Оптический страничный преобразователь для оптоэлектронного запоминающего устройства

 

(19)SU(11)1148500(13)A1(51)  МПК ⁶    _G11C11/42(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина:

(54) ОПТИЧЕСКИЙ СТРАНИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ОПТОЭЛЕКТРОННОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Предлагаемое изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в оптоэлектронных запоминающих устройствах большой емкости для вычисления арифметических сумм. Известен оптоэлектронный страничный преобразователь для оптического запоминающего устройства, содержащий источник излучения, поляризационные светоделители и светообъединители, оптически управляемый транспарант, поляризационные управляемые транспаранты, оптический вентиль, переключатели поляризации, управляемые многоканальные светопереключатели, фотоприемные блоки, блоки формирования пучков и блок управления. Основным недостатком этого преобразователя является относительно невысокое быстродействие из-за того, что часть вычислений производится электронными элементами. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является оптический логический блок для оптоэлектронного запоминающего устройства, содержащий блок разведения изображений, переключатели поляризации, оптически управляемые многоканальные светопереключатели, поляризационный светообъединитель, блоки формирования пучков, фотоприемный блок и блок управления. Основным недостатком данного блока является невозможность арифметического сложения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей блока за счет обеспечения его работы в режиме выполнения арифметического сложения страниц информации. Указанная цель достигается тем, что в оптический страничный преобразователь для оптоэлектронного запоминающего устройства, содержащий блок разведения изображений, фотоприемный блок и блок управления, первый и второй выходы которого подключены соответственно к входам блока разведения изображений и фотоприемного блока, выход которого подключен к входу блока управления, введены блок сложения единиц, блок оптического преобразования единиц, блок оптического преобразования нулей, с первого по тринадцатый блоки оптической связи, блок сведения изображений и управляемый светопереключетель, причем первый и второй входы блока разведения изображений являются входами оптического страничного преобразователя, первый и второй выходы блока разведения изображений через соответственно первый и второй блоки оптической связи связаны с соответствующими входами блока сложения единиц, первый нулевой и первый единичный выходы которого через соответственно третий и четвертый блоки оптической связи связаны соответственно с первым нулевым и первым единичным входами блока оптического преобразования нулей, второй нулевой вход которого через пятый блок оптической связи связан с третьим выходом блока разведения изображений, четвертый и пятый выходы которого через соответственно шестой и седьмой блоки оптической связи связаны соответственно с первым единичным и первым нулевым входами блока оптического преобразования единиц, второй единичный и второй нулевой входы которого через соответственно восьмой и девятый блоки оптической связи связаны соответственно с вторым единичным и вторым нулевым выходами блока сложения единиц, единичный выход блока оптического преобразования единиц через десятый блок оптической связи связан с вторым единичным входом блока оптического преобразования нулей, выходы блока сложения единиц, блока оптического преобразования единиц и блока оптического преобразования нулей через соответственно одиннадцатый, двенадцатый и тринадцатый блоки оптической связи связаны соответственно с первым, вторым и третьим входами блока сведения изображений, выход которого связан с входом управляемого светопереключателя, первый выход которого является оптическим выходом оптического страничного преобразователя, а второй выход связан с оптическим входом фотоприемного блока, выходы блока управления с третьего по шестой подключены соответственно к блоку сложения единиц, блоку оптического преобразования единиц, блоку оптического преобразования нулей и управляемому светопереключателю. Блок сложения единиц содержит первый узел преобразования излучения, узлы формирования пучков с первого по шестой, первый и второй светоделители, первый узел фокусировки пучков, первый светообъединитель, первый оптически управляемый многоканальный светопереключатель, первый узел циклического переноса, первый и второй оптические вентили, оптически управляемый поляризационный транспарант, поляризационный светоделитель, причем вход узла преобразования излучения является первым входом блока сложения единиц, выход узла преобразования излучения через первый узел формирования пучков связан с входом первого светоделителя, первый выход которого через первый узел фокусировки пучков связан с первым входом первого светообъединителя, второй вход которого является вторым входом блока сложения единиц, выход первого светообъединителя через второй узел формирования пучков связан с входом первого оптически управляемого многоканального светопереключателя, первый выход которого через третий узел формирования пучков связан с первым входом первого оптического вентиля, второй вход которого через четвертый узел формирования пучков связан с вторым выходом первого светоделителя, первый выход первого оптического вентиля связан с входом второго светоделителя, первый и второй выходы которого являются соответственно первым и вторым нулевыми выходами блока сложения единиц, второй выход первого оптического вентиля через последовательно расположенные пятый узел формирования пучков, оптически управляемый поляризационный транспарант, шестой узел формирования пучков связан с входом поляризационного светоделителя, первый выход которого является выходом блока сложения единиц, второй вход поляризационного светоделителя связан с первым входом второго оптического вентиля, второй вход которого через первый узел циклического переноса связан с вторым выходом оптически управляемого многоканального светопереключателя, первый и второй выходы второго оптического вентиля являются соответственно первым и вторым единичными выходами блока сложения единиц. Блок оптического преобразования единиц содержит светообъединители с второго по шестой, второй и третий узлы преобразования излучения, узлы фокусировки пучков с второго по пятый, узлы формирования пучков с седьмого по девятый, оптически управляемый мультипликатор, второй узел циклического переноса, третий и четвертый светоделители, второй оптически управляемый многоканальный светопереключатель, причем первый