Многоканальное оптическое вычислительное устройство

 

МНОГОКАНАЛЬНОЕ ОПТИЧЕСКОЕ ШЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УЙГРОЙСТВО, содержащее источники оптических сигналов, первую и вторую матрицы фотоприемников, связанные соответственно с первой и второй группами входов блока усилителей, выходы которого соединены с соответствуклцими управляющими входами пространственного амш1и~ тудного модулятора света, и входные коллиматоры, первый из которых связан с ш>&1ходом первого источника оптического сигнала, выход второго источ-ника оптического сигнала связан с входами второй матрицы фотоприемников, а выход третьего источника оптического сигнала связан с вторым входным коллиматором, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач,' повышения точности и упрощения устройства, оно дополнительно содержит световодньй' элемент, выходные коллиматоры и воло-^. коннооптические коллекторы, через первый и второй из которых первый и второй входные коллиматоры связаны с соответствующими входами пространственного амплитудного модулятора сйета, выходы которого через третий и четвертый воло'коннооптические коллекторы связаны с соответствукщимн выходными коллиматорами, выход первого из которых оптически связан с входами первой матрицы фотоприемников, а выход второго является выходом устройства, причем выходы и соответствующие входы прострайственного амплитудного модулятора света связаны меж-; ду собой через световодный элемент„о «

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„695363

1э1)5 G 06 E 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (2 I ) 2530588/18-24 (22) 06, 10. 77 (46) 07,03,90, Вюл. У 9 (71) Тбилисский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии им,Д,И,Менделеева (72) Е,И, Рабинович (53) 681.335 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 438997, кл. G 06 G 9/00, 1973, Авторское свидетельство СССР

N 604015, кл. G 06 С 9/00, 19?6. (54) (57) МНОГОКАНАЛЬНОЕ ОПТИЧЕСКОЕ

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ У(:ТРОИСТВО, содержащее источники оптических сигналов, первую и вторую матрицы фотоприемников, связанные соответственно с первой и второй группами входов блока усилителей, выходы которого соединены с соответствующими управляющими входами пространственного амплитудного модулятора света, и входные коллиматоры, первый иэ которых связан с выходом первого источника оптического сигнала, выход второго источИзобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть ...

1 применено для построения оптических аналоговых вычислительных машин, в электронных вычислительных машинах, для моделирования с применением оптических сигналов, для распознавания образов и др.

Известны оптические вычислитепьные устройства, предназначенные для возведения в целую степень отноше2 ника оптического сигнала связан с входами второй. матрицы фотоприемников, а выход третьего источника оптического сигнала связан с вторым входным коллиматором, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, повышения точности и упрощения устройства, оно дополнительно содержит световодньпЪ элемент, выходные коллиматоры и воло-. коннооптические коллекторы, через первый и второй из которых первый и второй входные коллиматоры связаны с соответствующими входами пространст" венного амплитудного модулятора света, выходы которого через третий и четФ вертый волоконнооптические коллекторы связаны с соответствукицими выходными коллиматорами, выход первого из которых оптически связан с входами первой матрицы фотоприемников, а выход второго является выходом устройства, причем выходы и соответствующие входы прострайственного амплитудного модулятора света связаны меж-. ду собой через световодный элемент. ния входных сигналов, Одно из известных устройств содержит два оптрона, включенные в смежные плечи резистивной мостовой схемы, в диагональ которой включен источник питания, схему вычитания постоянной составляющей, входы которой соединены с другой диагональю мостовой схемы, причем один из оптронов выполнен в виде квадратичного, а другой - в виде линейного элемента, 695363

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является многоканальное оптическое вычислительное устройство, содержащее ис точники оптических сигналов, первую и вторую матрицы фотоприемников, связанные соответственно с первой и второй группами входов блока усилителей, выходы которого соединены с соответ- 10 ствующими входамн пространственного амплитудного модулятора света, и входные коллиматоры, первый из которых связан с выходами первого источника оптического сигнала, выход второго источника оптического сигнала связан с выходами второй матрицы фотоприемников, а выхбд третьего источника оптического сигнала связан с вторым входным коллиматором. 20

Недостатками данных устройств является их низкая тОчнОсть из за Кали чия источников света с различной дпи ной волны, сложность технической реализации в многоканальном исполнении 25 и невозможность возводить в степень большую двух и отрицательную, .что ограничивает класс решаемых задач.

Цель изобретения — расширЕние класса решаемых задач, повышение точ- 30 ности и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что многоканальное оптическое вычислительное устройство дополнительно . содержит световодный элемент, выходные коллиматоры и волоконно-оптические коллекторы, через первый и второй из которых первый и второй входные коллиматоры связаны с соответст" вующими входами пространственного ам- 40 плитудного модулятора света, выходы " которого через третий и четвертый волоконно-оптические коллекторы связаны с соответствующими выходными коллиматорами, выход первого из которых 45 оптически связан с входами первой матрицы фотоприемников, а выход второго - является выходом устройства, причем выходы и соответствующие входы пространственно амплитудного моду" 50 лятора света связаны между собой через дополнительно введенный световой элемент.

