования транспортных средств

Изобретение относится к способам измерения расстояний с использованием радиоволн и может быть использовано для дистанционного мониторинга местоположения транспортных средств. Достигаемый технический результат - повышение точности определения текущих координат (позиционирования) транспортных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002683584
Дата охранного документа: 29.03.2019
03.04.2019
№219.016.fadd

Способ выбора созвездия навигационных спутников

Изобретение относится к способам навигации по спутниковым радионавигационным системам и может быть использовано для выбора созвездия видимых навигационных спутников, обеспечивающего максимальную точность решения навигационной задачи подвижного объекта. Достигаемый технический результат -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002683640
Дата охранного документа: 01.04.2019
31.05.2019
№219.017.700d

Оптоэлектронный компромиссный сумматор

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации, построенных на основе непрерывной (нечеткой) логики. Техническим результатом является создание устройства, вычисляющего операцию компромиссности непрерывной (нечеткой) логики...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689811
Дата охранного документа: 29.05.2019
31.05.2019
№219.017.70cf

Оптоэлектронный вычислитель

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при выполнении вычислений в системе остаточных классов. Техническим результатом является создание устройства, выполняющего в режиме реального времени вычисления в системе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689810
Дата охранного документа: 29.05.2019
04.06.2019
№219.017.730b

Способ повышения точности позиционирования транспортных средств

Изобретение относится к способам навигации и может быть использовано для повышения точности определения местоположения транспортных средств (ТС), движущихся по известным траекториям. Способ позиционирования транспортных средств заключается в том, что до начала движения ТС на основании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690203
Дата охранного документа: 31.05.2019
04.06.2019
№219.017.731e

Оптический нановычислитель в системе остаточных классов

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и оптическим устройствам обработки информации. Оптический нановычислитель в системе остаточных классов состоит из двух оптических наноусилителей, нановолоконного оптического объединителя, оптического вычитающего наноустройства и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690368
Дата охранного документа: 03.06.2019
Показаны записи 1-10 из 55.
27.05.2013
№216.012.4354

Унитарный зубной имплантат

Изобретение относится к области медицины, в частности стоматологии, и может быть использовано в хирургической стоматологии для протезирования зубов. Унитарный зубной имплантат из материала с памятью формы содержит коронковую часть и эндооссальный участок. Унитарный зубной имплантат выполнен из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482813
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.06.2013
№216.012.4e8d

Оптическое кодирующее наноустройство

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных машин и приемопередающих устройств. Устройство состоит из N-1 оптических наноусилителей, оптического N+1-входного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485691
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.09.2014
№216.012.f9a3

Инерционный магнитогидродинамический генератор

Изобретение относится к электротехнике, к производству электрической энергии на основе магнитогидродинамического эффекта и может быть использовано в устройствах обработки информации или приемо-передающих устройствах, размещаемых на объектах, движущихся с ускорением. Технический результат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529744
Дата охранного документа: 27.09.2014
20.02.2015
№216.013.28ec

Оптическая программируемая логическая матрица

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных машин и приемопередающих устройств. Технический результат заключается в обеспечении построения программируемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541933
Дата охранного документа: 20.02.2015
10.03.2015
№216.013.3181

Стиральная машина с предварительным нагревом

Изобретение относится к стиральным машинам, которые осуществляют нагрев воды. Заявленное изобретение направлено на решение задачи снижения энергопотребления во время стирки, повышения безопасности окружающих людей и продления срока службы канализации. Поставленная задача возникает при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544141
Дата охранного документа: 10.03.2015
20.06.2015
№216.013.57a6

Инерционный генератор

Изобретение относится к области производства электрической энергии и может быть использовано в устройствах с автономным питанием, размещаемых на движущихся объектах. Заявленное изобретение направлено на решение задачи упрощения и повышения эффективности производства электрической энергии для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553968
Дата охранного документа: 20.06.2015
27.09.2015
№216.013.7e7e

Инерционный маятниковый генератор

Изобретение относится к электротехнике, к производству электрической энергии и может быть использовано в устройствах с автономным питанием, размещаемых на движущихся объектах. Технический результат состоит в упрощении и повышении эффективности производства электрической энергии. Устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563979
Дата охранного документа: 27.09.2015
10.10.2015
№216.013.8071

Инерционный маятниковый генератор

Изобретение относится к области производства электрической энергии и может быть использовано в устройствах с автономным питанием, размещаемых на движущихся объектах. В устройство, расположенное на движущемся объекте, введены сообщающиеся сосуды с жидкостью, два соединителя, два преобразователя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564478
Дата охранного документа: 10.10.2015
10.11.2015
№216.013.8bb1

Способ определения координат навигационного приемника

Изобретение относится к средствам навигации и может быть использовано в транспортных средствах для определения местоположения транспортного средства. Достигаемый технический результат изобретения - обеспечение определения координат навигационного приемника с частичной компенсацией погрешностей....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567368
Дата охранного документа: 10.11.2015
27.02.2016
№216.014.be89

Оптический наносчетчик

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных машин и приемопередающих устройств. Заявленное устройство направлено на решение задачи подсчета количества входных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576334
Дата охранного документа: 27.02.2016
+ добавить свой РИД