и второй входы второго светообъединителя являются соответственно первым и вторым нулевыми входами блока оптического преобразования единиц, выход второго светообъединителя через последовательно расположенные второй узел преобразования излучения и второй узел фокусировки пучков связан с первым входом третьего светообъединителя, первый выход которого через седьмой узел формирования пучков связан с входом оптически управляемого мультипликатора, первый выход которого через третий узел фокусировки пучков связан с входом третьего светоделителя, первый выход которого через последовательно расположенные третий узел преобразования излучения и четвертый узел фокусировки пучков связан с первым входом четвертого светообъединителя, второй вход которого является первым единичным входом блока оптического преобразования единиц, выход четвертого светообъединителя через восьмой узел формирования пучков связан с входом второго оптически управляемого многоканального светопереключателя, выход которого является выходом блока оптического преобразования единиц, второй выход оптически управляемого мультипликатора через второй узел циклического переноса связан с входом четвертого светоделителя, первый выход которого через пятый узел фокусировки пучков связан с первым входом пятого светообъединителя, второй вход которого является вторым единичным входом блока оптического преобразования единиц, выход пятого светообъединителя связан с вторым входом третьего светообъединителя, второй выход четвертого светоделителя связан с первым входом шестого светообъединителя, второй вход которого через девятый узел формирования пучков связан с вторым выходом третьего светоделителя, выход шестого светообъединителя является единичным выходом блока оптического преобразования единиц. Блок оптического преобразования нулей содержит светообъединители с седьмого по девятый, четвертый узел преобразования излучения, шестой узел фокусировки пучков, десятый узел формирования пучков и третий оптически управляемый многоканальный светопереключатель, причем первый и второй входы седьмого светообъединителя являются соответственно первым и вторым единичными входами блока оптического преобразования нулей, выход седьмого светообъединителя через последовательно расположенные четвертый узел преобразования излучения и шестой узел фокусировки пучков связан с первым входом восьмого светообъединителя, второй вход которого связан с выходом девятого светообъединителя, первый и второй входы которого являются первым и вторым нулевыми входами блока оптического преобразования нулей, выход восьмого светообъединителя через десятый узел формирования пучков связан с входом третьего оптически управляемого многоканального светопереключателя, выход которого является выходом блока оптического преобразования нулей. Блок управления содержит генератор синхроимпульсов, формирователи управляющих сигналов с первого по шестой, узел разрядных усилителей-формирователей считывания, буферный накопитель и канал вывода, причем выходы генератора синхроимпульсов с первого по шестой подключены к входам формирователей управляющих сигналов соответственно с первого по шестой, седьмой выход генератора синхроимпульсов подключен к первому входу буферного накопителя, выход которого подключен к первому входу канала вывода, к второму входу которого подключен восьмой выход генератора синхроимпульсов, второй вход буферного накопителя подключен к выходу узла разрядных усилителей-формирователей считывания, вход которого является входом блока управления. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 приведена схема оптического страничного преобразователя для оптоэлектронного запоминающего устройства; на фиг. 2 - схема блока разведения изображений; на фиг. 3 - схема блока оптического преобразования двойных единиц; на фиг. 4 - схема блока оптического преобразования единиц; на фиг. 5 - схема блока оптического преобразования нулей; на фиг. 6 - схема блока управления. Оптический страничный преобразователь работает, например, совместно с оптоэлектронным запоминающим устройством (ОЗУ) со страничной структурой. Информация на выходе ОЗУ представлена в парафазном коде. Оптический страничный преобразователь содержит блок 1 разведения изображений, блоки оптической связи 2-6, блок 7 сложения единиц, блок 8 оптического преобразования единиц, блок 9 оптического преобразования нулей, блоки оптической связи 10-17, блок 18 сведения изображений, управляемый светопереключатель 19, фотоприемный блок 20, блок 21 управления. Блок 1 разведения изображений предназначен для разделения, размножения и направления на раздельные выходы блока изображений, содержащих в соответствующих разрядах обеих страниц операндов только единицы или только нули, а также арифметического сложения соответствующих разрядов страниц операндов, содержащих разноименные двоичные знаки, и направления полученных единиц также на отдельный выход блока. Блок 1 состоит из (фиг. 2): входного согласующего узла 22, оптически управляемого модулирующего узла 23, оптически управляющего узла 24, узла 25 оптической связи, узла 26 формирования пучков, поляризационного светоделителя 27, оптически управляемого модулирующего узла 28, узла 29 оптической связи, узла 30 формирования пучков, поляризационного светоделителя 31, светоделителей 32, 33, оптически управляемого модулирующего узла 34, узла 35 оптической связи, узла 36 формирования пучков, поляризационного светоделителя 37, отражателя 38, узла 39 фокусировки пучков, светообъединителя 40, коллимирующего узла 41, переключателя 42 поляризации, узла 43 фокусировки пучков, отражателя 44, узла формирования пучков 45. Входной согласующий узел 22 предназначен для преобразования пучков, отображающих страницу слагаемого и поступающих с ОЗУ на вход узла 22 под разными углами, в пучки, параллельные оптической оси узла, и фокусировки каждого пучка, отображающего двоичный знак, на вход узла 23. Узел 22 состоит из (фиг. 2) поляризационного светообъединительного куба, первый вход которого является входом узла 22, а второй вход через объектив связан с оптическим выходом лазера, на выходе куба последовательно расположены коллимирующий объектив, оптически управляемый транспарант, линзовый растр, в задней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив и два объектива, имеющие общую главную плоскость, причем первый из них и коллективный объектив расположены взаимно в фокальных плоскостях друг друга. Оптически управляемый транспарант может быть выполнен на основе жидких кристаллов или РРОМ-структуры. Оптически управляемый модулирующий узел 23 предназначен для изменения ориентации плоскости поляризации световых пучков, поступающих