Optický integrátor – optická obdoba elektrického kondenzátoru

Rok: 2008

RNDr. Radan Slavík, Ph.D., DSc.

Optické obvody umožní zpracování informací rychlostmi nedosažitelnými pomocí elektronických součástek. To je obzvláště důležité pro aplikace jako super-rychlé počítání, telekomunikce s ultravysokou kapacitou přenosu a analýza rychlých signálů. Optický „obvod“ může být podobný elektronickému – složený ze součástek jako jsou (optické) cívky, kondenzátory, paměti, atd. Tyto součástky zpravidla nemohou být založeny na stejných principech jako jejich elektronické protějšky, mj. i proto, že fotony – narozdíl od elektronů – nelze účinně „zastavit“. Například elektronický kondenzátor nahromadí („zastaví“) elektrony přivedené na jeho vstup, což z matematického hlediska představuje integraci signálu přivedeného na jeho vstup.

Ve spolupráci s kolegy z EMT-INRS z Quebecké University v Montrealu a COPL z Lavalovy Univerzity v Quebecu se nám podařilo experimentálně realizovat první optický časový integrátor, jenž je v podstatě obdobou kondenzátoru v elektronice. Součástka je realizována s pomocí speciální difrakční mřížky v optickém vlákně dopovaném erbiem a yterbiem. Kromě ověření základní funkce integrátoru jsme ukázali, že se dá použít – obdobně jako kondenzátor v elektronice - při konstrukci jednoduchého optického obvodu pro analogové řešení parciálních diferenciálních rovnic s konstantními koeficienty. Rychlost řešení je podstatně větší než v případě elektronických obvodů.

1. Slavík, R. - Park, Y. - Ayotte, N. - Doucet, S. - Ahn, T.-J.- Larochelle, S. - Azaña, J.: Photonic temporal integrator for all-optical computing. Optics Express. Sv. 16, č. 22 (2008) s. 18202-18214.
2. Slavík, R. - Park, Y. - Ayotte, N. - Doucet, S. - Ahn, T.-J.- Larochelle, S. - Azaña, J.: Photonic temporal integrator. Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO/QELS'08), San Jose, CA, U.S.A., paper CPDB3. May 2008 (postdeadline paper).