Оптическое логическое устройство» пt' '^^ •'ii^oiul ::
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 01 ll.1971 (№ 1627579/18-24) с присоедине!!ием заявки №
П!риоритет
Опубликовано 27.IX.1973. Бюллетень № 38
Дата опубликования описания 5.II.1974
М. Кл. G 02f 3!00
Государственный комипп
Совета Министров СССР по делам изаеретений и открытий
УДК 621.374.33:535.8 (088.8) Авторы изобретения Ю. С. Манукян и Ю. А. Джагаров
Заявитель Тбилисский филиал всесоюзного научно-исследовательского института метрологии им. Д. И. Менделеева
ОПТИЧЕСКОЕ ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО
Изобретений относится к вычислительной технике и автоматике и предназначено для синтеза полностью оптических систем обработки инфо рмации.
Известно оптическое лоп!!ческое устно!!ство, содержащее совмещающие и .поляризационные элементы.
Предложенное устройство отличается тем, «то на выходе входного совмещающего элемента расположен поля!ризационный элемент, . апример поляризационный светофильтр, за которым помещен второй совмещаюгций элемент !с ециркуляционным поляризацпон!!ыа! светофильтром на выходе. Это позволяет повысить быстродействие устройства путем параллельной обработки !информации по нескольким каналам.
Устройство моделирует универсальные переключательные функции — «штрих Шеффеgapa», «стрелка Пирса», дизъюнкция. !
Поставленная цель достигается использованием свойств поляризованного света и вентильной системой с поляризационными светоф ил ьтр а м!и.
На фиг. изображено оптическое логическое устройство в режиме моделирования функций «штрих Шеффера» и дизъюнкцпи; на фиг. 2 — то же, функции «стрелка Пирса».
Уст|ройство содержит входной совмещающий элемент 1, поляриза!о!!онный элемент 2, совмещающий элемент 3, полярпзыцпонный светофильтр 4, прозрачный для света, поля,ризованного по кругу, входные информационные картины 5 и 6. постоянные световые кар5 тины 7 и 8, светофильтр 9, прозрачный для линейно поляризованного света, элемент 10, преобразующий свет с линейной поляризацией в свет, поляризованный по кругу, напр!!мер линейная фазовая 90 пластин! а, коллиl0 мирующую линзу 11.
Свет, прошедший элемент 2, поступает в совмещающий элемент 3, на выходе которого установлен поляризацпонпый светофильтр 4. прозрачный для света, поляризованного по
15 кругу, На входы элемента 1 подаются сигналы входной информации в виде информационных картин. Каждое поле этой картины представляет сооой самостоятельньш,информационный канал. Наличие света соответствует
20 сигналу «1», отсутствие — сигналу «О». На входы элемента 1 и элемента 3 подается постоянный поток света, поляризованного по кругу. При моделировании функций «штрих Шеф25 фера» и дизьюпкцип поляризованный элемент
2 представляет собой поляризацпонный светофильтр, прозрачный для света, поляр!язов!!нного по кругу. Прп моделировании фу кцпп
«стрелка Пирса» поляризацпон ый элемент 2
ЗО состоит из фильтра 9, прозрачного только для
398912 линейно поляризованного сг"та Il элемента 10, преобразу!ощсго линейно ио.is(р;(зовяиный свет в свет, поляризованный по кругу. В качестве этого элемента может быть использована, например, и простейшем случае линейная фазовая 90 пластинка. При использовании этой пластинки желательно между ней и светофи)!ь))ром 9 установить колли)(иру!Ои(ую линзу 11, передающую изображение, прошедшее светофильтр 9, на пластинку 10 параллельным пучком света.
Описание работы устройства начнем с рассмот рения выполнения операции «штоих
Шеффера». ()удем считать для определеш!ости, что информация задается иравоциркул5(рно поляризованным светом и, кроме того, на вход элемента 1 подан постоянный световой левоциркулярно поляризованный поток.
Постоянный световой поток, поданный на вход элемента 3, также считается лево 1\иркхл5(рF(0 поляризованным. Интенсивности всех потоков как информационных, так и постоянных считаю))ся равных(и. Расcìîòðèм возможные комбин ации сигналов.
Прll ОTCYТСТв!1(1 ИНфоpм(11(ИОI(I!ЫY НОТОKОИ х=О и g=0 на входах элемента 1 постоянный лсвоциркуля(рно поляризованный по(ок проходит светофильтр 2, прозрачный для света, поляризованного по кругу, и поступа T в элемент 3. В элементе 3 он совме(цастся с постоянным световым потоком, направление круговой пол)!ризации которого совпадает с направлением поляризации постоянного, направленного иа элемент 1, потока. Образовавший(ся поток двойной интенсивности с левой циркулярной формой поляризации проходит чс(рез свето(1)ильтр 4, прозрачный для света, поляризованного по кругу. Свет на выходе есть — выходной сигнал «1».
При появлении комбинации х=О, g= l, произойдет следующее. Правоцир(улярно поляризованный поток поступят nà 13ход элемента 1 и совместится с лсвоциркулярно пол51рнзоваинь(м постоянным потокох), Вследствие (равенства интенсивности этих потоков 00разуется линейно поляризованный свет, которы(! задержится светофильтром 2, нс прозрачным для линейно поляризованного света.
