ОПТИЧЕСКИЙ НАНОСЧЕТЧИК Российский патент 2016 года по МПК G06E3/00 B82Y20/00 

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных машин и приемопередающих устройств.

Известным способом построения счетчика является последовательное соединение нескольких триггеров [Шило В.Н. Популярные цифровые микросхемы. Справочник. 1987].

Известным оптическим триггером является оптический триггер, состоящий из оптических волноводов и оптических бистабильных элементов [Патент №2020528, Россия, 1994. Оптический триггер / Соколов С.В.]. Недостатками данного устройства являются сложность и невозможность реализации в наноразмерном исполнении.

Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является оптический T-нанотриггер, содержащий источник постоянного оптического сигнала, оптический 5-выходной нановолоконный разветвитель, оптический 4-выходной нановолоконный разветвитель, четыре оптических нановолоконных Y-разветвителя, три пары телескопических нанотрубок, содержащих внутреннюю и внешнюю нанотрубки, пять оптических нановолокон [Патент №2416117, Россия, 2011. Оптический T-нанотриггер / Каменский В.В., Соколов С.В.].

Недостатками построения счетчика при последовательном соединении нескольких T-нанотриггеров является необходимость реализации большого количества нанотрубок (три на каждый разряд счетчика).

Заявленное устройство направлено на решение задачи подсчета количества входных оптических импульсов, а также задачи деления частоты входного сигнала как для когерентных, так и для некогерентных входных оптических сигналов с быстродействием, потенциально возможным для оптических процессорных схем, а также задачи наноразмерного исполнения устройства.

Поставленная задача возникает при разработке и создании оптических вычислительных наномашин или приемопередающих наноустройств, обеспечивающих обработку информации в тера- и гигагерцовом диапазонах.

Заявленное устройство строится на основе оптических нановолокон, 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].

