Оптическое множительно-делительное устройство

 

Союз Соеетеккх

Социалнстмческнх

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.0l.76 (21) 2315372 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.04.78. Бюллетень (45) Дата опубликования описания 03.0

О/00.

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делая изобретений и открытий

681. 335 (088. 8) (72) Авторы изобретения

М. В, Джанелидзе, E. И. Рабинович, Л, A. Матиташвили и Г. Б. Чхеидзе

Тбилисский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии нм. Д. И. Мечделеева

{71) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКОЕ МНОЖИТЕЛЬНО-ДЕЛИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к,аналоговой вычислительной технике и может быть применено для построения оптических аналоговых машин, а также в электронных вычислительных машинах для моделирования с применением оптических сигналов, для распознавания образов.

Известны оптические множительно-делительные устройства с электрическим управ« лением с двойной дифракцией, Они содержат модулятор в виде модулирующей ячейки на жидком кристалле, оптический поляризатор и фильтроноситель, предназначенный для записи и стирания информации, выполненный на основе фотопроводящего и термопластического слоев tlj.

Другое известное аналогичное устройство содержит последовательно установленные на одной оптической оси источник света, поляризатор,электрооптический кристалл, соединенный с одним из источников электрического сигнала, фазовую пластину, анализатор и фотоприемник, соединенный со входами схемы выделения переменного сигнала, а кроме того магнитооптический кристалл, установленный на обшей оптической оси устройства между поляризатором и электрическим кристаллом, причем магнитооптический кристалл соединен с другим источником электрического сигнала j2j.

Наиболее близким по технической сушности к предложенному является оптическое множительно-делительное устройство, содержащее источники оптических сигналов, перу вый из которых через входной коллиматор связан со входом амплитудного модулятора света, а второй - с основным фотоэлектрическим преобразователем, разделитель светового пучка, выход которого через светоЫ фильтр связан с дополнительным фотоэлектрическим преобразователем, и усилитель рассогласования, входы которого соединены с выходами основного и дополнительного фотоэлектрических преобразователей, а вы20 ход подключен к управляющему входу амплитудного модулятора света (3).

Однакодлятакого устройства характерны ограниченный класс решаемых задач, недостаточная точность вычислений и слож-

25 ность в изготовлении, 604015

Пельго изобретения является расширение класса решаемых задач, повышение точнос ти и упрощение технологии изготовления устройства.

Это достигается тем, что В предложен5 ное оптическое множительно-делительное устройство введены многоканальный расшепитель светового пучка, оптические фильтры, светоделитепи и дополнительный коплиматор при) чем разделитель светового пучка установ10 пен между выходом амплитудного модулятора света и Входом многоканального расщепителя светового пучка, каждый выход которого через последовательно установленЪ

НЫЕ CCOTeTCTe ê)IIMe ОПтн ВЕСКИЙ фнпг TP H ф г ) светоделитель связан с соответствующим дифференциальным ВьгходОм устрОЙстВа, а интегральный выход устройства связан через дополнительный коллиматор с выходами каждого светоделителя.

На чертеже представлена принципиальная схема предгюженного оптического множительно-делительн ого устройства.

Она содержит первый истопник 1 оптических сигналов, световой пучок которого

25 представляет собой множество элементарных пучков света „.„, 1„„, 4 1„, входной коллиматор 2, амплитудный моаулятop cBeòà 3, разделитель светового пучKQ 4, сВВТо bHëüTp 5, ОснОВБОЙ фотОэпектри- 30 ческий преобразователь 6, усилитель рассогласования 7, дополнительный фотоэлектрический преобразователь 8, второй источник 9 оптических сигналов, представляющий единый световой пучок„ многоканальный расщепитепь 10 светового пучка, оптические фильтры 14, н, 11,1, светоделители

12., 12),, 12. связанные с соответствующи)ги дифференциальными выходами устройства ",1., 15,, Ъ,, дополнитегп ный 40 колпиматор 14 и интеграггьный выход 15 устройства.

Устройство работает следу)отчим образом.

Поступающее с выхода первого источни- 45 ка 1 входных сигналов счетное множество элементарных пучкОВ света 41„,, 1) „. 4 „, 4 каждый из которых имеет свою определенную длину волны и интенсивность, проходит через коллиматор 2, на выходе которого 50 излучается световой поток ф„(х, ), ).

