Оптический сумматор

 

Изобретение относится к оптическим логическим и вычислительным устройствам . Целью изобретения является упрощение конструкции сумматора.Цель .достигается вьшолнением блока ПЕРЕНОС сумматора в виде двух противофазно включенных на выходе интерферомет-- ров и выполнением узла компенсации фазы, соединяющего блок СУММА ПО МОД. 2 и блок ПЕРЕНОС, в виде фазового пространственного модулятора с оптическим управлением. 1 ил. ОЭ tm-d. 00СО 05

1 976 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) (g1) 4 G 02 F 3/00, G 06 F 7/56

Ф

В 3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ юФ а (1 %»

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3743158/31-25 (22) 08.05.84 (46) 23.06.87. Бюл. 11- 23 (71) Новороссийское высшее инженерное морское училище и Ленинградский институт точной механики и оптики (72) В.М.Денисов, Ю.Н.Матвеев и Е.Ф.Очин (53) 681.325.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(395984, кл. G 02 F 3/00,13.09.71

Авторское свидетельство СССР . В 767790, кл. G 02 F 3/00,25.04.77. (54) ОПТИЧЕСКИЙ CYMMATOP (57) Изобретение относится к оптическим логическим и вычислительным устройствам. Целью изобретения является упрощение конструкции сумматора. Цель достигается выполнением блока ПЕРЕНОС сумматора в виде двух противофазно включенных на выходе интерферомет-. ров и выполнением узла компенсации фазы, соединяющего блок СУММА ПО

МОД. 2 и блок ПЕРЕНОС, в виде фазового пространственного модулятора с оптическим управлением. 1 ил.

8976

10

1 131

Изобретение относится к области оптических логических устройств и может быть использовано н когереитнооптических вычислительных системах для обработки изображений, Целью изобретения является упрощение конструкции сумматора.

На чертеже изображена схема оптического сумматора.

Устройство содержит блок СУММА ПО

МОД. 2, выполненный на основе интерферометрической схемы, левое плечо которой образовано первым входом 1 и зеркалом 3, а второе плечо — вторым входом 2, зеркалами 4 и З,простран-ственный фазовый модулятор 5 с оптическим управлением и блок ПЕРЕНОС, выполненный в виде двух двухплечевых интерферометров. Первое плечо перво го интерферометра блока ПЕРЕНОС образовано входом 6, зеркалом 7, выходом модулятора 5, зеркалом 10, второе плечо первого интерферометра— входом 8, зеркалами 9 и 10. Разница оптических путей между .плечами первого интерферометра кратна В /2,.где ,1 — длина волны света. Первое плечо второго интерферометра образовано входом 1, зеркалами 11-14, второе плечо второго интерферометра блока

ПЕРЕНОС вЂ” входом 2 и зеркалом 14, Разница оптических путей первого и второго плеч второго интерферометра кратна Л . Выход первого интерферометра объединен с выходом второго интерферометра на зеркале 15, при этом оптический путь между выходами первого и второго интерферометров кратен A /2.

Входы 1 и 2 являются соответственно первым и вторым входами блока

СУММА ПО МОД.2. Выходом блока СУММА

ПО МОД.2 является выход зеркала 3 (не показан), оптически сопряженный с входом модулятора 5. Выходом блока СУММА ПО МОД 2 сумматора также служит выход 16 первого интерферометра. Выходом блока ПЕРЕНОС сумматора является выход 17, Указанные соотношения между оптическими путями интерферометров соблюдаются, например, при расстоянии между оптическими осями 18 и 19, равном (2n + 1)1/2, расстоянии между зеркалами 12 и 13, равном (2k+1)A/2, и расстоянии между зеркалами 9 и 10, равном m-k, где n, m u k — натуральные числа °

Устройство работает следующим образом.

На входы 1 и 2 н виде когерентных оптических потоков с одинаковой фазой поступают первое и второе пространственно-непрерывные бинарные изображения. Каждый из входных потоков делится соответственно зеркалами

11 и 4 на две составляющих. Первая составляющая второго потока суммируется в противофазе с первой составляющей первого потока на полупро рачном зеркале 3. Результирующий поток, вследствие этого, будет двухуровневым. При этом уровень "1" будет лишь и тех пространственных областях потока, где нет совпадения единицы исходных потоков. Конкретно, для сочетаний 00, 10, 01 и 11 (первым показан уровень первой составляющей второго потока) амплитуда света на зеркале 3 будет соответственно

0,1-1 и О.

Полученный поток после зеркала 3 попадает на вход фазового модулятора

5. На выходе модулятора 5 возникает двухуровневый геометрический рельеф, соответствующий амплитуде падающего светового потока, но не зависящий от его фазы. Для считывания рельефа используются дна опорных потока, по,даваемых в противофазе через входы

6 и 8. Первый опорный поток, отражаясь от поверхности модулятора 5, оказывается промодулированным по фазе. Его амплитуда постоянна, а фазе соответствуют дна значения.

На зеркале 9 оп суммируется в противофазе с опорным потоком, подаваемым через вход 8. Этим осуществляется преобразование фаэоной модуляции в амплитудную. Полученый результирующий поток является двухуровневым.

Конкретно, для сочетаний 00, 10, 01 и 11 (на входах 1 и 2 сумматора) амплитуда света на зеркале 10 составляет соответственно О, 1, 1, О.

Вторые составляющие первого и второго потоков (поступающих на входы

1 и 2 сумматора) суммируются в фазе на зеркале 14. Полученный поток является трехуровневым (О, 1, 1, 2 для сочетаний 00, 10, 01, 11).

На зеркале 15 происходит объединение потоков с выходов первого и второго интерферометров, Поскольку расстояние (оптический путь) между зеркалами 9 и 10 равно целому числу длин

Составитель В.Ежов

Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Редактор В.Данко

Заказ 2509/41

Тираж 521 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная,,4

3 13189 волн, а между зеркалами 10 и 15— нечетному числу длин полуволн, встреча потоков на зеркале 13 (идущих соответственно от зеркал 10 и 14) происходит в противофазе, В результате на выходе 17 реализуется значение амплитуды О, О, О, 2 (двухуровневый световой поток). После нормировки уровня на выходе блока ПЕРЕНОС (выход 17) реализуются значения 0,0,0,1 10 для сочетаний 00, 10, 01 и 11 на входах 1 и 2 сумматора.

В качестве выхода блока СУММА ПО

МОД.2 целесообразно использовать вход 16, если необходимо иметь пос- 15 тоянное значение выходного сигнала сумматора.

Формула изобретения

Оптический сумматор, включающий 20 в себя блок СУ1КА ПО МОД.2, оптически сопряженный через узел компенсации, фазы с блоком ПЕРЕНОС, о т л и ч а—

76 4 ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции сумматора, блок

ПЕРЕНОС выполнен в виде двух двухплечевых интерферометров, первый из которых имеет разницу оптических путей между плечами, кратную Я /2, а второй интерферометр — кратную Э, где Л длина волны света, узел компенсации фазы выполнен в виде пространственного фазового модулятора с оптическим управлением, вход которого совмещен с выходом блока СУММА ПО МОД.2, а выход модулятора — с входом первого интерферометра, при этом первый и второй входы второго интерферометра объединены соответственно с первым и вторым входами блока СУММА ПО МОД.2 а выход второго интерферометра, объединенный с выходом первого интерферометра, является выходом блока ПЕРЕНОС, причем оптический путь между выкодами первого и второго интерферометров кратен Л /2.