Сущность изобретения состоит в том, что устройство содержит источник постоянного оптического сигнала, три пары телескопических нанотрубок, содержащих внутреннюю и внешнюю нанотрубки, 2N+2 оптических нановолокна, 2N+3 оптических нановолоконных Y-разветвителя, два оптических нановолоконных объединителя, оптический 2N+1-выходной нановолоконный разветвитель, счетным входом устройства является вход 2N+1 нановолокна, входом сброса устройства является вход 2N+1 оптического нановолоконного Y-разветвителя, выход источника постоянного оптического сигнала подключен к входу оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя, выходы от 1 до 2N оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя оптически связаны с входами оптических нановолоконных Y-разветвителей от 1 до 2N, выход 2N+1 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя подключен к входу оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+3, первый выход которого подключен к входу оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+2, второй выход оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+3 оптически связан с входом оптического нановолокна 2N+2, вторые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей от 1 до N оптически связаны с входами оптических нановолокон от N+1 до 2N, выходы оптических нановолокон от N+1 до 2N оптически связаны с входами второго оптического нановолоконного объединителя, вторые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до 2N оптически связаны с входами оптических нановолокон от 1 до N, выходы оптических нановолокон от 1 до N оптически связаны с входами первого оптического нановолоконного объединителя, второй выход оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+2 и вторые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до 2N являются поглощающими, телескопические нанотрубки первой пары расположены между выходами оптического нановолокна 2N+1 и первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+2 по оси распространения их выходных оптических сигналов, в крайнем левом положении внутренней нанотрубки первой пары оптические связи между выходами оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до 2N и входами оптических нановолокон от 1 до N отсутствуют, а оптические связи между выходами оптических нановолоконных Y-разветвителей от 1 до N и входами оптических нановолокон от N+1 до 2N присутствуют, в крайнем правом положении внутренней нанотрубки первой пары оптические связи между выходами оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до 2N и входами оптических нановолокон от 1 до N присутствуют, а оптические связи между выходами оптических нановолоконных Y-разветвителей от 1 до N и входами оптических нановолокон от N+1 до 2N отсутствуют, кроме этого оптическая связь между вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+3 и входом оптического нановолокна 2N+2 в крайнем правом положении внутренней нанотрубки первой пары присутствует, а в крайнем левом положении отсутствует, телескопические нанотрубки второй пары расположены между выходами первого оптического нановолоконного объединителя и первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+1 по оси распространения их выходных оптических сигналов, в положении «0» (крайнее левое) внутренней нанотрубки второй пары оптическая связь между выходами оптических нановолокон от 1 до N и входами первого нановолоконного объединителя присутствует, а оптические связи между выходами от 1 до N оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя, выходом 2N+2 оптического нановолокна и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей от 1 до N отсутствуют, в положении «1» внутренней нанотрубки второй пары оптическая связь между выходом 1 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входом оптического нановолоконного Y-разветвителя 1 присутствует, а оптическая связь между выходом оптического нановолокна 2N+2 и первым входом первого нановолоконного объединителя отсутствует, в положении «2» внутренней нанотрубки второй пары оптические связи между выходами 1 и 2 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей 1 и 2 присутствуют, а оптические связи между выходами оптического нановолокна 2N+2, 1 и первым входами первого нановолоконного объединителя отсутствуют, телескопические нанотрубки третьей пары расположены между выходами второго оптического нановолоконного объединителя и вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+1 по оси распространения их выходных оптических сигналов, в положении «0» (крайнее левое) внутренней нанотрубки третьей пары оптические связи между выходами оптических нановолокон от N+1 до 2N и входами второго оптического нановолоконного объединителя присутствуют, а оптические связи между выходами от N+1 до 2N оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до 2N отсутствуют, в положении «1» внутренней нанотрубки третьей пары оптическая связь между выходом N+1 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входом оптического нановолоконного Y-разветвителя N+1 присутствует, а оптическая связь между выходом оптического нановолокна N+1 и первым входом второго нановолоконного объединителя отсутствует, в положении «2» внутренней нанотрубки третьей пары оптическая связь между выходами N+1 и N+2 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей N+1 и N+2 присутствует, а оптическая связь между выходами оптических нановолокон N+1, N+2 и входами второго нановолоконного объединителя отсутствует, в положении «М» внутренней нанотрубки третьей пары оптические связи между выходами от N+1 до N+M оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до N+M присутствуют, а оптические связи между выходами оптических нановолокон от N+1 до N+M и входами второго нановолоконного объединителя отсутствуют, выходами устройства являются первые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей от 1 до N.

На чертеже представлена функциональная схема оптического наносчетчика.

Устройство состоит из источника постоянного оптического сигнала 1, 2N+2 оптических нановолокон 2_{i, i=1…2·N+2}, 2N+3 оптических нановолоконных Y-разветвителей 3_{i, i=1…2N+2}, шести телескопических нанотрубок 4_{i, i=1…6} (4₁, 4₃, 4₅ - внутренняя нанотрубка, 4₂, 4₄, 4₆ - внешняя нанотрубка), двух оптических нановолоконных объединителей 5_{i, i=1…2}, оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6.

Счетным входом «С» устройства является вход оптического нановолокна 2_2N+1. Входом сброса «R» устройства является вход оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+1. Выходами устройства Q₁…Q_N являются первые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей 3₁…3_N.

Выход источника постоянного оптического сигнала 1 подключен к входу оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6. Интенсивность источника постоянного оптического сигнала 1 составляет 2(2N+1) усл. ед.

Выходы от 1 до 2N оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 оптически связаны с входами оптических нановолоконных Y-разветвителей 3₁…3_2N. Выход 2Ν+1 оптического 2Ν+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 подключен к входу оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2ν+3, первый выход которого подключен к входу оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+2. Второй выход оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2Ν+3 оптически связан с входом оптического нановолокна 2_2Ν+2. Выход оптического нановолокна 2_2N+2 оптически связан с входом первого оптического нановолоконного объединителя 5₂.

Вторые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей 3₁…3_n оптически связаны с входами оптических нановолокон 2_N+1…2_2N. Выходы оптических нановолокон 2_N+1…2_2N оптически связаны с входами второго оптического нановолоконного объединителя 5₂.