В нап равлении выходя через светоф(!)!ы,р 4
npoxoi(HT To)IL I o noляризовянный no Hp) г) свет постоянного потока, что соответствует выходному сигналу «1», (При появлении комбииац!5И х=-1, у= — О описанный процесс повторится с той лишь разницей, что с постоянным потоком световой картины 7 взаимодействует поток информационной I При комбинации х=1, g= l в элементе 1 образуется смесь из линейно поляризованного света, возникшего прн взаимодействии одного из информа циониых потоков с nocToslníûì потоком, и пряно циркулярно поляризованного светя. Светоф;(льтр 2 задержит линейно поляризованную компоненту,и пропустит прявоциркхл5!рно поляризованну!О. Последня51 сопместитгя в элементе 3 с левоциркулярно пол51 р изовяии ым пото! Ом (<3 pTHH(1 8 т ОЙ )(ac H llтеисивиости. Образовавшийся линейно поля5 ризоваиный свет задержится светофильтром 4. Света ня выходе ие будет — выходной cигнал «0». Таким образом, описанное устройство промоделирует функцию, заданную значениях!и Y 20 совпадающими со значениями переключательlloII функции «штрих Шеффера». При замене на(правлени5! круговой поляризации постоянного потока картины 8 ня противоположное описанное устройство выполнит 25 дизьюнкцию переменных х,и у. Действительно, в этом случае при х=О и g=0 через светофильтр 2 в элемент 3 поступит свет с левой формой круговой поляризации. При совмещении с правоциркулярио по30 ляризованным потоком в элементе 3 образуется линейно поляризованный свет, который поглотится светофильтром 4. Выходной cHIнал «0». П ри комбинации х=О, у=1 или х=1, 35 g=0 через светофнльпр 2 свет проходить ие будет. Через светофильтр 4 будет проходить только правоциркулярно поляризованный свет. Выходной сигнал в обоих случаях «1». При комбинации х=1, у=-1 через свето40 фильтр 3, как было показано, п ройдет право циркулярно поляризованный свет. Совместивши(сь в элементе 3 с п равоциркулярно поляризованным светом постоянного потока, он образует правоциркулярно поляризованный по45 ток двойной иитенсивносп(, который пройдет светофильтр 4. Выходной сигнал «1». В описанном случае моделируется функция, заданная значениями Х Y 60 совпаДаюЩими со значениями д(!зыонкции переменных х н у. Рассмотрим работу устройства в режиме выполнения операции «ic rpeлка Пирса». Постоянные потоки опять считаются левоцирку65 ля рно поляризованными. 398912 При отсутствии входных сигналов х=О, у=О постоянный поток левоциркулярко поляризованного света задержится светофильт,ром 9, не пропускающим свет, поляризованный по кругу. В направлении выхода через светофильтр 4, прозрачный для света, поляризованного по кругу, пройдет левоциркулярно поляризованный постоянный поток. Световой сигнал на выходе соот|ветствует сигналу «1». При комбинациях x=0, у=1 и х=1, у=О п роизойдет следующее. Информационный поток х и у правоциркулярно поляризованного света взаимодействует с постоянным потоком левоциркулярно поляризованного света. Образующийся поток линейно поляризованного света проходит свето фильтр 9, прозрачный для линейно поляризованното света, преобразуется в правоциркулярно поляризованный свет элементом 10, например линейной фазовой 90 пластинкой. Полученный поток правоииркулярно поляризованного света встречается в элементе 3 с постоянным потоком левоциркулярно поляризованного света. Образовавшийся при этом линейно поляризованный свет задержится свстофильтром 4, пропускающим тол1ко свет, поляризованный по кругу. Светового сигнала на выходе нет, что соответствует «О». При комбинации х=1, у=1 в элементе 1 образуется смесь из линейно поляризованного света и правоциркуля рно поляризованного. Линейно поляризованная компонента проходит чсрс; элементы 9, 10 и 11, а поляризованная 110 кр TA задср кIIT oÿ светофильтром 9. Свет, вышедший из поляризационного элемента, наK Оыло пОKазаио Выше, пpaвоциркi ëяpно поляризован, поэтому при совмещении в элементе 3 с левоциркулярно поляризованным потоко ll ооразуется линейно поляризованный свет, который поглотит1ся светофильтром 4. Таким образом, устройство промодслируст 5 функцию, заданну1о значениями 0 0 15 совпадающими со значениями функции «стрелка «Пирса», Благодаря совмещающим элементам 1 и 3 в устройстве возможно наложение световых 20 карнеги. Это позволяет описанному устройству одновременно находиться в различи1,1х состояниях по отнзшению к различным полям Т3кой кар1 IIHI>1, ч ГО создает возм01к ность Ilpoизводить одновременную ооработку инфор25 мации, следующей по нескольким каналам, одним устроиством. Предм T изобретения Оптическое логичсское устройство, содсрЗО жащее совмещающие и поляризациоиныс элементы, от.ш 1ающееся тем, )To, с целью повышения бы стродействия и тем параллельной обработки информации по Hooêî:Iüêим каналам, на выходе входного совмещ310и1сго элс35 мента расположен поляризационньш элемент, например поляризаццоиный светофильтр, за которым помощеll второй совмещающий элемент с циркуляционным поляризационным светофильтром 113 выходе. 398912 Фиг 7 Составитель И. Горелова Текред Е. Борисова Корректор Л. Орлова Редактор Л, Струве Типография, пр. Сапунова. 2 Заказ 3315/16 Изд. № 1972 Тираж 551 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
