ОПТИЧЕСКИЙ НАНОСЕЛЕКТОР МИНИМАЛЬНОГО И МАКСИМАЛЬНОГО СИГНАЛОВ Российский патент 2012 года по МПК G06E3/00 B82B1/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в оптических наноустройствах обработки информации для выбора (селекции) минимального и максимального сигналов из совокупности оптических сигналов, подаваемых на его вход.

Известным оптическим селектором минимального сигнала является селектор минимального сигнала [А.с. №1223259, СССР, 1986. Селектор минимального сигнала / Соколов С.В. и др.], предназначенный для вычисления минимального сигнала из совокупности оптических сигналов, поданных на его вход. Селектор минимального сигнала содержит дифференциальные оптроны, входные оптические волноводы.

Существенные признаки аналога, общие с заявляемым устройством, следующие: оптические волноводы.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции, невозможность определения максимального сигнала сигналов из совокупности оптических сигналов, подаваемых на его вход, а также невозможность реализации устройства в наноразмерном исполнении.

Наиболее близким по техническому исполнению к заявленному устройству является оптический нанокомпаратор [патент №2357275, РФ. Оптический нанокомпаратор / Соколов С.В., Каменский В.В., 2009 г., БИ №15], содержащий входные и выходные оптические нановолноводы, телескопические нанотрубки, источник постоянного сигнала.

Существенные признаки прототипа, общие с заявляемым устройством, - телескопические нанотрубки, источник постоянного сигнала, входные оптические нановолноводы.

Недостатком прототипа является невозможность определения минимального и максимального сигналов из совокупности оптических сигналов, подаваемых на вход устройства.

Задачами изобретения являются создание оптического устройства, способного определять минимальный и максимальный сигналы из совокупности оптических сигналов, подаваемых на его вход, и формировать на выходах устройства оптические сигналы с интенсивностями, пропорциональными минимальному и максимальному сигналам, а также реализация устройства в наноразмерном исполнении.

Техническим результатом является расширение возможностей устройства за счет выполнения функций определения минимального и максимального сигналов из совокупности входных оптических сигналов и формирования на выходах устройства оптических сигналов с интенсивностями, пропорциональными минимальному и максимальному сигналам, при реализации устройства в наноразмерном исполнении.

Сущность изобретения состоит в том, что в оптический наноселектор минимального и максимального сигналов, содержащий телескопические нанотрубки, первый оптический источник постоянного сигнала, входные оптические нановолноводы, введены второй оптический источник постоянного сигнала, n+3 оптических n-выходных нановолноводных разветвителей, n+2 оптических n-входных нановолноводных объединителей, оптический трехвыходной нановолноводный разветвитель, оптический вычитающий наноблок, i-м входом оптического наноселектора минимального и максимального сигналов является вход i-го входного оптического нановолновода (i=1, 2,…, n), выход первого оптического источника постоянного сигнала подключен ко входу (n+3)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя, i-й выход которого оптически связан со входом i-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя, каждый i-й выход которого оптически связан с i-м входом i-го оптического n-входного нановолноводного объединителя, выход второго оптического источника постоянного сигнала подключен ко входу оптического трехвыходного нановолноводного разветвителя, первый выход которого подключен к первому входу оптического вычитающего наноблока, второй выход оптического трехвыходного нановолноводного разветвителя подключен ко входу (n+2)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя, третий выход оптического трехвыходного нановолноводного разветвителя подключен ко входу (n+1)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя, каждый i-ый выход которого имеет оптическую связь с i-м входом (n+1)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя, каждый i-ый выход (n+2)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя оптически связан с i-м входом (n+2)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя, i-я пара телескопических нанотрубок расположена между выходом i-го оптического n-входного нановолноводного объединителя и выходом i-го входного оптического нановолновода по оси распространения их выходных оптических сигналов таким образом, что в исходном положении внутренняя нанотрубка любой i-й пары телескопических нанотрубок разрывает оптическую связь между выходами (n+1)-го - оптического n-выходного нановолноводного разветвителя и соответствующими входами (n+1)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя и оптическую связь между выходами i-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя и соответствующими входами i-го оптического n-входного нановолноводного объединителя, при этом присутствует оптическая связь между выходами (n+2)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя и соответствующими входами (n+2)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя, а при крайнем левом положении внутренних нанотрубок всех пар телескопических нанотрубок присутствует оптическая связь между всеми выходами (n+1)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя и соответствующими входами (n+1)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя, при этом внутренняя нанотрубка любой i-й пары телескопических нанотрубок разрывает оптическую связь между выходами (n+2)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя и соответствующими входами (n+2)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя, но присутствует оптическая связь между выходами i-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя и соответствующими входами i-го оптического n-входного нановолноводного объединителя, выход (n+2)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя подключен ко второму входу оптического вычитающего наноблока, выход (n+1)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя является первым выходом устройства, а выход оптического вычитающего наноблока является вторым выходом устройства.