Вторые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей 3_N+1…3_2N оптически связаны с входами оптических нановолокон 2₁…2_N. Выходы оптических нановолокон 2₁…2_Ν оптически связаны с входами оптического нановолоконного объединителя 5₁.

Второй выход оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+2 и вторые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей 3_N+1…3_2N являются поглощающими.

Телескопические нанотрубки 4₁, 4₂ расположены между выходами оптического нановолокна 2_2N+1 и первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителей 3_2N+2 по оси распространения их выходных оптических сигналов.

Световой поток с выхода оптического нановолокна 2_2N+1 воздействует на внутреннюю нанотрубку 4₁ с левой стороны, перемещая ее вправо, а световой поток с первого выхода оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+2 воздействует на внутреннюю нанотрубку 4₁ с правой стороны, перемещая ее влево.

Под воздействием разности давлений световых потоков (разность оптических мощностей 1-5 ватт создает разность давлений 5-15 нН), внутренняя нанотрубка 4₁ будет перемещаться в сторону оптического потока с меньшей интенсивностью (при этом необходимо иметь в виду, что минимально необходимое давление 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 левом положении внутренней нанотрубки 4₁ оптические связи между выходами оптических нановолоконных Y-разветвителей 3₁…3_N и входами оптических нановолокон 2_N+1…22_N присутствуют, а оптические связи между выходами оптических нановолоконных Y-разветвителей 3_Ν+1…3_2N и входами оптических нановолокон 2₁…2_Ν отсутствуют.

В крайнем правом положении внутренней нанотрубки 4₁ оптические связи между выходами оптических нановолоконных Y-разветвителей 3_Ν+1…3_2Ν и входами оптических нановолокон 2₁…2_Ν присутствуют, а оптические связи между выходами оптических нановолоконных Υ-разветвителей 3₁…3_Ν и входами оптических нановолокон 2_N+1…2_2N отсутствуют. Кроме этого оптическая связь между вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2Ν+3 и входом оптического нановолокна 2_2ν+2 в крайнем правом положении внутренней нанотрубки 4₁ присутствует, а в крайнем левом положении отсутствует.

Телескопические нанотрубки 4₃, 4₄ расположены между выходами оптического нановолоконного объединителя 5₁ и первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+1 по оси распространения их выходных оптических сигналов. Световой поток с выхода оптического нановолоконного объединителя 5₁ воздействует на внутреннюю нанотрубку 4₃ с левой стороны, перемещая ее вправо, а световой поток с первого выхода оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+1 воздействует на внутреннюю нанотрубку 4₃ с правой стороны, перемещая ее влево.

В положении «0» (крайнее левое) внутренней нанотрубки 4₃ оптическая связь между выходами оптических нановолокон 2₁…2_N, и входами нановолоконного объединителя 5₁ присутствует, а оптическая связь между выходами 1…N оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей 3₁…3_N отсутствует.

В положении «1» внутренней нанотрубки 4₃ оптическая связь между выходом 1 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 и входом оптического нановолоконного Y-разветвителя 3₁ присутствует, а оптическая связь между выходом оптического нановолокна 2_2N+2 и первым входом нановолоконного объединителя 5₁ отсутствует.

В положении «2» внутренней нанотрубки 4₃ оптические связи между выходами 1 и 2 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей 3₁…3₂ присутствуют, а оптические связи между выходами оптических нановолокон 2_2N+2, 2₁ и входами нановолоконного объединителя 5₁ отсутствует.

Телескопические нанотрубки 4₅, 4₆ расположены между выходами второго оптического нановолоконного объединителя 5₂ и вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+1 по оси распространения их выходных оптических сигналов. Световой поток с выхода второго оптического нановолоконного объединителя 5₂ воздействует на внутреннюю нанотрубку 4₅ с левой стороны, перемещая ее вправо, а световой поток со второго выхода оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+1 воздействует на внутреннюю нанотрубку 4₅ с правой стороны, перемещая ее влево.

В положении «0» (крайнее левое) внутренней нанотрубки 4₅ оптические связи между выходами оптических нановолокон 2_N+1…2_2N и входами оптического нановолоконного объединителя 5₂ присутствуют, а оптические связи между выходами N+1…2N оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей 3_N+1…3_2N отсутствуют.

