Оптическое матричное вычислительное устройство

 

Изобретение Относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано в оптических вычислительных машинах при выполнении операции обращения матриц. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет возможности реализации обращения матриц. Поставленная цель достигается путем охвата оптического уст-, ройства перемножения матриц оптической обратной связью, причем параллельное выполнение всех операций позволяет достичь высокого быстродействия. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з 6 06 Е 3/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 ) 4877165/24 (2 ) 23.10.90 (4 ) 15.03.93. Бюл. N 10 (7 ) С.В.Соколов и С,M.oãðåá (5 Авторское свидетельство СССР

N 1226498, кл. G 08 Е 3/00 1984, Авторское свидетельство СССР

N. 640330, кл. G 06 Е 3/00, 1976. (5 ) ОПТИЧЕСКОЕ МАТРИЧНОЕ ВЫЧИСJl ТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (51) Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может

Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может бысть использовано в оптических вычислительных машинах при выполнении операци обращения матриц.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет реализации обращения матриц.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник излуче; ни 1, оптический разветвитель 2 с отве влениями 21 — 2Б, вычислительные тр нспаранты 31-3э, три анаморфотных звена 4l 43, матричный (многоэлементный) фотойриемник 5, матричный усилитель 6, матрицу управляемых источников света (УИС) 7.

Для удобства последующего описания введена условная система координат OXYZ.

Ответвления 21-2Б оптического разветвителя 9 представляют собой группы из N x N неуправляемых направленных ответвите,,5U„., 1802367A1 быть использовано в оптических вычислительных машинах при выполнении операции обращения матриц. Цель изобретения— расширение функциональных воэможностей за счет воэможности реализации обращения матриц. Поставленная цель достигается путем охвата оптического уст-. ройства перемножения матриц оптической обратной связью, причем параллельное выполнение всех операций позволяет достичь высокого быстродействия. 1 ил. лей (оптических волокон), схема разветвления которых показана на чертеже.

Транспаранты 3)-Зз выполнены неуправляемыми, например, из фотопластины или фотопленки с заданной функцией про- а пускания в плоскости OYX. На транспаранты 3>, 33 записаны изображения единичной матрицы 1, на транспарант 32 — изображение матрицы А. СО

Устройство и работа анаморфотных С) звеньев (АЗ) 4 -4з описаны. )

Матричные фотоприемник 5,усилитель

6, а также матрица УИС 7 представляют собой, соответственно, матрицы N x N фотоприемников, усилителей и световодов, расположенных в плоскости OXY.

Выход источника излучения 1 подключен ко входу оптического волокна, являющемуся входом оптического разветвителя 2, которое разветвляетсяя далее íà N x N оптических волокон, обраэующихответвление 21. Выходы оптических волокон ответвления 21 оптически связаны через транспарант 3 со входами соответствующих оптических волокон, составляющих группу ответвлений 2, 1802367

Выходы оптических волокон ответвления 2z через последовательно оптически соединенные А34з, транспарант 32, АЗ 4z, транспарант Зз, А3 4з, матричный фотоприемник

5, установленный в задней фокальной плоскости А3 4з, матричный усилитель 6, матрицу УИС 7, оптически связаны со входами соответствующих волокон ответвления 24, От группы олтических ответвлений 24 ответвляется группа ответвлений 25, которая соединяется далее с ответвлениями группы 2, образуя цепь оптической обратной связи, До места соединения ответвлений 2г, 2g от ответвлений группы 2 ответвляется группа

2з, соединенная далее с ответвлением 24 после участка ответвления группы 2g..Выходы оптических волокон ответвления 24 связываются выходами устройства.

Работа устройства организована следу ющим образом.

