Оптические методы в информатике. Лантух Ю.Д. - 32 стр.

       Рассмотрим более подробно, как меняется пропускание интерферометра
Фабри — Перо с нелинейным показателем преломления. Допустим, что интен-
сивность пучка падающего лазерного излучения можно плавно менять в опре-
деленном интервале. Пусть интенсивность такова, что оптическая длина L, обу-
словленная естественным показателем преломления вещества n0, имеет значе-
ние, лежащее между пиками функции Эйри (рисунок 2.12), а пропускание ин-
терферометра мало. Если медленно увеличивать Iвх, то п и L постепенно изме-
няются, а пропускание J медленно возрастает. При определенном значении ин-
тенсивности света в резонаторе, называемом пороговым, между ним и прира-
щением показателя преломления ∆n образуется положительная обратная связь
— они начинают увеличивать друг друга. Вследствие изменения n = n 0 + ∆n
прямые и обратные световые пучки смещаются по фазе, увеличивая взаимное
усиление, интенсивность света в резонаторе резко возрастает, еще более изме-
няя показатель преломления. На графике функции Эйри это соответствует пе-
реходу на крутой участок, где J резко возрастает. Значение L удовлетворяет
(2.7), а J = 1, что соответствует пику кривой Эйри Дальнейшее увеличение Iвх
сопровождается линейным увеличением Iвых.
       Если постепенно уменьшать Iвх, то пропускание интерферометра некото-
рое время остается неизменным, пока интенсивность света в резонаторе доста-
точно велика, чтобы значения п и L удерживались на уровне, соответствующем
максимуму пропускания. Наступает момент, когда пропускание начинает плав-
но уменьшаться. При некотором критическом значении Iвх показатель прелом-
ления и интенсивность света в резонаторе начинают резко ослаблять друг дру-
га. Пропускание интерферометра падает до минимума.
       Интерферометр Фабри – Перо, в резонатор которого помещено вещество
с нелинейным показателем преломления, является оптически бистабильным
прибором, так как имеет два устойчивых состояния, в которых интенсивность
выходного светового пучка изменяется незначительно при значительном изме-
нении пропускания. Очевидно, что в качестве двоичной или логической едини-
цы можно принять одно из двух устойчивых состояний интерферометра, на-
пример, состояние, соответствующее высокому уровню пропускания (Jmax = 1),
а другое - низкому уровню Jmin. приписать нулю или наоборот. Любое из этих
состояний интерферометра может поддерживаться сколь угодно долго с помо-
щью пучка лазерного излучения промежуточной интенсивности.
       В переключательных элементах, применяемых при построении операци-
онных устройств, используются устройства, кривая пропускания которых при-
ведена на рисунке 2.13. Ее форма напоминает характеристику тока коллектора
электронного транзистора. Кривая пропускания такого вида принимается за ос-
нову в оптическом аналоге транзистора. Оптический прибор с такой характери-
стикой, созданный на основе оптического интерферометра Фабри — Перо, был
назван трансфазором, поскольку его работа основана на управлении фазой све-
товой волны, многократно проходящей вещество резонатора.
       В первых экспериментальных образцах трансфазора в качестве вещества
резонатора были использованы кристаллы антимонида индия InSb, обладающе-

116