на него с узла 22, в соответствии с кодом информации, отображенным пучками, поступающими на узел 23 с узла 24. Узел 23 состоит из поляризационного светообъединительного куба, на выходе которого последовательно расположены линзовый растр и оптически управляемый поляризационный транспарант, причем в передней фокальной плоскости линзового растра установлен коллективный объектив. Оптически управляемый транспарант может быть выполнен на основе жидких кристаллов или РРОМ-структуры. Транспарант переключает на 90^о плоскость поляризации световых пучков, проходящих через те его ячейки, на которые поступают световые пучки от узла 24. Информация на транспаранте отображается в парафазном коде. Оптически управляющий узел 24 предназначен для преобразования оптических сигналов, поступающих на его вход с выхода ОЗУ в оптические сигналы, управляющие работой узлов 23, 28 и 35. Узел 24 состоит из поляризационного светообъединительного куба, первый вход которого является входом узла 24, а второй вход через объектив связан с оптическим выходом лазера, на выходе куба последовательно расположены первый коллимирующий объектив, оптически управляемый транспарант, фокусирующий объектив, поликубический мультипликатор на три выхода, на первом из которых установлен второй коллимирующий объектив, на втором выходе последовательно расположены третий коллимирующий объектив и первая маска, на третьем выходе последовательно установлены четвертый коллимирующий объектив и вторая маска. Оптически управляемый транспарант может быть выполнен на основе жидких кристаллов или РРОМ-структуры. Поликубический мультипликатор состоит из двух светоделительных кубов. Маски представляют собой фототрафареты, выполненные в виде растра непрозрачных полосок на прозрачном фоне. Первая маска блокирует позицию пучка, соответствующего двоичному знаку "0" в каждом парафазном знаке страницы информации, а вторая маска - позицию пучка, соответствующего двоичному знаку "1". Узел 25 оптической связи предназначен для передачи управляющих сигналов с узла 24 на вход узла 23. Узел 25 состоит из жгута волоконных световодов, на выходе которого последовательно установлены линзовый растр, в задней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив, и два объектива, имеющих общую главную плоскость, причем первый из них и коллективный объектив расположены взаимно в фокальных плоскостях друг друга. Узел 26 формирования пучков может быть выполнен из линзового растра, в задней фокальной плоскости которого установлен коллективный объектив, и двух объективов, имеющих общую главную плоскость, причем первый из них и коллективный объектив находятся в фокальных плоскостях друг друга. Поляризационный светоделитель 27 может быть выполнен в виде поляризационного светоделительного куба. Оптически управляемый модулирующий узел 28 аналогичен узлу 23. Узел 29 оптической связи аналогичен узлу 25. Узел 30 формирования пучков может быть выполнен из линзового растра, в задней фокальной плоскости которого установлен коллективный объектив. Поляризационный светоделитель 31 может быть выполнен в виде поляризационного светоделительного куба. Светоделители 32, 33 выполнены в виде светоделительных кубов. Оптически управляемый модулирующий узел 34 аналогичен узлу 23. Узел 35 оптической связи аналогичен узлу 25. Узел 36 формирования пучков может быть выполнен из линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив. Поляризационный светоделитель 37 может быть выполнен в виде поляризационного светоделительного куба. Отражатель 38 выполнен в виде поворотной призмы. Узел 39 фокусировки пучков состоит из двух объективов, имеющих общую главную плоскость. Светообъединитель 40 может быть выполнен в виде светоделительного куба. Коллимирующий узел 41 выполнен в виде объектива. Переключатель 42 поляризации переключает плоскость поляризации проходящих световых пучков на 90^о и может быть выполнен на основе жидких кристаллов или из кварцевой пластинки. Узел 43 фокусировки пучков выполнен в виде объектива. Отражатель 44 выполнен в виде поворотной призмы. Узел 45 формирования пучков состоит из двух объективов, имеющих общую главную плоскость. Блоки 2, 3, 4, 5, 6 оптической связи могут состоять из двух объективов, имеющих общую главную плоскость, или из последовательно расположенных первого и второго объективов, имеющих общую главную плоскость, линзового растра, в передней фокальной плоскости которого установлен первый коллективный объектив, находящийся с вторым объективом взаимно в фокальных плоскостях друг друга, жгута волоконных световодов, линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен второй коллективный объектив, и третьего и четвертого объективов, имеющих общую главную плоскость, причем третий объектив и второй коллективный объектив находятся взаимно в фокальных плоскостях друг друга. Блок 7 сложения единиц предназначен для арифметического сложения соответствующих разрядов страниц операндов, содержащих только парафазные двоичные единицы. Блок 7 состоит из (фиг. 3): узла 46 преобразования излучения, узла 47 формирования пучков, светоделителя 48, узла 49 формирования пучков, узла 50 фокусировки пучков, светообъединителя 51, узла 52 формирования пучков, оптически управляемого многоканального светопереключателя 53, узла 54 циклического переноса, узла 55 формирования пучков, оптического вентиля 56, светоделителя 57, узла 58 формирования пучков, оптически управляемого поляризационного транспаранта 59, узла 60 формирования пучков, поляризационного светоделителя 61, оптического вентиля 62. Узел 46 преобразования излучения служит для создания из входных пучков (за счет изменения их параметров, например, длины волны) пучков, управляющих работой оптически управляемых многоканального светопереключателя 53 и поляризационного транспаранта 59. Узел 46 состоит из поляризационного светообъединительного куба, первый вход которого является входом узла 46, а второй вход через первый объектив связан с оптическим выходом лазера, на выходе куба последовательно расположены второй объектив и оптически управляемый транспарант. Оптически управляемый транспарант может быть выполнен на основе жидких кристаллов или РРОМ-структуры. Узел 47 формирования пучков может быть выполнен из линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив. Светоделитель 48 может быть выполнен в виде светоделительного куба. Узел 49 формирования пучков состоит из последовательно расположенных первого и второго объективов, имеющих общую главную плоскость, линзового растра, в передней фокальной плоскости которого установлен первый коллективный объектив, находящийся с вторым объективом взаимно в фокальных плоскостях друг