Заявленное устройство строится на основе оптических нановолноводов, варианты технического исполнения которых описаны в [Оптика наноструктур / Под редакцией А.В.Федорова: СПб.: «Недра», 2005 г.; Krenn J.R., Dereux A., 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].

Функциональная схема оптического наноселектора минимального и максимального сигналов показана на фигуре 1.

Оптический наноселектор минимального и максимального сигналов содержит:

- 1₁, 1₂,…,1_n - n входных оптических нановолноводов;

- 2₁ и 2₂ - первый и второй источники постоянного излучения (ИИ) с интенсивностями n² усл(овных) ед(иниц) и 3×n усл. ед. соответственно;

- 3₁, 3₂,…, 3_n, 3_n+1, 3_n+2, 3_n+3, - n+3 оптических нановолноводных n-выходных разветвителей;

- 4₁₁, 4₁₂, 4₂₁, 4₂₂,…, 4n₁, 4n₂ - n пар телескопических нанотрубок;

- 5₁, 5₂,…, 5_n, 5_n+1, 5_n+2 - n+2 оптических n-входных нановолноводных объединителей;

- 6 - оптический трехвыходной нановолноводный разветвитель;

- 7 - оптический вычитающий наноблок, который может быть реализован в виде оптического вычитающего наноустройства [патент №2364906, РФ. Оптическое вычитающее наноустройство / Соколов С.В., Каменский В.В., 2009 г, БИ №23].

Оптический наноселектор минимального и максимального сигналов имеет n входов, причем i-м входом является вход i-го входного оптического нановолновода 1_i (i=1, 2,…, n).

Выход первого ИИ 2₁ подключен ко входу (n+3)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_n+3, i-й выход которого оптически связан со входом i-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_i (i=1, 2,…, n). Каждый i-й выход i-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_i оптически связан с i-м входом i-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_i (i=1, 2,…, n). Направление распространения оптического сигнала с i-го выхода i-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_i на i-й вход i-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_i (i=1, 2,…, n) параллельно оси OZ (как показано на фигуре 1).

Выход второго ИИ 2₂ подключен ко входу оптического трехвыходного нановолноводного разветвителя 6, первый выход которого подключен к первому входу оптического вычитающего наноблока 7.

Второй выход оптического трехвыходного нановолноводного разветвителя 6 подключен ко входу (n+2)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_n+2.

Третий выход оптического трехвыходного нановолноводного разветвителя 6 подключен ко входу (n+1)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_n+1.

Каждый i-ый выход (n+1)-го оптического n-выходпого нановолноводного разветвителя 3_n+1 имеет оптическую связь с i-м входом (n+1)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_n+1 (i=1, 2,…, n). Направление распространения оптического сигнала с i-го выхода (n+1)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_n+1 на i-й вход (n+1)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_n+1 (i=1, 2,…, n) параллельно оси OY (как показано на фигуре 1).

