Оптический страничный преобразователь для оптоэлектронного запоминающего устройства Советский патент 1985 года по МПК G11C11/42 

транспаранту, сдвигающему блоку, управляемому светопереключателю, блоку формирования кода единиц, первому и второму

управляемым светообъединителям, блоку памяти и управляемому поликубическому мультипликатору.

ОПТИЧНСКИЙ СТРАНИЧНЫЙ ПРПОБРАЗОВАТНЛЬ ДЛЯ ОПТОЭЛЕКТРОННОГО ЗАГ1ОМИНАЮ1ЦЕТО УСТРОЙСТР5А, содержащий оптический сумматор, коррсктирч ющий объектив, оптически связанный с фотоприемиым блоком, и блок управ.чемия, nepiii.ni и второй выходь : которого подклкпс-пы соответственно к входам опт 1ческ()Ч) cyvM.HTc.ipa и фотонриемного бл(ЖУ, Hi,i.4:;i которого подключен к входу Г).К)ка управления, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя за счет обеспечения вычисления произведений страниц информации, в него введены первый и второй светообъединители, первый и второй коллимируюшие объективы, оптически управляе.мый транспарант, первый и второй фокусирующие блоки, сдвигающий блок, первый и второй блоки формирования пучков, поляризационный светоделитель, формирователь кода нулей, призменный отражатель, управляемый светопереключатель, первый и второй блоки оптической связи, блок формирования Кода единиц, первый и второй управляемые светообъединители, блок памяти, управляемый поликубический мультипликатор и блок обратной связи, причем первый вход первого светообъединителя является первым входом оптического страничного преобразователя, выход первого светообъединителя через последовательно расположенные и оптически связанные первый коллимируюихий объектив, оптически управляемый транспарант и первый фокусирующий блок оптически связан с первым выходом второго светообъединителя, второй вход которого через последовательно расположенные призменный отражатель, второй фокусирующий блок, формирователь кода нулей и второй коллимирующий объектив оптически связан с первым выходом поляризаmioiiHoro светоделителя, второй выход которого связан с вторым входом первого светооб1)единителя, вход поляр1|зационного свстодс.Ч1ггеля через первый блок формирования пучков оптически связан с выходом слвигаюнкго блока, вход которого является liTopijiM входом оптического страничного 11реобр;13ователя, выход второгч) светообъедините.П онтически связан с входом управляемого светопереключателя, первый выход которого через первый блок оптической связи связан с первым входом первого управ,.могг) светообъединителя, второй сл вход которого оптически связан с выходом блока формирования кода единиц, выход первого управляемого светообъединителя оптически связан с первым входом оптического сум.матора, второй вход которого через блок обратной связи онтически связан с первым выходом управляемого поликубического .мультипликатора, вход 05 которого через последовательно располосо о to женные второй блок формирования пучков и 6:ioK намяти оптически связан с выходом вто|)()го управляе.мого светообъединителя, нервы 1 вход которого оптически связан с 1C Bbixo.ioM оптического сумматора, второй вход второго управляемого светообъединителя через второй блок оптической связисвязан с вторым выходом управляемого светопереключателя, второй выход управляемого ноликубического мультипликатора оптически связан с входом корректирующего об7 ектива, третий выход управляемого поликубического мультипликатора является оптическим выходом оптического страничного преобразователя, выходы блока управления с третьего по десятый подключены соответственно к оптически управляемому

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в оптоэлектронных запоминающих устройствах больщой емкости для вычисления произведений страниц информации.

Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей преобразователя за счет обеспечения вычислений произведений страниц информации.

На фиг. 1 приведена блок-схема оптического страничного преобразователя для оптоэлектронного запоминающего устройства; на фиг. 2 - схема блока управления.

Оптический страничный преобразователь работает, например, совместно с оптоэлектронным запоминающим устройством (ОЗУ) со страничной структурой. Информация на выходе ОЗУ представлена, например, в парафазном коде.