Этот световой поток поступает на амплитуд- ный модулятор света 3, на выходе которого излучается световой поток Фг (.Х,), ), равный:

4 (x,9, ) = Я (U9) Р фФ, (к, g, t ),где Р— постоянный коэффициент, характеризующий потери света в амплитудном модуляторе 3 света:

60 c)(U> j- изменяющийся коэффициент пере"дачи амплитудного модулятора 3 ..света при воздействии на него управляю)Него напряжения

Данный пучок света делится палее на разделителе 4 светового пучка на части

Ф ()t,,ÖИ И Фг (Х) Ц 1) Световый пучок Фg (к, ц, t.) проходит далее через светофильтр 5, где он отфильтровывается таким образом, что на выходе светофильтра 5 излучается световой поток ф 5 () с одной определенной длиной волны где $ - — р р — постоянный коэфcL+ фициент:

20 с1) постоянные числа характеризующие разделитель 4 светового пучка: постоянный коэффициент светопоглощения светофильтра 5.

Световой поток ф . () поступает далее на вход .дополнительного фотоэлектрического преобразователя 8, с выхода которого на первый вход усилителя 7 рассогласования поступает электрическое напряжение:

U (, ь ) - ) Ф И) (3) где еС5- постоянный коэффициент преобразования дополнительного фотоэлектрического преобразователя 8.

Поступающий с выхода второго источника оптического сигнала 9 световой пучок со световым потоком H (4) попадает на вход основного фотоэлектрического преобразователя 6, на Выходе которого возникает электрическое напряжение Ц,„ (+), рав- ное

U), (<) гН И) ) <-4) где а 2 — постоянный коэффициент преобразования. основного фотоэлектрического преобразователя 6.

Напряжение 1Т))() подается на второй вход усилителя рассогласования 7, вырабатывающего напряжение U ц, равное разности входных напряжений. Под воздействием напряжения Ц на светопропускание амплитудного модулятора 3 света изменяется напряжение Ц „ (t) до тех пор, пока не выполнится равенство Uj (Я)=УН(т) или с учетом выражения (2), (3) и (4) получим г Н (> = ., gW,.--, +)

Одновременно с этим световой поток

Фг, (к, ц) ) с выхода разделителя светового пучка 4 поступает на вход многока604015 (6 О

g ф ><у д

БНИИПИ Заказ 2098/42 Тираж 826 Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 нального расщепителя светового пучка 10, на гг выходах которого соответственно установлены оптические фильтры 1, „,, г 1 i,«- 11гг, пропускающие на свои выходы элементарные световые пучки 1 ...,1;... 1„г с соответствующими длинами волн 3,,Д, Яг,,„, Лгг „кроме А, т. к. такой оптический фильтр здесь отсутствует.

Световые потоки после кажцого из оггтических фильтров 1,,... И„..., 1 гг поступают соответственно на светоделители г2 „,..., <2„,... 12 гг г где делятся на две части и первые из этйх частей посту . пают на дифференциальные выхоцы устройства 1 „" г г Ь; ..., 13 т ° г 5

Аг

%г

Ф (ун { ) г„ õ (= C )S(V„) =

А гг биг,х () C„«) S (V )

J где 6= — - постоянный коэффициент. е Фg, еС ф I аким образом, устройством реализуется многоканальная множительно-целительная операция по и независимым каналам.

Вторые части разделенных на светоделителях 12 г " 12 ...> f2 и световых потоков постуцают на дополнительный коллиматор 1 4, выход которого является интегральным выходом устройства, на котором излучается световой поток 15, равный р () „ g g биг,х (t) H (t) бык " г, (t,)

Выходной световый поток P биг.х (+) представляет собой пространственное разложение функции в ряд, что позволяет применять предложенное множительно-.целительное устройство цля этой цели. 45

Формула изобретения

Оптическое множительно-делительное устройство, содержащее источники оптических сигналов, первый из которых через входной коллиматор связан со azopoM амплитудного модулятора cBGT& а второй с основным фотоэлектрическим преобразователем, разделитель, светового пучка, выход которого через светофильтр связан с дополнительным фотоэлектрическим преобразователем, и усилитель рассогласования, входы которого соединены с выходами основного и дополнительного фотоэлектрических преобразователей, а выход которого подключен к управляющему входу амплитудного модулятора света, о т л и ч а ю щ е е с я, тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, повышения точности и упрощения технологии изготовления устройства, в него введены многоканальный расщепитель светового пучка, оптические фильтры, светоделители и дополнительный колжматор, причем разделитель светового пучка установлен между выходом амплитуцного модулятора света и входом многоканального расщепителя светового пучка, каждый выход которого через последовательно установленные соответствующие оптический фильтр и светоделитель связан с соответствующим дифференциальным выходом устройства, а интегральный выход устройства связан через дополнительный колгщматор с выходами каждого светоделителя.

Источники информации, принятые во вгщмание при экспертизе:

1. Патент франции ¹ 221 1 1 47,, C 02 Р 1/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 425190, кл. (»- 06 & 9/00, 1 972.

3. Авторское свидетельство СССР, заявка N 2145456/24, по которой принято положительное решение, кл. 5 06 C 9/00, 1 975.