друга, жгута волоконных световодов, линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен второй коллективный объектив. Узел 50 фокусировки пучков состоит из двух объективов, имеющих общую главную плоскость. Светообъединитель 51 выполнен в виде поляризационного светоделительного куба. Узел 52 формирования пучков состоит из линзового растра, в передней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив. Оптически управляемый многоканальный светопереключатель 53 состоит из последовательно расположенных переключателя поляризации, оптически управляемого поляризационного транспаранта и узла смещения пучков. Переключатель поляризации поворачивает плоскость поляризации проходящих через него пучков на 45о и может быть выполнен из кварцевой пластины или на основе жидких кристаллов. Оптически управляемый поляризационный транспарант переключает на 45о плоскость поляризации световых пучков, проходящих через те ячейки транспаранта, на которые поступают управляющие световые пучки от узла 46. Узел смещения пучков может состоять из последовательно расположенных двух пластин двоякопреломляющих кристаллов (например, исландского шпата), ориентированных в противоположных направлениях, или из двух плоских поляризационных поликубических систем, ориентированных также в противоположных направлениях. В первой поликубической системе кубы расположены только в позициях, соответствующих световым пучкам, отображающим парафазные единицы, а во второй поликубической системе - в обеих позициях. Первая пластина (или поликубическая система) расщепляет световые пучки, прошедшие через каждую ячейку, транспаранта без переключения плоскости поляризации, на два пучка, имеющих ортогональную поляризацию и отображающих парафазные двоичные единицы в данном и ближайшем старшем разрядах. Эта же пластина (или поликубическая система) смещает световой пучок, прошедший через каждую ячейку транспаранта, с переключением плоскости поляризации в положение, в котором он отображает парафазную двоичную единицу только в ближайшем старшем разряде. Смещение первой пластиной (или поликубической системой) пучки проходят вторую пластину (или поликубическую систему) без изменений, а не смещенные пучки смещаются второй пластиной (или поликубической системой) в положение, в которых они отображают парафазные нули в этих же разрядах. Узел 54 циклического переноса предназначен для передачи световых пучков из позиций, в которых они отображают единицы переноса из старших разрядов страницы суммы операндов, полученной в блоке 7, на его выход, в позиции, в которых они соответствуют младшим разрядам страниц, обрабатываемых в блоках 8 и 9. Узел 54 может состоять из последовательно расположенных жгута волоконных световодов и линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив. Узел 55 формирования пучков состоит из линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив. Оптический вентиль 56 выполнен в виде поляризационного светоделительного куба. Светоделитель 57 выполнен в виде светоделительного куба. Узел 58 формирования пучков состоит из последовательно расположенных первого и второго объективов, имеющих общую главную плоскость, и линзового растра, в передней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив, находящийся с вторым объективом взаимно в фокальных плоскостях друг друга. Оптически управляемый поляризационный транспарант 59 переключает на 90^о плоскость поляризации световых пучков, проходящих через те ячейки транспаранта, на которые поступают управляющие световые пучки от узла 49. Транспарант может быть выполнен на основе жидких кристаллов или РРОМ-структуры. Узел 60 формирования пучков состоит из линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив. Поляризационный светоделитель 61 выполнен в виде поляризационного светоделительного куба. Оптический вентиль 62 выполнен в виде светоделительного куба. Блок 8 оптического преобразования единиц предназначен для арифметического сложения страницы парафазных единиц, поступающей с узла 45 блока 1, со страницей парафазных единиц переноса, поступающей на блок 8 с узла 62 блока 7. Блок 8 состоит из (фиг. 4): светообъединителя 63, узла 64 преобразования излучения, узла 65 фокусировки пучков, светообъединителя 66, узла 67 формирования пучков, оптически управляемого мультипликатора 68, узла 69 циклического переноса, светоделителя 70, узла 71 фокусировки пучков, светообъединителя 72, светообъединителя 73, узла 74 фокусировки пучков, светоделителя 75, узла 76 формирования пучков, узла 77 преобразования излучения, узла 78 фокусировки пучков, светообъединителя 79, узла 80 формирования пучков, оптически управляемого многоканального светопереключателя 81. Светообъединитель 63 может быть выполнен в виде поляризационного светообъединительного куба. Узел 64 преобразования излучения аналогичен узлу 46. Узел 65 фокусировки пучков может состоять из последовательно расположенных линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив, и двух объективов, имеющих общую главную плоскость, причем первый из них и коллективный объектив находятся взаимно в фокальных плоскостях друг друга. Светообъединитель 66 может быть выполнен в виде поляризационного светообъединительного куба. Узел 67 формирования пучков может состоять из линзового растра, в передней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив. Оптически управляемый мультипликатор 68 предназначен для размножения пучков, отображающих парафазные единицы переноса, и может состоять из трех линейчатых растров: поликубического, поляроидного и растра оптически управляемых поляризационных транспарантов. Линейки этих растров чередуются между собой и располагаются так, что каждая пара, состоящая из рядом расположенных поликубической линейки и линейки оптически управляемых поляризационных транспарантов, образует линейку парафазных ячеек мультипликатора, соответствующую парафазным знакам одного разряда страницы информации. В каждой такой парафазной ячейке мультипликатора светоделительный кубик поликубического растра предназначен для расщепления поступающего на него светового пучка, отображающего парафазную единицу, а транспарант при наличии на его управляемом входе пучка, отображающего парафазный нуль, предназначен для переключения плоскости поляризации пучка, проходящего через его боковую грань от кубика ближайшей парафазной ячейки младшего разряда мультипликатора на 90^о. Между торцовыми (боковыми) гранями парафазных линеек мультипликатора располагаются линейки поляроидного растра, предназначенные для блокирования пучков, распространяющихся между парафазными ячейками мультипликатора в случае прихода на транспарант ближайшей парафазной ячейки