Каждый i-ый выход (n+2)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_n+2 оптически связан с i-м входом (n+2)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_n+2 (i=1, 2,…, n). Направление распространения оптического сигнала с i-го выхода (n+2)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_n+2 на i-й вход (n+2)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_n+2 (i=1, 2,…, n) параллельно оси OY (как показано на фигуре 1).

Каждая i-ая пара телескопических нанотрубок 4_i1, 4_i2 расположена между выходом i-го входного оптического нановолновода 1_i и выходом i-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_i по оси распространения их выходных оптических сигналов (i=1, 2,…, n), которая параллельна оси ОХ (как показано на фигуре 1).

Под воздействием разности сил, обусловленных давлениями световых сигналов (разность оптических мощностей 1-5 ватт создает разность сил 5-15 нН), внутренняя нанотрубка 4_i1 i-й пары телескопических нанотрубок 4_i1, 4_i2 (i=1, 2,…,n) будет перемещаться в сторону оптического сигнала с меньшей интенсивностью (при этом необходимо иметь в виду, что минимально необходимая сила для перемещения нанотрубки составляет аттоньютоны [Multiwalled Carbon Nanotubes as Gigahertz Oscillators / Quanshui Zheng, Qing Jiang // Phys. Rev. Lett. 88, 045503. 28 January, 2002]).

В крайнем правом (исходном) положении любая внутренняя нанотрубка 4_i1 i-й пары телескопических нанотрубок 4_i1, 4_i2 разрывает оптическую связь между выходами (n+1)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_n+1 и соответствующими входами (n+1)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_n+1 и оптическую связь между выходами i-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_i и соответствующими входами i-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_i (i=1, 2,…, n).

При крайнем правом (исходном) положении всех внутренних нанотрубок 4₁₁, 4₂₁,…, 4_n1 пар телескопических нанотрубок 4₁₁, 4₁₂, 4₂₁, 4₂₂,…, 4_n1, 4_n2 присутствует оптическая связь между выходами (n+2)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_n+2 и соответствующими входами (n+2)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_n+2.

При крайнем левом положении всех внутренних нанотрубок 4₁₁, 4₂₁,…, 4_n1 пар телескопических нанотрубок 4₁₁, 4₁₂, 4₂₁, 4₂₂,…, 4_n1, 4_n2 присутствует оптическая связь между всеми выходами (n+1)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_n+1 и соответствующими входами (n+1)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_n+1.

При крайнем левом положении внутренняя нанотрубка 4_i1 i-й пары телескопических нанотрубок 4_i1, 4_i2 разрывает оптическую связь между выходами (n+2)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_n+2 и соответствующими входами (n+2)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_n+2 (i=1, 2,…, n). Также при крайнем левом положении внутренней нанотрубки 4_i1 i-й пары телескопических нанотрубок 4_i1, 4_i2 присутствует оптическая связь между выходами i-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_i и соответствующими входами i-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_i (i=1, 2,…, n).

Выход (n+2)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_n+2 подключен ко второму входу оптического вычитающего наноблока 7 (в соответствии с его описанием в […]). Выход (n+1)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_n+1 является первым выходом устройства (выход 1) - выходом, на котором формируется оптический сигнал с интенсивностью, пропорциональной минимальному оптическому сигналу из совокупности входных оптических сигналов. Выход оптического вычитающего наноблока 7 является вторым выходом устройства (выход 2) - выходом, на котором формируется оптический сигнал с интенсивностью, пропорциональной максимальному оптическому сигналу из совокупности входных оптических сигналов.

Работа устройства протекает следующим образом.

С выхода первого ИИ 2₁ оптический сигнал с интенсивностью n² усл. ед. поступает на вход (n+3)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_n+3, на каждом i-м выходе которого формируется оптический сигнал с интенсивностью n усл. ед. (i=1, 2,…, n). Этот оптический сигнал поступает на вход i-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_i, на каждом i-м выходе которого формируется оптический сигнал с интенсивностью 1 уел ед. (i=1, 2,…, n).