В положении «1» внутренней нанотрубки 4₅ оптическая связь между выходом N+1 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 и входом оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_n+1 присутствует, а оптическая связь между выходом оптического нановолокна 2_Ν+1 и первым входом нановолоконного объединителя 5₂ отсутствуют.

В положении «2» внутренней нанотрубки 4₅ оптические связи между выходами N+1, N+2 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей 3_N+1, 3_N+2 присутствуют, а оптические связи между выходом оптического нановолокна 2_2n+1, 2_2n+2 и вторым входом второго нановолоконного объединителя 5₂ отсутствуют.

В положении «М» внутренней нанотрубки 4₅ оптические связи между выходами от N+1 до N+M оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до N+M присутствуют, а оптические связи между выходами оптических нановолокон от N+1 до N+M и входами второго нановолоконного объединителя отсутствуют.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом счета на вход сброса R подается оптический сигнал интенсивности 2 усл. ед. Оптический сигнал с входа R, пройдя через оптический нановолоконный Y-разветвитель 3_2N+1 и уменьшившись по интенсивности в два раза, переместит внутренние нанотрубки 4₃ и 4₅ в крайнее левое положение.

При подаче на вход С оптического сигнала интенсивности 0 усл. ед. внутренняя нанотрубка 4₁ переместится в крайнее левое положение под воздействием оптического сигнала интенсивностью 0,5 усл. ед. с выхода оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+2.

При подаче на вход С сигнала интенсивности 1 усл. ед. (первый импульс) внутренняя нанотрубка 4₁ переместится в крайнее правое положение (интенсивность сигнала слева больше, чем сигнала справа).

Оптический сигнал со второго выхода оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_2N+3 поступает на вход оптического нановолокна 2_2N+2 и далее поступает на вход оптического нановолоконного объединителя 5₁. С выхода оптического нановолоконного объединителя 5₁ оптический сигнал воздействует на внутреннюю телескопическую нанотрубку 4₃. Под действием давления светового потока внутренняя нанотрубка 4₃ будет перемещаться вправо. В результате внутренняя телескопическая нанотрубка 4₃ разорвет оптическую связь между выходом оптического нановолокна 2_2Ν+2 и входом оптического нановолоконного объединителя 5₁. Внутренняя телескопическая нанотрубка 4₃ остановится в положении «1».

Оптический сигнал с первого выхода оптического 2Ν+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 беспрепятственно проходит на вход оптического нановолоконного Y-разветвителя 3₁. Сигнал с первого выхода оптического нановолоконного Y-разветвителя 3₁ поступает на выход устройства Q₁.

При подаче на вход С сигнала интенсивности 0 усл. ед. внутренняя нанотрубка 4₁ переместится в крайнее левое положение.

Оптический сигнал с выхода 1 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6, пройдя оптический нановолоконный Y-разветвитель 3₁ поступает на вход оптического нановолокна 2_N+1 и далее поступает на вход оптического нановолоконного объединителя 5₂. С выхода оптического нановолоконного объединителя 5₂ оптический сигнал воздействует на внутреннюю телескопическую нанотрубку 4₅. Под действием давления светового потока внутренняя нанотрубка 4₅ будет перемещаться вправо. В результате внутренняя телескопическая нанотрубка 4₅ разорвет оптическую связь между выходом оптического нановолокна 2_Ν+1 и первым входом оптического нановолоконного объединителя 5₂. Внутренняя телескопическая нанотрубка 4₅ остановится в положении «1».

Оптический сигнал с выхода Ν+1 оптического 2Ν+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 беспрепятственно проходит на вход оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_Ν+1.

При подаче на вход C сигнала интенсивности 1 усл. ед. (второй импульс) внутренняя нанотрубка 4₁ переместится в крайнее правое положение.