По сигналу включения "ВКЛ" с выхода источника излучения 1 интенсивности 2N (в условных единицах) формируется световой поток, поступающий на вход оптического волокна разветвителя 2 и разветвляющийся в ответвлении 21 на N = N x N световых

2 потоков с интенсивностью, равной 2 (усл. ед.). Световые потоки с выходов оптических волокон ответвления 2 поступают на соответствующие участки (ячейки) транспаранта

3>, где записаны иэображения единичной матрицы 1. С выхода транспаранта 3 изображение матрицы 1 B плоскости OXY удвоенной интенсивности поступает на входы оптических волокон ответвления 2z. В ответвлении 2z световой поток с изображением единичной матрицы разветвляется на два, поступающие через ответвление 2з в ответвление 2< и непосредственно на вход АЗ 4 .

B цепи последовательно соединенных оптических элементов "41-32-4z-Зз-4з" происходит последовательное умножение матричного изображения на входе АЗ 4> на матрицы, определяемые изображениями, записанными на транспарантах Зр, Зз, Подробно принцип работы цепи "4>-32-42-Зз-4з" . и процессумножения матриц в ней описаны, Так как в начальный момент времени работы устройства на входе АЗ 4> сформировано изображение единичной матрицы 1, To B соответствии с записью описанных выше матричных изображений на транспарантах Зг, Зз, на входе матричного фотоприемника 5 формируется в плоскости

OYX световой поток с интенсивностью, пропорциональной матрице А, Выходные сиг-, налы фотоприемника 5 через усилитель 6, коэффициент усиления которого равен (для каждого элемента матрицы) 2 я, где 6- коэффициент уменьшения светового потока вследствие потерь в оптической цепи "24-2в4>-32-4z-Зз-4з", поступают на входы матрицы

УИС 7, С выхода матрицы УИС 7 формируется световой поток с распределением интенсивности . в плоскости ОУХ, пропорциональной матрице А, который поступает далее на входы оптических волокон ответвления 2 . В ответвлении 2ц данный световой поток разделяется на два — поток, зующий за счет суммирования с потоком из ответвления 2 световой поток с интенсивкостью в плоскости QYX, пропорциональной матрице (1 + А); — поток, поступающий через ответвление 25 на вход А3 41 и обра15 зующий за счет суммирования с потоком из ответвления 22 на входе АЗ 4 световой поток с интенсивностью, пропорциональной матрице 1+ А, Далее вновь происходит умножение

20 матричного изображения на входе А3 4 на матрицу А — на входе фотоприемника 5 фор- . мируется изображение матрицы А (1+ А), на выходе устройства — 1 + А (1 + А).

В последующем работа устройства повторяется — на выходе устройства формируется ряд (2). Отсутствие изменения изображения на выходе устройства свидетельствует об окончании формирования

30 матрицы.

Формула изобретения

Оптическое матричное вычислительное устройство, содержащее последовательно расположенные на ептической оси источник излучения, три анаморфотных оптических звена, на входах которых установлены соответствующие транспаранты с записью изображения матрицы, а в задней плоскости третьего анаморфотного звена установлен матричный фотоприемник, о т л и ч а ю щ ее с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности реализации операции обращения

45 матриц, в него введены расположенные на выходе матричного фотоприемника матричный усилитель, подключенный выходами к соответствующим входам матрицы управляемык источников света, и три оптических

50 разветвителя, первый из которых выполнен в виде оптического волокна, разветвляющегося на N оптических волокон, и включен

2 между выходом источника излучения и первым транспарантом с записью изображения матрицы, который через первое и второе ответвления второго оптического разветвителя из N оптических волокон соединен

2 соответственно с входом первого анаморфотного оптического звена и выходами соответствующих волокон первого

10 . поступающий на выход устройства и обра1802367

Составитель С.Соколов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор П.Гереши

Редактор С.Кулакова

Заказ 849 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета bio изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035,.Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ответвления третьего оптического разветвителя из N оптических волокон, являю-. щихся выходом устройства, а второе ответвление третьего оптического развет5 вителя из N оптических волокон соединено с выходами соответствующих волокон первого отвоуа второго оптического разветвителя из N оптических волокон.