младшего разряда управляющего пучка, отображающего парафазный нуль. Кубик в каждой парафазной ячейке мультипликатора ориентирован так, что его боковой выход через поляроид связан с транспарантом парафазной ячейки ближайшего старшего разряда. Узел 69 циклического переноса предназначен для передачи световых пучков из позиций, в которых они отображают единицы переноса из старших разрядов мультипликатора 68 в позиции, в которых они соответствуют младшим разрядам страниц на выходе мультипликатора 68 и выходе блока 8. Узел 69 может состоять из последовательно расположенных жгута волоконных световодов и линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив. Светоделитель 70 может быть выполнен в виде светоделительного куба. Узел 71 фокусировки пучков может состоять из двух объективов, имеющих общую главную плоскость. Светообъединители 72, 73 могут быть выполнены в виде светообъединительных кубов. Узел 74 фокусировки пучков может состоять из последовательно расположенных линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив, и двух объективов, имеющих общую главную плоскость, причем первый из них и коллективный объектив находятся взаимно в фокальных плоскостях друг друга. Светоделитель 75 может быть выполнен в виде поляризационного светоделительного куба. Узел 76 формирования пучков может состоять из последовательно расположенных первого линзового растра, в передней фокальной плоскости которого расположен первый коллективный объектив, жгута волоконных световодов, второго линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен второй коллективный объектив, и двух объективов, имеющих общую главную плоскость, причем первый из этих объективов и второй коллективный объектив расположены в фокальных плоскостях друг друга. Узел 77 преобразования излучения аналогичен узлу 46. Узел 78 фокусировки пучков может состоять из последовательно расположенных линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив, и двух объективов, имеющих общую главную плоскость, причем первый из них и коллективный объектив расположены взаимно в фокальных плоскостях друг друга. Светообъединитель 79 может быть выполнен в виде поляризационного светообъединительного куба. Узел 80 формирования пучков может состоять из линзового растра, в передней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив. Оптически управляемый многоканальный светопереключатель 81 может состоять из последовательно расположенных оптически управляемого поляризационного транспаранта, узла смещения пучков и растра переключателей поляризации. Оптически управляемый поляризационный транспарант переключает на 90^о плоскость поляризации световых пучков, проходящих через те ячейки транспаранта, на которые поступают управляющие световые пучки от узла 77. Узел смещения пучков может быть выполнен в виде пластины двоякопреломляющего кристалла (например, исландского шпата) или плоской поликубической системы, состоящей из поляризационных светоделительных кубиков. Узел смещения пучков смещает световой пучок, прошедший через каждую ячейку транспаранта с переключением плоскости поляризации, в положение, в котором он отображает парафазный двоичный нуль. Растр переключателей поляризации обеспечивает одинаковую поляризацию пучков на выходе светопереключателя 81 и может быть выполнен из пластины кварца или на основе жидких кристаллов. Блок 9 оптического преобразования нулей предназначен для арифметического сложения страницы парафазных нулей, поступающей с узла 33 блока 1, со страницами парафазных единиц переноса, поступающими на блок 9 с узла 62 блока 7 и узла 73 блока 8. Блок 9 состоит из (фиг. 5): светообъединителя 82, узла 83 преобразования излучения, узла 84 фокусировки пучков, светообъединители 85, светообъединителя 86, узла 87 формирования пучков, оптически управляемого многоканального светопереключателя 88. Светообъединитель 82 может быть выполнен в виде светообъединительного куба. Узел 83 преобразования излучения аналогичен узлу 46. Узел 84 фокусировки пучков может состоять из последовательно расположенных линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив, и двух объективов, имеющих общую главную плоскость, причем первый из них и коллективный объектив находятся взаимно в фокальных плоскостях друг друга. Светообъединитель 85 может быть выполнен в виде поляризационного светообъединительного куба. Светообъединитель 86 может быть выполнен в виде светообъединительного куба. Узел 87 формирования пучков может состоять из линзового растра, в передней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив. Оптически управляемый многоканальный светопереключатель 88 предназначен для смещения пучков, отображающих парафазные нули, в положения, в которых они отображают парафазные единицы. Светопереключатель 88 может состоять, например, из последовательно расположенных оптически управляемого поляризационного транспаранта, узла смещения пучков и растра переключателей поляризации. Транспарант переключает на 90^о плоскость поляризации пучков, проходящих через те ячейки, на которые поступают управляющие пучки от узла 84. Узел смещения пучков может быть выполнен в виде пластины двоякопреломляющего кристалла (например, исландского шпата) или плоской поликубической системы, состоящей из поляризационных светоделительных кубиков. Узел смещения пучков смещает световой пучок, прошедший через каждую ячейку транспаранта с переключением плоскости поляризации, в положение, в котором он отображает парафазную единицу. Растр переключателей поляризации обеспечивает одинаковую поляризацию пучков на выходе светопереключателя 88 и может быть выполнен из пластины кварца или на основе жидких кристаллов. Блок 15 оптической связи может состоять из последовательно расположенных первого и второго объективов, имеющих общую главную плоскость, линзового растра, в передней фокальной плоскости которого расположен первый коллективный объектив, находящийся с вторым объективом взаимно в фокальных плоскостях друг друга, жгута волоконных световодов, линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен второй коллективный объектив, и третьего и четвертого объективов, имеющих общую главную плоскость, причем третий объектив и второй коллективный объектив находятся взаимно в фокальных плоскостях друг друга. Блоки 16, 17 оптической связи могут состоять из последовательно расположенных жгута волоконных световодов, линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив, и двух объективов, имеющих общую главную плоскость, причем первый из них и коллективный объектив находятся взаимно в фокальных плоскостях друг друга. Блок 18 сведения изображений предназначен для объединения изображений страниц