С выхода второго ИИ 2₁ оптический сигнал с интенсивностью 3×n усл. ед. поступает на вход оптического трехвыходного нановолноводного разветвителя 6, с первого выхода которого оптический сигнал с интенсивностью n усл. ед. поступает на первый вход оптического вычитающего наноблока 7. Со второго выхода оптического трехвыходного нановолноводного разветвителя 6 оптический сигнал с интенсивностью n усл. ед. поступает на вход (n+2)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_n+2, на каждом i-м выходе которого формируется оптический сигнал с интенсивностью 1 усл. ед. (i=1, 2,…, n). С третьего выхода оптического трехвыходного нановолноводного разветвителя 6 оптический сигнал с интенсивностью n усл.ед. поступает на вход (n+1)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_n+1, на каждом i-м выходе которого формируется оптический сигнал с интенсивностью 1 усл. ед. (i=1, 2,…, n).

В исходном состоянии (когда на входы оптического наноселектора минимального и максимального сигналов не подаются оптические сигналы) оптические сигналы с выходов (n+1)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_n+1 не пройдут на входы (n+1)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_n+1 (будут поглощаться), так как все внутренние нанотрубки 4₁₁, 4₂₁,…, 4_n1 n пар телескопических нанотрубок 4₁₁, 4₁₂, 4₂₁, 4₂₂,…, 4_n1, 4_n2 находятся в крайних правых положениях. Следовательно, на выходе 1 устройства оптический сигнал будет равен нулю.

Одновременно, при крайнем правом положении всех внутренних нанотрубок 4₁₁, 4₂₁,…, 4_n1 n пар телескопических нанотрубок 4₁₁, 4₁₂, 4₂₁, 4₂₂,…, 4_n1, 4_n2 оптические сигналы с выходов (n+2)-го оптического n-выходното нановолноводного разветвителя 3_n+2 поступают на входы (n+2)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_n+2, формируя на выходе последнего оптический сигнал с интенсивностью n усл. ед. Этот сигнал поступает на второй вход оптического вычитающего наноблока 7, работа которого описана в [патент №2 364 906, РФ. Оптическое вычитающее наноустройство / Соколов С.В., Каменский В.В., 2009 г., БИ №23]. Так как на первый вход оптического вычитающего наноблока 7 с первого выхода оптического трехвыходного нановолноводного разветвителя 6 поступает оптический сигнал также с интенсивностью n усл. ед., то на выходе оптического вычитающего наноблока 7 оптический сигнал будет равен нулю.

Пусть далее совокупность n оптических сигналов, интенсивность минимального из которых равна k усл. ед. (k<n), а интенсивность максимального из которых равна m усл. ед. (m≤n), подается на входы оптического наноселектора минимального и максимального сигналов - т.е. на входы входных оптических нановолноводов 1₁, 1₂,…, 1_n. Далее с выходов входных оптических нановолноводов 1₁, 1₂,…, 1_n эти оптические сигналы поступают на соответствующие внутренние нанотрубки 4₁₁, 4₂₁,…, 4_n1 n пар телескопических нанотрубок 4₁₁, 4₁₂, 4₂₁, 4₂₂,…, 4_n1, 4_n2.

Под действием сил давлений входных оптических сигналов внутренние нанотрубки 4₁₁, 4₂₁,…, 4_n1 n пар телескопических нанотрубок 4₁₁, 4₁₂, 4₂₁, 4₂₂,…, 4_n1, 4_n2 начнут перемещаться влево. По мере их перемещения влево будет появляться оптическая связь между выходами (n+1)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_n+1 и соответствующими входами (n+1)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_n+1.

Кроме того, по мере перемещения влево внутренней нанотрубки 4_i1 i-й пары телескопических нанотрубок 4_i1, 4_i2 будет появляться оптическая связь между выходами i-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_i и соответствующими входами i-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_i (i=1, 2,…, n).

