Приклади побудови логічних елементів

На базі бістабільних елементів можуть бути побудовані всі логічні комірки, на основі яких побудовані електронно-обчислювальні машини. На рисунку 5.4.5, а наведена схема інтегрально-оптичного елемента типу „І”, якій побудований на основі бістабільного елемента, зображеного на рис. 5.4.4. Для зручності на рисунку 5.4.5, б приводиться таблиця вхідних і вихідних сигналів для такого елемента.

Зауважимо, що при відсутності сигналу сигнал не вводиться в хвилевід, оскільки кути, під якими розповсюджуються дифракційні порядки неузгоджені з константами розповсюдження хвилевідних мод .

Нехай на першому етапі зображену на рисунку структуру опромінює лише сигнал . При цьому показник заломлення середовища хвилеводу змінюється і хвиля розповсюджується вздовж хвилеводу з константою розповсюдження . Ця константа є близькою до константи , яку має хвиля після дифракції на решітці. Після розповсюдження на певній ділянці хвилеводу ця мода виводиться в покривний шар за допомогою другого елементу введення-виведення. Напрямок розповсюдження дифракційних порядків 1 визначається рівнянням решітки і константою . При одночасному опромінюванні структури обома сигналами внаслідок зміни показника заломлення сигнал починає частково вводитися у хвилевід, що в сою чергу призводить до додаткової зміни В решті решт в хвилеводі встановлюється стаціонарне поле, яке відповідає хвилевідній моді з константою розповсюдження . Тоді при виведенні її з хвилеводу в покривному шарі вона буде розповсюджуватися в напрямку 2, якій не збігається з напрямком 1. Це дає змогу їх розрізнити наприклад за допомогою відповідно встановлених діафрагм. Отже маємо таку таблицю напрямків розповсюдження хвилі в покривному шарі, в залежності від того які сигнали подаються на входи ОІС:

		Напрямок розповсюдження в покривному шарі
немає	немає	немає
немає	є	немає
є	немає
є	є

Отже повністю реалізується таблиця, яка наведена на рисунку 5.4.5, б.

На рисунку 5.4.6, зображена ОІС, яка працює як елемент „НІ”-„І”. Основою елемента є планарний модулятор інтерферометричного типа, в початковому стані настроєний на нульову різницю фаз між сигналами, які розповсюджуються по різних його гілках. Відповідно при відсутності сигналів і на виході модулятора спостерігається максимальна інтенсивність.

При наявності обох сигналів гілки оберненого зв’язку спрацьовують таким чином, що кінцева різниця фаз встановлюється рівною . Як наслідок на виході модулятора інтенсивність мінімальна та наближається до нуля. При наявності сигналу або різниця фаз має величину близьку до . Отже вихідна інтенсивність стає близькою до половини інтенсивності від максимальної. Якщо на виході інтерферометра встановити нелінійний елемент з пороговою кривою чутливості, то рівні сигналів в другому та третьому випадках стають рівними, тобто наявність чи відсутність сигналів на виході пристрою повністю відповідає таблиці, наведеній на рисунку 5.4.6, b.