Оптический страничный преобразователь содержит светообъединитель 1, коллимирующий объектив 2, оптически управляемый транспарант 3, фокусирующий блок 4, светообъединитель 5, сдвигающий блок 6, блок 7 формирования пучков, поляризационный светоделитель 8, коллимирующий объектив 9, формирователь 10 кода нулей, фокусирующий блок 11, призменный отражатель 12, управляемый светопереключатель 13, блоки 14 и 15 оптической связи, блок 16 формирования кода единиц, управляемый светообъединитель 17, оптический сумматор 18, управляемый светообъединитель 19, блок 20 памяти, блок 21 формирования пучков, управляемый поликубический мультипликатор 22, блок 23 обратной связи, корректирующий объектив 24, фотоприемный блок 25 и блок 26 управления.

Светообъединитель 1 может быть выполнен, например, в виде поляризационного светообъединительного куба.

Оптически управляемый транспарант 3 предназначен для модуляции светового пучка, поступающего на него со светоделителя 8, в соответствии с кодом информации, переносимым управляющими световыми пучками, поступающими на транспарант 3 со светообъединителя 1. Транспарант 3 может быть выполнен на основе жидких кристаллов или PROM-структуры.

Светообъединитель 5 выполнен, например, в виде светообъединительного куба.

Сдвигающий блок 6 предназначен для последовательного высвечивания тех частей парафазных разрядов страницы множителя, начиная с младщего, которые соответствуют двоичному знаку «1, и может состоять, например, из поляризационного светообъединительного куба, первый вход которого является входом оптического преобразователя, а второй вход через телескопический узел, состоящий, например, из цилиндрического телескопа, и узел смещения пучков, например электрооптический или акустооптический дефлектор, связан с лазером. На выходе светообъединительного куба последовательно расположены коллимирующий объектив и оптически управляемый поляризационный транспарант. Транспарант, например,переключает на 90° плоскость поляризации световых пучков, поступающих на него со второго входа куба и проходящих через те ячейки транспаранта, на которые поступают управляющие световые пучки с первого входа куба, и может быть выполнен на основе жидких кристаллов или PROM-структуры.

Блок 7 формирования пучков состоит, например, из цилиндрического линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен цилиндрический коллективный объектив.

Поляризационный светоделитель 8 выполнен, например, в виде поляризационного светоделительного куба.

Формирователь 10 кода нулей предназначен для формирования световых пучков, отображающих код парафазных нулей в тех словах страницы множимых, в соответствующих разрядах страницы множителей который находятся двоичные нули, и может быть выполнен, например, в виде маски (фототрафарета) страницы парафазных нулей, за которой расположен переключатель поляризации. Последний переключает плоскость поляризации проходящих световых пучков на 90 и может быть выполнен на основе жидких кристаллов или из кварцевой пластины.

Призменный отражатель 12 выполнен, например, в виде поворотной призмы.