результатов, полученных в блоках 7, 8, 9, в изображение страницы суммы операндов, поступивших на вход преобразователя. Блок 18 может состоять из двух светообъединительных кубов. Управляемый светопереключатель 19 может быть выполнен в виде поляризационного светоделительного куба, перед входной плоскостью которого расположен управляемый переключатель поляризации, который при подаче на него напряжения поворачивает плоскость поляризации проходящих пучков на 90^о. Фотоприемный блок 20 служит для считывания информации, представленной в парафазном ходе, и может быть выполнен в виде наборных или интегральных фотоприемных матриц. Блок 21 управления обеспечивает работу оптического страничного преобразователя и может состоять из генератора синхроимпульсов 89; формирователей управляющих сигналов 90, 91, 92, 93, 94, 95; узла разрядных усилителей-формирователей считывания 96; буферного накопителя 97 и канала вывода 98. Оптический страничный преобразователь работает следующим образом. Световые пучки, несущие страницы слагаемых, с выхода ОЗУ поступают на входы блока 1 разведения изображений. Пучки, переносящие первую страницу слагаемых, поступают на вход входного согласующего узла 22 и через его поляризационный светообъединительный куб и коллимирующий объектив на вход оптически управляемого транспаранта. По команде генератора 89 формирователь 90 подает управляющие напряжения на блок 1, и на транспаранте отображается первая страница слагаемых. Световой пучок от лазера через объектив, поляризационный светообъединительный куб, коллимирующий объектив освещает транспарант и модулируется им. Этот световой пучок параллелен оптической оси узла 22 и через его оптическую систему поступает на вход оптически управляемого модулирующего узла 23. В узле 23 световые пучки, переносящие первую страницу слагаемых, проходят поляризационный светообъединительный куб, коллективный объектив, линзовый растр и освещают оптически управляемый поляризационный транспарант. Световые пучки, несущие вторую страницу слагаемых, поступают на вход оптически управляемого узла 24 и через его поляризационный светообъединительный куб, первый коллимирующий объектив на вход оптически управляемого транспаранта, на котором и отображаются. Световой пучок от лазера через объектив, поляризационный светообъединительный куб, первый коллимирующий объектив освещает тот же транспарант и модулируется им. Прошедшие транспарант световые пучки параллельны оптической оси узла 24. Через фокусирующий объектив они поступают на мультипликатор, где размножаются и направляются через второй коллимирующий объектив на узел 25, третий коллимирующий объектив и первую маску на узел 29, четвертый коллимирующий объектив и вторую маску на узел 35. Световой пучок, переносящий второе слагаемое, через узел 25 поступает на управляемый вход узла 23, проходит поляризационный светообъединительный куб, коллективный объектив, линзовый растр, освещает транспарант и отображается на нем. Транспарант модулирует световой пучок, поступивший на него с узла 23. Те ячейки транспаранта, в которых отображенные парафазные знаки по величине совпадают с парафазными двоичными знаками в первой странице слагаемых, переключают плоскость поляризации проходящих световых пучков на 90^о. Поэтому эти световые пучки проходят через узел 26 формирования пучков, поляризационный светоделитель 27 и поступают на оптически управляемый модулирующий узел 28, который в соответствии с оптическим сигналом "простых" единиц, поступившим на его управляемый вход с узла 29, переключает плоскость поляризации световых пучков, переносящих парафазные единицы первой страницы слагаемых, на 90^о, а остальные пучки пропускает без изменений. Далее световые пучки проходят через узел формирования пучков 30 и расщепляются поляризационным светоделителем 31. Световые пучки, отображающие парафазные единицы, поступают на светоделитель 32, который направляет их к блокам 2 и 3, а пучки, отображающие парафазные нули, поступают на светоделитель 33, направляющий их к блокам 5 и 6. Те ячейки транспаранта узла 23, в которых отображенные парафазные двоичные знаки по величине не совпадают с парафазными двоичными знаками в первой странице слагаемых, пропускают световые пучки без переключения их плоскостей поляризации. Поэтому эти световые пучки проходят далее через узел 26 формирования пучков, поляризационный светоделитель 27 и поступают на оптически управляемый модулирующий узел 34, который в соответствии с оптическим сигналом "простых" нулей, поступившим на его управляемый вход с узла 35, переключает плоскость поляризации пучков, переносящих парафазные единицы первой страницы слагаемых, на 90^о, а остальные пучки пропускает без изменений. Поэтому далее световые пучки проходят узел 36 формирования пучков и поступают на поляризационный светоделитель 37, который разделяет их и направляет по двум каналам. Пучки, соответствующие парафазным единицам первой страницы операндов, проходят отражатель 38, узел 39 фокусировки пучков и поступают на вход светообъединителя 40. Пучки, соответствующие парафазным нулям первой страницы слагаемых, проходят коллимирующий узел 41, переключатель поляризации 42, узел 43 фокусировки пучков, отражатель 44 и поступают на другой вход светообъединителя 40. При этом отражатель 44 установлен так, чтобы световые пучки, прошедшие через него, отображали парафазные единицы. Таким образом, на входы светообъединителя 40 поступают пучки, отображающие только парафазные единицы. Далее световые пучки через узел 45 формирования пучков направляются на блок 4. По команде генератора 89 формирователь 91 подает управляющие напряжения на блок 7. С блока 2 световые пучки, отображающие парафазные единицы, поступают в узел 46 блока 7, в котором через первый вход поляризационного светообъединительного куба, второй объектив поступают на оптически управляемый транспарант и отображаются на нем. Световой пучок от лазера через первый объектив, второй вход поляризационного светообъединительного куба, второй объектив освещает транспарант и модулируется им. Этот световой пучок параллелен оптической оси узла 46 и направляется через узел 47 формирования пучков на светоделитель 48. Светоделитель 48 разделяет их и направляет по двум каналам: через узел 50 фокусировки пучков, светообъединитель 51, узел 52 формирования пучков на оптически управляемый многоканальный светопереключатель 53 (эти пучки являются управляющими для светопереключателя), а через узел 49 формирования пучков на оптический вентиль 56. В то же время световые пучки, отображающие парафазные единицы, от блока 3 через светообъединитель 51, узел 52 формирования пучков поступают также на светопереключатель 