Оптический сигнал с выхода N+1 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 через оптический нановолоконный Y-разветвитель 3_Ν+1 поступает на вход оптического нановолокна 2₁ и далее поступает на вход оптического нановолоконного объединителя 5₁. С выхода оптического нановолоконного объединителя 5₁ оптический сигнал воздействует на внутреннюю телескопическую нанотрубку 4₃. Под действием давления светового потока внутренняя нанотрубка 4₃ будет перемещаться вправо. В результате внутренняя телескопическая нанотрубка 4₃ разорвет оптическую связь между выходом оптического нановолокна 2₁ и входом оптического нановолоконного объединителя 5₁. Внутренняя телескопическая нанотрубка 4₃ остановится в положении «2».

При подаче на вход С сигнала интенсивности 0 усл. ед. внутренняя нанотрубка 4₁ переместится в крайнее левое положение.

Оптический сигнал с выхода 2 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 поступает на вход оптического нановолокна 2_N+2 и далее поступает на вход оптического нановолоконного объединителя 5₂. С выхода оптического нановолоконного объединителя 5₂ оптический сигнал воздействует на внутреннюю телескопическую нанотрубку 4₅. Под действием давления светового потока внутренняя нанотрубка 4₅ будет перемещаться вправо. В результате внутренняя телескопическая нанотрубка 4₅ разорвет оптическую связь между выходом оптического нановолокна 2_N+2 и входом оптического нановолоконного объединителя 5₂. Внутренняя телескопическая нанотрубка 4₅ остановится в положении «2».

Оптический сигнал с N+2-го выхода оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя 6 беспрепятственно проходит на вход оптического нановолоконного Y-разветвителя 3_N+2.

Каждый раз, при подаче на счетный вход «C» оптического сигнала интенсивности 1 усл. ед. внутренняя нанотрубка 4₃ будет перемещаться вправо на 1 шаг, а при подаче на счетный вход «C» оптического сигнала интенсивности 0 усл. ед. будет перемещаться вправо на 1 шаг внутренняя нанотрубка 4₅. Информация на выходах Q₁…Q_n изменяется по переднему фронту счетного импульса.

Таким образом, при поступлении счетных импульсов на вход C на выходах Q₁…Q_n, в последовательном коде, будет отображаться количество импульсов.

Простота данного оптического наносчетчика и возможность наноразмерного исполнения делают его весьма перспективным при разработке и создании оптических вычислительных наномашин и приемопередающих наноустройств.

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано в оптических устройствах обработки информации при разработке и создании оптических вычислительных машин и приемопередающих устройств. Заявленное устройство направлено на решение задачи подсчета количества входных оптических импульсов, а также задачи деления частоты входного сигнала как для когерентных, так и для некогерентных входных оптических сигналов с быстродействием, потенциально возможным для оптических процессорных схем, а также задачи наноразмерного исполнения устройства. Поставленная задача возникает при разработке и создании оптических вычислительных наномашин или приемопередающих наноустройств, обеспечивающих обработку информации в тера- и гигагерцовом диапазонах. Оптический наносчетчик состоит из источника постоянного оптического сигнала, 2N+2 оптических нановолокон, 2N+3 оптических нановолоконных Y-разветвителей, шести телескопических нанотрубок, двух оптических нановолоконных объединителей, оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя. Техническим результатом изобретения является возможность подсчета количества входных оптических импульсов и деления частоты входного сигнала как для когерентных, так и для некогерентных входных оптических сигналов с быстродействием, потенциально возможным для оптических процессорных схем, а также возможность наноразмерного исполнения устройства. 1 ил.

