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2026-01-22T05:08:06Z

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{{Dieser Artikel|behandelt den technischen Begriff; AOFF ist als Abkürzung auch gebräuchlich für das [[Archiv ostdeutscher Familienforscher]].}}

{{QS-Informatik|Knacknüsse=ja}}
'''AOFF''' ist die Abkürzung für ''All-Optical [[Flipflop|Flip-Flops]]'' und ist ein technischer Begriff aus der [[Informatik]]. Er bezeichnet die Technik, Informationen [[Photonik|photonisch]] zu speichern, ohne die Lichtsignale vorher in elektrische Signale umzuwandeln.

Neben der Kommunikationstechnik mit der Lichtübertragung auf Lichtwellenleitern und den dafür erforderlichen analogen optischen Komponenten, beschäftigt sich die Photonik auch mit der Entwicklung von digitalen optischen Logikschaltungen wie dem All Optical Flip Flop (AOFF).

Aus AOFFs können dann optische RAMs gebaut werden, vorausgesetzt die optische Technik kann in [[Integrierte Optik|optischen integrierten Schaltungen]] (OIC) realisiert werden.<ref>{{Internetquelle | autor= | titel=all optical flip flop (photonics) (AOFF) | url=https://www.itwissen.info/all-optical-flip-flop-photonics-AOFF.html | werk=IT-Wissen| zugriff=2024-05-23}}</ref>

Seit geraumer Zeit wird daher in der Photonik intensiv an „All-Optical Flip-Flops“ (AOFFs) gearbeitet. Das Ziel sind rein optisch arbeitende bistabile Kippschaltungen, die nach demselben Prinzip wie elektronische [[Flipflop]]s funktionieren: Ähnlich wie die Vorbilder in der Elektronik sollten AOFFs integrationsfähig und skalierbar sein, damit beim Zusammenfügen zu Speichern hoher Kapazität keine neuen Hindernisse auftreten und aus einzelnen Zellen ein Optisches Random Access Memory (Optical RAM) aufgebaut werden kann.<ref name = R.Siet">{{Internetquelle | autor=Richard Sietmann | titel=Opto-RAM | url=https://www.heise.de/ct/artikel/Opto-RAM-925700.html | werk=[[c’t]] magazin |datum=2010-03-12| zugriff=2010-05-21}}</ref>

== Funktionsweise ==

Bei AOFF werden [[bistabil]]e Effekte in aktiven und passiven Elementen ausgenutzt. Ein AOFF ist eine rein optisch arbeitende bistabile Kippschaltung, die funktional dem elektrischen Flipflop entspricht. Beim optischen Flipflop schaltet ein Lichtimpuls die Kippschaltung von einem stabilen Zustand in einen zweiten. Der einmal erreichte Zustand bleibt solange erhalten, bis ein weiterer Lichtimpuls die Kippschaltung wieder in den ersten stabilen Zustand schaltet. Ein geeigneter Eingangsimpuls bewirkt das „Kippen“ in einen der beiden stabilen Zustände – und dieser wird solange beibehalten, bis ein Impuls auf dem zweiten Eingang das Kippen in den anderen Zustand herbeiführt.<ref name = R.Siet" />

== Realisierungsansätze ==
Eine Reihe unterschiedlicher Ansätze wurden bereits vorgeschlagen oder demonstriert, die Effekte der optischen Bistabilität<ref>''Lexikon der Optik'': [https://www.spektrum.de/lexikon/optik/optische-bistabilitaet/2283 ''Optische Bistabilität'']</ref> in aktiven und passiven optischen Komponenten wie [[Laserdiode]]n, [[Optischer Verstärker#Halbleiterlaserverstärker (SOA)|Halbleiterlaserverstärker]]n (SOAs) oder Mikroring-Resonatoren ausnutzen. Leistungsparameter sind die benötigte Zellfläche, die Schaltenergie pro Bit sowie die Schaltgeschwindigkeit, die sich in den meisten Fällen als problematisch erweisen. Einer der kleinsten AOFFs, die bisher zu einer photonisch integrierten Schaltung auf einem Chip integriert wurden, besteht aus zwei gekoppelten Ringlasern<ref>''Lexikon der Optik'': [https://www.spektrum.de/lexikon/optik/ringlaser/2852 ''Ringlaser'']</ref> von je 16 µm Durchmesser und der Flipflop nimmt eine Zellfläche von 40 × 18 µm² (Quadratmikrometer) in Anspruch.<ref name = R.Siet"/>

== Literatur ==
* Shlomi Dolev, Mihai Oltean (Hrsg.): ''Optical Supercomputing.'' Springer Verlag, Berlin/Heidelberg 2009, ISBN 978-3-642-10441-1.
* {{Literatur
| Autor=[[Govind P. Agrawal]]
| Titel= Fiber-Optic Communication Systems
|Verlag = John Wiley & Sons Inc.
|Auflage = 3
| Datum=2002
| ISBN= 0-471-21571-6
| Online=https://gctjaipur.wordpress.com/wp-content/uploads/2015/08/fiber-optic-communication-systems.pdf
}}

== Weblinks ==
* {{Internetquelle | autor=Eduward Tangdiongga et al. | titel=Optical Flip-Flop Based on Two-Coupled Mode-Locked Ring Lasers | url=https://alexandria.tue.nl/openaccess/Metis163565.pdf | zugriff=2010-10-10 | sprache=en | format=PDF; 134 kB }}
* {{Internetquelle | autor=Liu Liu et al. | titel=An ultra-small, low-power, all-optical flip-flop memory on a silicon chip | url=https://www.nature.com/nphoton/journal/v4/n3/full/nphoton.2009.268.html | zugriff=2011-03-10 | sprache=en}} [[doi:10.1038/nphoton.2009.268]]
* {{Internetquelle | autor=Alexoudi, T., Kanellos, G.T. & Pleros N. | titel=Optical RAM and integrated optical memories: a survey |werk=[[Light: Science & Applications|Light Sci Appl]]|url=https://www.nature.com/nphoton/journal/v4/n3/full/nphoton.2009.268.html |datum= 2020-05-25| abruf = 2024-05-23 | sprache=en}} [[doi:10.1038/s41377-020-0325-9]]
* {{Literatur
|Autor= A. Dorsel und P. Meystre,
| Titel= Optische Bistabilitat: Ein Weg zum optischen Computer?
|Sammelwerk = [[Physikalische Blätter]]
|Band = 40
|Nummer = 6
| Datum=1984
| Online=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/phbl.19840400605
}}
* {{Literatur
|Autor= Payman Behnam und Mahdi Nazm Bojnord
| Titel= Optical Random Access Memory
| Datum=2019-10-11
| Online=https://www.sigarch.org/optical-random-access
}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Speichertechnologie]]
[[Kategorie:Optische Nachrichtentechnik]]
[[Kategorie:Abkürzung]]

AOFF - Versionsgeschichte

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