Управляемый светопереключатель 13 может быть выполнен, например, в виде поляризационного светоделительного куба. перед входной плоскостью которого расположен управляемый переключатель поляризации, последний при подаче на него напряжения поворачивает плоскость поляризации проходящих пучков на 90° и может быть выполнен на основе жидких кристаллов или кристаллов КДР. Блоки 14 и 15 оптической связи могут быть выполнены, например, из последовательно расположенных первого линзового растра, Б передней фокальной плоскости которого расположен первый коллективный объектив, жгута волоконных световодов и второго линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен второй коллективный объектив. Блок 16 формирования кода единиц предназначен для округления произведения и формирует световые пучки, отображающие код парафазных единиц в дополнительном разряде страницы множимого и код парафазных нулей в остальных разрядах. Блок 16 может состоять, например, из последовательно расположенных лазера, первого телескопа, маски (фототрафарета), содержащей парафазные единицы в дополнительных разрядах страницы и парафазные нули в остальных, и второго телескопа. Управляемый светообъединитель 17 может быть выполнен в виде поляризационного светообъединительного куба, на выхоле которого расположен управляемый переключатель поляризации. Последний при подаче на него напряжения поворачивает плоскость поляризации проходящих пучков на 90° и может быть выполнен на основе жидких кристаллов или кристалла КДР. Оптический сумматор 18 предназначен для получения сумм частных произведений и имеет два оптических входа и один оптический выход. Управляемый светообъединитель 9 выполнен, например, в виде поляризационного светообъединительного куба, на выходе которого расположен управляемый переключатель поляризации. Последний при подаче на него напряжения поворачивает плоскость поляризации проходящих пучков на 90° и может быть выполнен на основе жидких кристаллов или кристалла КДР. Блок 20 памяти для хранения частных произведений может состоять, например, из поляризационного светообъединителького куба, первый вход которого является входом блока 20, а второй вход через первый объектив оптически связан с лазером. На выходе куба последовательно расположены второй объектив и оптически управляемый транспарант. Информация на транспаранте может отображаться, например, с кратковременным запоминанием. Транспарант предназначен для модуляции светового пучка, поступающего на него с второго входа куба, в соответствии с кодом информации, переносимым управляюцхими световыми пучками, поступающими на транспарант с входа блока 20. Транспарант может быть выполнен на основе жидких кристаллов или PROM-структуры. Блок lil формирования иучко) может состоять, например, из последовательно расположенных линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив, и двух объективов, имеющи.х общую главную плоскость, причем первый из них и коллективный объек тив находятся взаимно в фокальных плоскостя.х друг друга. Управляемый поликубический мультипликатор 22 может состоять, нанример, из двух поляризационных светоделительных кубов, перед входными плоскостями которых установлены управляемые переключатели поляризации. Последние при подаче напряжения поворачивают плоскость поляризации проходящих пучков на 90° и могут быть выполнены на основе жидких кристаллов или кристаллов КДР. Блок 23 обратной связи может состоять, HanpiiNiep, из последовательно расположенпых первого линзового растра, в передней фокальной плоскости которого расположен первый коллективный объектив, жгута волоконных световодов, второго линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен второй коллективный объектив, и двух объективов, имеющих общую главную плоскость, причем первый из них и второй коллективный объектив находятся взаи.мно в фокальных плоскостях друг друга. Фотоприемный блок 25 служит для считы-вания информации, представленной в парафазном коде, и может быть выполнен, например, в виде наборных или интегральных фотоприемных матриц. Блок 26 управления обеспечивает работу оптического страничного преобразователя и может состоять, например, из генератора 27 синхроимпульсов, формирователей 28-37 управляющих сигналов, буферного накопителя 38 и канала 39 вывода. Оптический страничный преобразователь работает следующим образом. Световые пучки, несущие страницы сомно жителей, с выхода ОЗУ поступают на входы блоков 1 и 6. Пучки, переносящие страницу множимых. поступают на первый вход светообъединителя и через коллимирующий объектив 2 на оптически управляемый транспарант 3. По команде генератора 27 формирователь 28 подает управляющее напряжение на транспарант 3, и на нем отображается страница множимых. Световые пучки, несущие страницу множителей, поступают на вход сдвигающего блока 6 (по команде генератора 27

формирователь 29 подает напряжение на блок 6) и через него светообъединительный куб и коллимирующий объектив на вход оптически управляемого поляризационного транспаранта, на котором и отображаются. Световой пучок от лазера поступает на узел смещения, который в соответствии с тактовыми сигналами, поступающими на него с формирователя 29, последовательно переключает световой пучок, начиная с позиции, соответствующей младшему разряду множителей (1-й такт), в позицию, соответствующую старщему (К-му) разряду страницы множителей (К-й такт). В каждом такте световой пучок от узла смещения проходит через телескопический узел, светообъединительный куб и коллимируюlUri.i объектив, освещает ячейки транспаранта только того разряда, который соответствует данному такту умножения, и модулируется ими. У пучков, проходящих через тс ячейки транспаранта, на которых отображены двоичные единицы данного раз)яда страницы множителей, плоскость поляризации поворачивается на 90°, остальные пучки проходят без изменений. Поэтому те пучки, которые соответствуют двоичным единицам данного разряда страницы множителей, проходят через блок 7 формирования пучков, поляризационный светоделите;1ь 8, светообъединитель 1 и коллимирующий объектив 2, освещают все ячейки транспаранта 3 соответствующих слов и модулируются ими. Далее эти пучки проходят через фокусирующий блок 4 и поступают на первый вход светообъединителя 5.

