Оптические методы в информатике. Лантух Ю.Д. - 35 стр.

На этих рисунках ТФ – логический элемент на базе трансфазора.
      Из этих логических элементов можно строить любые логические устрой-
ства и функциональные узлы вычислительных машин. При этом межэлемент-
ные соединения могут быть выполнены с помощью оптических волноводов.
Успехи интегральной оптики позволяют надеяться, что интегральная техноло-
гия получения оптических логических устройств и функциональных узлов на
базе трансфазора сможет конкурировать с электронной технологией. Еще не
решена проблема межэлементных соединений и подвода световых пучков к
кристаллу, который является однородным для всей логической схемы и может
быть выполнен в виде тонкой пленки. Так как параллельные пучки света в кри-
сталле практически не взаимодействуют друг с другом, различные участки кри-
сталла, примыкающие друг к другу, могут играть роль резонатора для различ-
ных логических элементов. Благодаря этому можно создать огромное число па-
раллельных каналов обработки информации. Преобразование информации в
канале осуществляется последовательно от каскада к каскаду, каждый из кото-
рых представляет собой пластинку кристалла, связанного с помощью светово-
локон с соседями, а также источниками когерентного излучения. Такие оптиче-
ские вычислительные устройства будут представлять собой по существу объ-
емные схемы.
      На базе трансфазорных логических элементов может быть построена
цифровая оптическая вычислительная машина с архитектурой, подобной архи-
тектуре современных ЭВМ. Преимуществом такой машины было бы сравни-
тельно высокое быстродействие (~ 109 оп/с), превышающее быстродействие
аналогичных ЭВМ на 2 — 3 порядка. Параллельная организация позволит по-
высить производительность оптикоэлектронных вычислительных машин еще
на 2 — 3 порядка, до 1012 оп/с.
      Интересно отметить, что трансфазор может иметь более двух устойчивых
состояний. Некоторые кристаллы могут выполнять несколько последователь-
ных переключений, сопровождающихся ступенчатым увеличением интенсив-
ности выходного сигнала при ступенчатом росте интенсивности входного сиг-
нала. Следовательно, на базе трансфазора может быть создан многоуровневый
логический элемент, что откроет новые перспективы в разработке многознач-
ной машинной логики.
      На пути промышленной реализации трансфазора и ИС на его основе воз-
никает ряд трудностей:
      1) Необходимость работы при низких температурах. Создание элементов,
работающих при комнатной температуре, значительно упростило бы конструк-
цию и эксплуатацию оптических вычислительных устройств на трансфазорах.
Для отдельных материалов и длины волны падающего излучения уже удалось
получить оптическое переключение при комнатной температуре, что было дос-
тигнуто при больших плотностях мощности излучения, приводящих к прежде-
временному разрушению резонатора.
      2) Стремление к уменьшению мощности, требуемой для переключения
элемента, противоречит условию повышения быстродействия, которое зависит

                                                                       119