На чертеже представлена схема устройства.

Цифрами на чертеже обозначены пер55 вый источник оптического сигнала 1, первый входной коллиматор 2, первый волоконно-оптический коллектор 3, пространственный амплитудный модулятор света 4, первый выходной коллиматор 5, первая матрица фотоприемников 6, второй источник оптического сигнала 7, вторая матрица фотоприемников 8, блок усилителей 9, третий источник оптического сигнала 10 второй входной коллиматор 11 второй, третий и четвертый волоконно-оптические коллекторы 12 — 14, второй выходной коллектор 15, световодный элемент

16 и выход устройства 17, Волоконно-оптические коллекторы

3 12,13,14 представляют собой кистеобраэные жгуты из световолокон, при этом, к каждому элементарному участку поверхности пространственного амплитудного модулятора света 4, управляемому отдельным электрическим входом модулятора 4 подведены отдельные световолокна от каждого иэ волоконно-оптических коллекторов 3 и 12 на оптическом входе модулятора 4 °

Благодаря этому оптические сигналы, поступающие на оптический вход модулятора 4 иэ участков световодов с одинаковыми координатами (Х„:,У ) управляются одним и тем же управляющим напряжением, поступающим на соответствующий управлякиций вход модулятора 4, Работа устройства осуществляется следукщим образом.

Множество первых входных сигнапов от источника 1 проходит через второй коллиматор 2, через коллектор 3 и по поступает на оптический вход пространственного амплитудного моп1улятора 4. С выхода модулятора 4 пучок света посредством коллектора 3 и коллиматора 5 выводится на первую матрицу фотоприемников 6, При этом, с выхода некоторого фотоприемника (Х„.,У ) матрицы 6 на вход соответствующего усилителя из блока усилителей 9 поступает электрический сигнал, равный:

U,„,; (t) 1„; Р К.„.(е)р,(Х;,т„.,t) (1) где . .. - постоянный коэффициент преC )J образования фотоприемника (х;„ ;)

P - постоянный коэффициент ха»

У рактериэующий потери света;

K;„(t) - коэффициент передачи пространственного оптического

695363 модулятора света 4 по (i,, j)-му управляющему входу, Второе множество входных сигналов от источника 7 поступает на матрицу фотоприемников 8. При этом с выхода. фотоприемника (Х„,Y> ) матрицы 8 на второй вход соответствукщего усилителя иэ блока усилителей 9 постуйает электрический сигнал, равный:

Технико-экономический эффект дан

30.ного устройства по сравнению с изве;стными устройствам заключается в том, что данное устройство расширяет класс, решаеьих задач, повышает точность и

;упрощает устройство, что дает суще) yg i ственвый технико-экономический эффект. ц„;() -P„,; Р (х;,т„,t),. (2) где p;.; - постоянный коэффициент фотоэлектрического преобразования и выбирается

Я

) °

На выходе данного усилителя возикает электрический сигнал управленя Uynz (t) модулятором 4, при этом, вследствие наличия отрицательной обратной связи с усилителя на модуля тор 4 устанавливается U ;,g (t) z

Ф U ; (t) и из (l) и (2) получаем:

К ° . () .ВХ„кю;Аю 3 (3)

Ч Г (Х; Е)

Вследствие прохождения через пространственный амплитудный модулятор света 4 третьего множества входных сигналов от источника 10 на выходе .устройства 17 излучается множест во выходных сигналов, причем s точке пучка с координатами (Х„,Y; 1 имеем:

Ч„,(Х;,т;,е) Г" К,".;(е) Ф, (Х;,т;,е)(4

С учетом (3) отсюда получаем:

Ф ф (Х; Y й) Р У (Х; 7, ). л (Ь (Ы6Ы2 1. <з> р, (хг,у;,е) j

Таким образом, данное устройство позволяет осуществлять возведение в целую положительную степень отношения входных сигналов, причем выполняет эту операцию параллельно по многим каналам. Как видно из (5), при единйчном входном сигнале 1 (Х;, Y>, t) получим ф,„(Х; Y, t) P Я (Х; 7 t). т.е. данное устройство позволяет осуществлять возведениа множества входных сигналов как в целую положи тельную, так и в целую отрицательную степень, 695363 г

Редактор М.Ленина Техред M Äêäûê . °

Заказ 990 Тиран 252

Корректор Н.Ренская

Подписное

ВВЫСЬ

ЯППИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, N-35, Уауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Укгород, ул. Гагарина, 101