Пучки, которые соответствуют двоичным нулям данного разряда страницы множителей, проходят через блок 7, светоделитель 8 и коллимирующий объектив 9, преобразуются в формирователе 10 кода нулей в пучки, отображающие соответствующие нулевые слова, и через фокусирующий блок 11 и призмепный отражатель 12 поступают на второй вход светообъединителя 5, в котором спетовые пучки объединяются в пучки, отобр.ажающие страницу произведения одного разряда страницы множителей на страницу множимых.

В первом такте вычисления произведен 1И генератор 27 через формирователь 30 подает напряжение на управляемый светопереключатель 13, и он направляет световые пучки, отображающие первое частное произведение, через блок 14 оптической связи и светообъединитель 19 (на него но команде генератора 27 формирователь 34 подае , например, напряжение) на блок 20 riaMHiH, предназначенный для хранения чси.тных произведений. В блоке 20 первое частное произведение отображается на транспаранте и хранится на нем до второго такта.

Во всех последующих тактах вплоть до получения окончательного результата генератор 27 снимает напряжение со светопереключателя 13, и он направляет световые пучки через блок 15 оптической связи и управляемый светообъединитель 17 на первый вход оптического сумматора 18.

По команде генератора 27 формирователь 35 подает напряжение на блок 20, и световой пучок от его лазера через первый объектив, поляризационный светообъединитель и второй объектив освещает оптически управляемый транспарант и модулируется им в соответствии с отображенной на нем

5 страницей частных произведений предыдущего такта. Эти световые пучки, отображающие страницу частных произведений предыдущего такта, через блок 21 формирования пучков, управляемый поликубический мультипликатор 22 и блок 23 обратной связи поступают на второй вход оптического сумматора 18. При этом блок 23 установлен таким образом, что на входе сумматора 18 световые пучки, отображающие страницу частных произведений, смещены на один парафазный разряд вправо (в сторону младщих разрядов).

Во всех тактах вычисления произведения, начиная с второго, генератора 27 через формирователь 33 подает напряжение

0 на сумматор 18, и он вычисляет суммы соответствующих частных произведений.

После последнего К-го такта вычисленная страница произведения кратковременно хранится на транспаранте блока 20. По команде генератора 27 формирователь 36

5 подает напряжение на блок 22, и он направляет световые пучки либо на оптический выход преобразователя, либо через корректирующий объектив 24 на фотоприемный блок 25.

По команде генератора 27 формирователь 37 подает управляющие напряжения на фотоприемный блок 25, и он считывает информацию, соответствующую произведению сомножителей. Эта информация поступает в буферный накопитель 38, из которого

5 по сигналу генератора 27 направляется в канал 39 вывода. При этом страница произведения считывается с двойной точностью. Если требуется округление результата произведения, то в (K-f J)-M такте по коQ манде генератора 27 формирователь 31 подает напряжение на блок 16 формирования кода единиц, который вырабатывает оптические сигналы, отображающие слова, каждое из которых содержит парафазную единицу в дополнительном разряде и нули

5 в остальных разрядах. По команде генератора 27 формирователь 32 подает напряжение на управляемый светообъединитель 17, и он направляет световые пучки от блока

78

16 на первый вход сумматора 18, на второй жащая округлению. В дальнейшем оптнвход которого - с мультнпликатора 22 ческий преобразователь работает аналогичпоступает страница произведения, подле1169022

выход