53. При этом светообъединитель 51 установлен таким образом, чтобы управляющие сигналы от узла 46 на светопереключателе 53 были смещены на один парафазный знак в сторону старших разрядов по отношению к информационным сигналам, поступающим с блока 3. Оптические сигналы парафазных единиц в страницах, поступающих на светопереключатель 53, расположены группами, между которыми оптические сигналы отсутствуют. Единичный сигнал младшего разряда каждой информационной группы преобразуется светопереключателем 53 в сигнал парафазного нуля, остальные единичные сигналы проходят без изменения, при этом образуется оптический сигнал парафазной единицы переноса из старшего разряда каждой группы. Оптические сигналы парафазных единиц переноса из старших разрядов информационной страницы через узел 54 циклического переноса, оптический вентиль 62 поступают на блоки 11 и 13 оптической связи. Остальные оптические сигналы через узел 55 формирования пучков поступают на оптический вентиль 56, в котором разделяются: оптические сигналы парафазных нулей направляются на светоделитель 57, направляющий их на блоки 10 и 12 оптической связи, а оптические сигналы парафазных единиц через узел 58 формирования пучков поступают на оптически управляемый поляризационный транспарант. На этот же транспарант поступают управляющие оптические сигналы с узла 49 через вентиль 56 и узел 58. Оптические сигналы парафазных единиц переноса из каждой группы информационной страницы проходят через транспарант 59 без изменений, и через узел 60 формирования пучков поступают на поляризационный светоделитель 61. Плоскость поляризации остальных пучков, проходящих транспарант 59, переключается на 90^о, и они также через узел 60 поступают на поляризационный светоделитель 61. Светоделитель 61 разделяет оптические сигналы единиц, направляя основные сигналы единиц на блок 15 оптической связи, а оптические сигналы единиц переноса через светоделитель 62 на блоки 11 и 13 оптической связи. По команде генератора 89 формирователь 92 подает управляющие напряжения на блок 8 оптического преобразования единиц. Оптические сигналы страниц нулей с блоков 1 и 7 соответственно через блоки 5 и 12 оптической связи поступают на входы светообъединителя 63 и с его выхода через узел 64 преобразования излучения, узел 65 фокусировки пучков, светообъединитель 66, узел 67 формирования пучков на оптически управляемый мультипликатор 68. Эти пучки служат управляющими сигналами для мультипликатора 68. На этот же мультипликатор 68 с блока 13 через светообъединители 72, 66, узел 67 поступают оптические сигналы переноса единиц, возникающие в блоке 7 сложения единиц. Эти сигналы единиц размножаются в мультипликаторе 68 на группы, соответствующие группам единиц в странице информации на выходе узла 45 блока 1 плюс парафазная единица переноса в младшем разряде каждого промежутка. При этом возникающие оптические сигналы парафазных единиц циклического переноса из старших разрядов страницы через узел 69 циклического переноса, светоделитель 70 поступают через светообъединитель 73 на блок 14 оптической связи, а через узел 71 фокусировки пучков, светообъединители 72, 66, узел 67 формирования пучков в младший разряд мультипликатора 68. С выхода мультипликатора 68 оптические сигналы через узел 74 фокусировки пучков поступают на поляризационный светоделитель 75 и разделяются в нем. Оптические сигналы парафазных единиц переноса направляются через узел 76 формирования пучков света, объединитель 73 на блок 14, а основные оптические сигналы через узел 77 преобразования излучения, узел 78 фокусировки пучков, светообъединитель 79, узел 80 формирования пучков на оптически управляемый многоканальный светопереключатель 81. Эти сигналы являются управляющими для светопереключателя 81. На этот же светопереключатель 81 через светообъединитель 79, узел 80 формирования пучков поступают сигналы парафазных единиц с блока 4. Оптические сигналы парафазных единиц, которые совпадают с управляемыми оптическими сигналами, поступившими на светопереключатель 81 с мультипликатора 68, преобразуются светопереключателем 81 в парафазные нули, а остальные не изменяются им. Пройдя светопереключатель 81, оптические сигналы поступают на блок 16 оптической связи. По команде генератора 89 формирователь 93 подает управляющие напряжения на блок 9 оптического преобразования нулей. Оптические сигналы страниц нулей с блоков 1 и 7 соответственно через блоки 6 и 10 оптической связи, поступают на входы светообъединителя 86 и с его выхода через светообъединитель 85, узел 87 формирования пучков на оптически управляемый многоканальный светопереключатель 88. На этот же светопереключатель 88 с блоков 11 и 14 через светообъединитель 82, узел 83 преобразования излучения, узел 84 фокусировки пучков, светообъединитель 85, узел 87 формирования пучков поступают оптические сигналы переноса единиц, возникающие соответственно в блоках 7 и 8. Эти сигналы являются управляющими для светопереключателя 81. Те оптические сигналы парафазных нулей, которые совпадают с управляющими оптическими сигналами, поступающими на светопереключатель 88 с узла 83, преобразуются светопереключателем 88 в парафазные единицы, а остальные не изменяются им. Пройдя светопереключатель 88, оптические сигналы поступают на блок 17 оптической связи. Страницы оптических сигналов с блоков 15, 16, 17 оптической связи поступают на блок 18 сведения изображений и объединяются им в единую выходную страницу оптических сигналов, отображающую сумму страниц слагаемых, поступивших на входы блока 1 разведения изображений. Эта страница суммы слагаемых либо через управляемый светопереключатель 19 поступает на оптический выход оптического страничного преобразователя, либо по команде генератора 89 формирователь 94 подает напряжение на светопереключатель 19 и он направляет выходные оптические сигналы на фотоприемный блок 20. По команде генератора 89 формирователь 95 подает управляющие напряжения на фотоприемный блок 20, и он считывает информацию, соответствующую арифметической сумме слагаемых. Эта информация через разрядные усилители-формирователи 96 считывания поступает в накопитель 97, из которого по сигналу генератора 89 направляется в канал вывода 98. Использование предлагаемого оптического страничного преобразователя в составе оптоэлектронного запоминающего устройства позволит расширить по сравнению с прототипом функциональные возможности по обработке хранимой в ОЗУ информации за счет вычисления арифметических сумм. Технико-экономические показатели данного преобразователя по сравнению с прототипом невозможно рассчитать из-за новизны преобразователя и отсутствия промышленного образца прототипа.