При появлении оптической связи между 1-м, 2-м,…, k-м выходами i-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_i и 1-м, 2-м,…, k-м входами i-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_i на выходе последнего формируется оптический сигнал обратной связи с интенсивностью k усл. ед. (i=1, 2,…, n), поступающий на внутреннюю нанотрубку 4_i1 i-й пары телескопических нанотрубок 4_i1, 4_i2 (i=1, 2,…, n).

Допустим, что оптический сигнал с минимальной интенсивностью k усл. ед. поступает на i-ый вход, а оптический сигнал с максимальной интенсивностью m усл. ед. поступает на j-ый вход оптического наноселектора минимального и максимального сигналов.

Каждая внутренняя нанотрубка 4_s1 s-й пары телескопических нанотрубок 4_s1, 4_s2 по окончании переходного процесса (≈10^-9 с) прекратит свое движение влево и остановится (т.к. с двух сторон на нее будут действовать два одинаковых по интенсивности оптических сигнала - входной и обратной связи с выхода s-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_s (s=1, 2,…, n)). Положение внутренней нанотрубки 4_i1 i-й пары телескопических нанотрубок 4_i1, 4_i2 при этом окажется более правым, чем положения всех остальных внутренних нанотрубок 4₁₁, 4₂₁,…, 4_i-1,1, 4_i+1,1,…, 4_n1 n-1 пар телескопических нанотрубок 4₁₁, 4₁₂, 4₂₁, 4₂₂,…, 4_i-1,1, 4_i+1,2,…, 4_n1, 4_n2 (i=1, 2,…, n), ввиду наименьшей интенсивности i-го оптического сигнала, равной k усл. ед.

При этом будет присутствовать оптическая связь между 1-м, 2-м,…, k-м выходами (n+1)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_n+1 и 1-м, 2-м,…, k-м входами (n+1)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_n+1. Следовательно, на выходе (n+1)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_n+1 (на выходе 1 устройства) формируется оптический сигнал с интенсивностью k усл. ед., что соответствует интенсивности минимального оптического сигнала из совокупности оптических сигналов, подаваемых на вход селектора минимального и максимального сигналов.

Одновременно, положение внутренней нанотрубки 4_j1 j-й пары телескопических нанотрубок 4_j1, 4_j2 окажется более левым, чем положения всех остальных внутренних нанотрубок 4₁₁, 4₂₁,…, 4_j-1,1, 4_j+1,1,…, 4n₁ n-1 пар телескопических нанотрубок 4₁₁, 4₁₂, 4₂₁, 4₂₂,…, 4_j-1,1, 4_j+1,2,…, 4n₁, 4n₂ (j=1, 2,…, n), ввиду наибольшей интенсивности j -го оптического сигнала, равной m усл. ед.

При этом будет присутствовать оптическая связь между 1-м, 2-м,…, (n-m)-м выходами (n+1)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя 3_n+1 и 1-м, 2-м,…, (n-m)-м входами (n+1)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_n+1. Следовательно, на выходе (n+1)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя 5_n+1 формируется оптический сигнал с интенсивностью (n-m) усл. ед. Этот оптический сигнал поступает на второй вход оптического вычитающего наноблока 7 (работа которого описана в [патент №2364906, РФ. Оптическое вычитающее наноустройство / Соколов С.В., Каменский В.В., 2009 г., БИ №23]), на первом входе которого присутствует оптический сигнал с интенсивностью n усл. ед. Следовательно, на выходе оптического вычитающего наноблока 7 (на выходе 2 устройства) формируется оптический сигнал с интенсивностью (n-(n-m))=m усл. ед., что соответствует интенсивности максимального оптического сигнала из совокупности оптических сигналов, подаваемых на вход селектора минимального и максимального сигналов.

После прекращения подачи на вход оптического наноселектора минимального и максимального сигналов совокупности n оптических сигналов все внутренние нанотрубки займут крайнее правое (исходное) положение за счет давления оптических сигналов обратной связи. Оптический наноселектор минимального и максимального сигналов придет в исходное состояние.