Оптический наносчетчик, содержащий источник постоянного оптического сигнала, три пары телескопических нанотрубок, содержащих внутреннюю и внешнюю нанотрубки, отличающийся тем, что в него введены 2N+2 оптических нановолокон, 2N+3 оптических нановолоконных Y-разветвителя, два оптических нановолоконных объединителя, оптический 2N+1-выходной нановолоконный разветвитель, счетным входом устройства является вход 2N+1 нановолокна, входом сброса устройства является вход 2N+1 оптического нановолоконного Y-разветвителя, выход источника постоянного оптического сигнала подключен к входу оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя, выходы от 1 до 2N оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя оптически связаны с входами оптических нановолоконных Y-разветвителей от 1 до 2N, выход 2N+1 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя подключен к входу оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+3, первый выход которого подключен к входу оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+2, второй выход оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+3 оптически связан с входом оптического нановолокна 2N+2, вторые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей от 1 до N оптически связаны с входами оптических нановолокон от N+1 до 2N, выходы оптических нановолокон от N+1 до 2N оптически связаны с входами второго оптического нановолоконного объединителя, вторые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до 2N оптически связаны с входами оптических нановолокон от 1 до N, выходы оптических нановолокон от 1 до N оптически связаны с входами первого оптического нановолоконного объединителя, второй выход оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+2 и вторые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до 2N являются поглощающими, телескопические нанотрубки первой пары расположены между выходами оптического нановолокна 2N+1 и первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+2 по оси распространения их выходных оптических сигналов, в крайнем левом положении внутренней нанотрубки первой пары оптические связи между выходами оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до 2N и входами оптических нановолокон от 1 до N отсутствуют, а оптические связи между выходами оптических нановолоконных Y-разветвителей от 1 до N и входами оптических нановолокон от N+1 до 2N присутствуют, в крайнем правом положении внутренней нанотрубки первой пары оптические связи между выходами оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до 2N и входами оптических нановолокон от 1 до N присутствуют, а оптические связи между выходами оптических нановолоконных Y-разветвителей от 1 до N и входами оптических нановолокон от N+1 до 2N отсутствуют, кроме этого оптическая связь между вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+3 и входом оптического нановолокна 2N+2 в крайнем правом положении внутренней нанотрубки первой пары присутствует, а в крайнем левом положении отсутствует, телескопические нанотрубки второй пары расположены между выходами первого оптического нановолоконного объединителя и первым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+1 по оси распространения их выходных оптических сигналов, в положении «0» (крайнее левое) внутренней нанотрубки второй пары оптическая связь между выходами оптических нановолокон от 1 до N и входами первого нановолоконного объединителя присутствует, а оптические связи между выходами от 1 до N оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя, выходом 2N+2 оптического нановолокна и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей от 1 до N отсутствуют, в положении «1» внутренней нанотрубки второй пары оптическая связь между выходом 1 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входом оптического нановолоконного Y-разветвителя 1 присутствует, а оптическая связь между выходом оптического нановолокна 2N+2 и первым входом первого нановолоконного объединителя отсутствует, в положении «2» внутренней нанотрубки второй пары оптические связи между выходами 1 и 2 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей 1 и 2 присутствуют, а оптические связи между выходами оптического нановолокна 2N+2, 1 и первым входами первого нановолоконного объединителя отсутствуют, телескопические нанотрубки третьей пары расположены между выходами второго оптического нановолоконного объединителя и вторым выходом оптического нановолоконного Y-разветвителя 2N+1 по оси распространения их выходных оптических сигналов, в положении «0» (крайнее левое) внутренней нанотрубки третьей пары оптические связи между выходами оптических нановолокон от N+1 до 2N и входами второго оптического нановолоконного объединителя присутствуют, а оптические связи между выходами от N+1 до 2N оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до 2N отсутствуют, в положении «1» внутренней нанотрубки третьей пары оптическая связь между выходом N+1 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входом оптического нановолоконного Y-разветвителя N+1 присутствует, а оптическая связь между выходом оптического нановолокна N+1 и первым входом второго нановолоконного объединителя отсутствует, в положении «2» внутренней нанотрубки третьей пары оптическая связь между выходами N+1 и N+2 оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей N+1 и N+2 присутствует, а оптическая связь между выходами оптических нановолокон N+1, N+2 и входами второго нановолоконного объединителя отсутствует, в положении «М» внутренней нанотрубки третьей пары оптические связи между выходами от N+1 до N+M оптического 2N+1-выходного нановолоконного разветвителя и входами оптических нановолоконных Y-разветвителей от N+1 до N+M присутствуют, а оптические связи между выходами оптических нановолокон от N+1 до N+M и входами второго нановолоконного объединителя отсутствуют, выходами устройства являются первые выходы оптических нановолоконных Y-разветвителей от 1 до N.