Формула изобретения

1. ОПТИЧЕСКИЙ СТРАНИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ОПТОЭЛЕКТРОННОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА, содержащий блок разведения изображений, фотоприемный блок и блок управления, первый и второй выходы которого подключены соответственно к входам блока разведения изображений и фотоприемного блока, выход которого подключен к входу блока управления, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя за счет выполнения арифметического сложения информации, в преобразователь введены блок сложения единиц, блок оптического преобразования единиц, блок оптического преобразования нулей, блоки оптической связи с первого по тринадцатый, блок сведения изображений и управляемый светопереключатель, причем первый и второй входы блока разведения изображений являются входами оптического страничного преобразователя, первый и второй выходы блока разведения изображений через соответственно первый и второй блоки оптической связи связаны с соответствующими входами блока сложения единиц, первый нулевой и первый единичный выходы которого через соответственно третий и четвертый блоки оптической связи связаны соответственно с первым нулевым и первым единичным входами блока оптического преобразования нулей, второй нулевой вход которого через пятый блок оптической связи связан с третьим выходом блока разведения изображений, четвертый и пятый выход которого через соответственно шестой и седьмой блоки оптической связи связаны соответственно с первым единичным и первым нулевым входами блока оптического преобразования единиц, второй единичный и второй нулевой входы которого через соответственно восьмой и девятый блоки оптической связи связаны соответственно с вторым единичным и вторым нулевым выходами блока сложения единиц, единичный выход блока оптического преобразования единиц через десятый блок оптической связи связан с вторым единичным входом блока оптического преобразования нулей, выходы соответственно блока сложения единиц, блока оптического преобразования единиц и блока оптического преобразования нулей через одиннадцатый, двенадцатый и тринадцатый блоки оптической связи связаны соответственно с первым, вторым и третьим входами блока сведения изображений, выход которого связан с входом управляемого светопереключателя, первый выход которого является оптическим выходом оптического страничного преобразователя, а второй выход связан с оптическим входом фотоприемного блока, выходы блока управления с третьего по шестой подключены соответственно к блоку сложения единиц, блоку оптического преобразования единиц, блоку оптического преобразования нулей и управляемому светопереключателю. 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что блок сложения единиц содержит первый узел преобразования излучения, узлы формирования пучков с первого по шестой, первый и второй светоделители, первый узел фокусировки пучков, первый светообъединитель, первый оптический управляемый многоканальный светопереключатель, первый узел циклического переноса, первый и второй оптические вентили, оптически управляемый поляризационный транспарант, поляризационный светоделитель, причем вход узла преобразования излучения является первым входом блока сложения единиц, выход узла преобразования излучения через первый узел формирования пучков связан с входом первого светоделителя, первый выход которого через первый узел фокусировки пучков связан с первым входом первого светообъединителя, второй вход которого является вторым входом блока сложения единиц, выход первого светообъединителя через второй узел формирования пучков связан с входом первого оптически управляемого многоканального светопереключателя, первый выход которого через третий узел формирования пучков связан с первым входом первого оптического вентиля, второй вход которого через четвертый узел формирования пучков связан с вторым выходом первого светоделителя, первый выход первого оптического вентиля связан с входом второго светоделителя, первый и второй выходы которого являются соответственно первым и вторым нулевыми выходами блока сложения единиц, второй выход первого оптического вентиля через последовательно расположенные пятый узел формирования пучков, оптически управляемый поляризационный транспарант и шестой узел формирования пучков связан с входом поляризационного светоделителя, первый выход которого является выходом блока сложения единиц, второй выход поляризационного светоделителя связан с первым входом второго оптического вентиля, второй вход которого через первый узел циклического переноса связан с вторым выходом оптически управляемого многоканального светопереключателя, первый и второй выходы второго оптического вентиля являются соответственно первым и вторым единичными выходами блока сложения единиц. 3. Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что блок оптического преобразования единиц содержит светообъединители с второго по шестой, второй и третий узлы преобразования излучения, узлы фокусировки пучков с второго по пятый, узлы формирования пучков с седьмого по девятый, оптически управляемый мультипликатор, второй узел циклического переноса, третий и четвертый светоделители, второй оптически управляемый многоканальный светопереключатель, причем первый и второй входы второго светообъединителя являются соответственно первым и вторым нулевыми входами блока оптического преобразования единиц, выход второго светообъединителя через последовательно расположенные второй узел преобразования излучения и второй узел фокусировки пучков связан с первым входом третьего светообъединителя, первый выход которого через седьмой узел формирования пучков связан с входом оптически управляемого мультипликатора, первый выход которого через третий узел фокусировки пучков связан с входом третьего светоделителя, первый выход которого через последовательно расположенные третий узел преобразования излучения и четвертый узел фокусировки пучков связан с первым входом четвертого светообъединителя, второй вход которого является первым единичным входом блока оптического преобразования единиц, выход четвертого светообъединителя через восьмой узел формирования пучков связан с входом второго оптически управляемого многоканального светопереключателя, выход которого является выходом блока оптического преобразования единиц, второй выход оптически управляемого мультипликатора через второй узел циклического переноса связан с входом четвертого светоделителя, первый выход которого через пятый узел фокусировки пучков связан с первым входом пятого светообъединителя, второй вход которого является вторым единичным входом блока оптического преобразования единиц, выход пятого светообъединителя связан с вторым входом третьего светообъединителя, второй выход четвертого светоделителя связан с первым входом шестого светообъединителя, второй вход которого через девятый узел формирования пучков связан с вторым выходом третьего светоделителя, выход шестого светообъединителя является единичным выходом блока оптического преобразования единиц. 4. Преобразователь по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что блок оптического преобразования нулей содержит светообъединители с седьмого по девятый, четвертый узел преобразования излучения, шестой узел фокусировки пучков, десятый узел формирования пучков и третий оптически управляемый многоканальный светопереключатель, причем первый и второй входы седьмого светообъединителя являются соответственно первым и вторым единичными входами блока оптического преобразования нулей, выход седьмого светообъединителя через последовательно расположенные четвертый узел преобразования излучения и шестой узел фокусировки пучков связан с первым входом восьмого светообъединителя, второй вход которого связан с выходом девятого светообъединителя, первый и второй входы которого являются первым и вторым нулевыми входами блока оптического преобразования нулей, выход восьмого светообъединителя через десятый узел формирования пучков связан с входом третьего оптически управляемого многоканального светопереключателя, выход которого является выходом блока оптического преобразования нулей. 5. Преобразователь по пп. 1 - 4, отличающийся тем, что блок управления содержит генератор синхроимпульсов, формирователь управляющих сигналов с первого по шестой, узел разрядных усилителей-формирователей считывания, буферный накопитель и канал вывода, причем выходы с первого по шестой генератора синхроимпульсов подключены к входам формирователей управляющих сигналов соответственно с первого по шестой, седьмой выход генератора синхроимпульсов подключен к первому входу буферного накопителя, выход которого подключен к первому входу канала вывода, к второму входу которого подключен восьмой выход генератора синхроимпульсов, второй вход буферного накопителя подключен к выходу узла разрядных усилителей-формирователей считывания, вход которого является входом блока управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6