Таким образом, оптический наноселектор минимального и максимального сигналов определяет минимальный и максимальный сигналы из совокупности оптических сигналов, подаваемых на его вход, и формирует на своих выходах оптические сигналы с интенсивностями, пропорциональными интенсивностям этих минимальных и максимальных сигналов.

Быстродействие оптического наноселектора минимального и максимального сигналов определяется массой внутренней нанотрубки (≈10^-15-10^-16 г), силой трения при ее движении (≈10^-10 н) и составляет ≈10^-9 с. Для существующих оптических систем обработки информации подобное быстродействие обеспечивает их функционирование практически в реальном масштабе времени.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в оптических наноустройствах обработки информации для селекции оптических сигналов. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет выполнения функций определения минимального и максимального сигналов из совокупности входных оптических сигналов. Оптический наноселектор содержит 2 оптических источника постоянного сигнала, n входных оптических нановолноводов, n пар телескопических нанотрубок, (n+3) оптических n-выходных нановолноводных разветвителей, (n+2) оптических n-входных нановолноводных объединителей, оптический трехвыходной нановолноводный разветвитель и оптический вычитающий наноблок. 1 ил.

Оптический наноселектор минимального и максимального сигналов, содержащий телескопические нанотрубки, первый оптический источник постоянного сигнала, входные оптические нановолноводы, отличающийся тем, что в него введены второй оптический источник постоянного сигнала, n+3 оптических n-выходных нановолноводных разветвителей, n+2 оптических n-входных нановолноводных объединителей, оптический трехвыходной нановолноводный разветвитель, оптический вычитающий наноблок, i-м входом оптического наноселектора минимального и максимального сигналов является вход i-го входного оптического нановолновода (i=1, 2,…, n), выход первого оптического источника постоянного сигнала подключен ко входу (n+3)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя, i-й выход которого оптически связан со входом i-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя, каждый i-й выход которого оптически связан с i-м входом i-го оптического n-входного нановолноводного объединителя, выход второго оптического источника постоянного сигнала подключен ко входу оптического трехвыходного нановолноводного разветвителя, первый выход которого подключен к первому входу оптического вычитающего наноблока, второй выход оптического трехвыходного нановолноводного разветвителя подключен ко входу (n+2)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя, третий выход оптического трехвыходного нановолноводного разветвителя подключен ко входу (n+1)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя, каждый i-й выход которого имеет оптическую связь с i-м входом (n+1)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя, каждый i-й выход (n+2)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя оптически связан с i-м входом (n+2)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя, i-я пара телескопических нанотрубок расположена между выходом i-го оптического n-входного нановолповодного объединителя и выходом i-го входного оптического нановолновода по оси распространения их выходных оптических сигналов таким образом, что в исходном положении внутренняя нанотрубка любой i-й пары телескопических нанотрубок разрывает оптическую связь между выходами (n+1)-го оптического n-выходного нановолноводпого разветвителя и соответствующими входами (n+1)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя и оптическую связь между выходами i-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя и соответствующими входами i-го оптического n-входного нановолноводного объединителя, при этом присутствует оптическая связь между выходами (n+2)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя и соответствующими входами (n+2)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя, а при крайнем левом положении внутренних нанотрубок всех пар телескопических нанотрубок присутствует оптическая связь между всеми выходами (n+1)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя и соответствующими входами (n+1)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя, при этом внутренняя нанотрубка любой i-й пары телескопических нанотрубок разрывает оптическую связь между выходами (n+2)-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя и соответствующими входами (n+2)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя, но присутствует оптическая связь между выходами i-го оптического n-выходного нановолноводного разветвителя и соответствующими входами i-го оптического n-входного нановолноводного объединителя, выход (n+2)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя подключен ко второму входу оптического вычитающего наноблока, выход (n+1)-го оптического n-входного нановолноводного объединителя является первым выходом устройства, а выход оптического вычитающего наноблока является вторым выходом устройства.