ОПТИЧЕСКИЙ СТРАНИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ОПТОЭЛЕКТРОННОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА Советский патент 1995 года по МПК G11C11/42 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в оптоэлектронных запоминающих устройствах большой емкости для выполнения операции сдвига в странице информации.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей за счет обеспечения выполнения операции сдвига слов в странице информации.

На фиг. 1 приведена блок-схема оптического страничного преобразователя для оптоэлектронного запоминающего устрой- ства; на фиг. 2 и 3 схемы оптически управляемого многоканального светопереключателя.

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

Оптически страничный преобразователь содержит входной согласующий блок 1, оптически управляемые логические блоки 2, формирователь 3 пучков, оптически управляемые многоканальные светопереключатели 4, блоки 5 и 6 оптической связи, расщепители 7 пучков, формирователь 8 пучка, светообъединитель 9, блок 10 оптической связи, оптический регистр 11, блок 12 управления.

Входной согласующий блок 1 предназначен для преобразования пучков, отображающих входную информационную страницу, в пучки, параллельные оптической оси блока 1, отделения пучков, переносящих знаковые разряды от основных, кратковременного хранения входной страницы информации. Блок 1 может состоять, например, из последовательно расположенных переключателя поляризации, первого объектива и поляризационного светоделительного куба, на первом выходе которого последовательно расположены второй и третий объективы, имеющие общую главную плоскость и поляризационный светообъединительный куб, второй вход которого через четвертый объектив связан с оптическим выходом лазера; на выходе светообъединительного куба последовательно установлены пятый объектив и оптически управляемый транспарант, выход которого является первым выходом блока 1, а второй выход поляризационного светоделительного куба является вторым (знаковым) выходом блока 1. Блок 1 может также состоять, например, из последовательно расположенных переключателя поляризации, первой растровой телескопической системы, состоящей из двух линзовых растров и поляризационного светоделительного куба, на первом выходе которого последовательно расположены вторая растровая телескопическая система и поляризационный светообъединительный куб, второй вход которого через телескоп связан с оптическим выходом лазера; на выходе светообъединительного куба расположен оптически управляемый транспарант, выход которого является первым выходом блока 1, а второй выход светоделительного куба является вторым (знаковым) выходом блока 1. Переключатель поляризации поворачивает, например, на 90^о плоскость поляризации пучков, отображающих знаковые разряды слов, относительно основных и может быть выполнен, например, на основе жидких кристаллов. Информация на транспаранте может отображаться, например, с кратковременным запоминанием. Транспарант имеет, например, по сравнению с входной информацией удвоенное число парафазных ячеек для отображения каждого слова. Правая (левая) половина ячеек транспаранта является, например, управляемой и предназначенной для модуляции светового пучка, поступающего на него от лазера блока 1, в соответствии с входной информацией. Эти ячейки транспаранта создают на первом выходе блока 1 соответственно младшие (старшие) разряды страницы информации. Другая половина транспаранта постоянно отображает парафазные нули и создает на первом выходе блока 1 соответственно старшие (младшие) разряды страницы. Управляемая часть транспаранта может быть выполнена, например, на основе жидких кристаллов или PRОM-структуры, остальная часть (постоянно отображающая парафазные нули) в виде фототрафарета.

Каждый оптически управляемый логический блок 2 предназначен для дискретного смещения световых пучков, переносящих основную информацию, в определенное положение, отображающее сдвиг каждого слова на соответствующее число разрядов. Блок 2 может состоять, например, из последовательно расположенных узла формирования пучков формирователя 3 и оптически управляемого многоканального светопереключателя 4.

Каждый формирователь 3 пучков представляет собой, например, телескопическую систему, состоящую из двух линзовых растров.

Оптически управляемый многоканальный светопереключатель 4 может состоять, например, из (см. фиг. 2): светообъединителя 13, формирователя 14 пучков, оптически управляемого поляризационного транспаранта 15, узла 16 смещения пучков, формирователя 17 пучков, светообъединителя 18, оптически управляемого поляризационного транспаранта 19 или из (см. фиг. 3): оптически управляемого поляризационного транспаранта 20, узла 21 смещения пучков, оптически управляемого поляризационного транспаранта 22.

Блоки 5, 6 оптической связи могут состоять, например, из последовательно расположенных жгута волоконных световодов и телескопа.

Каждый расщепитель 7 пучка может быть выполнен, например, в виде светоделительного куба или волоконного разветвителя.

Формирователь 8 пучков может быть выполнен, например, в виде телескопической системы, состоящей из двух линзовых растров.

Светообъединитель 9 предназначен для объединения пучков, отображающих знаковые и основные разряды слов в пучки, отображающие единую страницу информации. Блок 9 может состоять, например, из последовательно расположенных диафрагмы и светообъединительного поляризационного куба, первый вход которого является входом для пучков, переносящих основные разряды, а второй вход для пучков знаковых разрядов. На выходе куба последовательно расположены растровая телескопическая система и переключатель поляризации. Диафрагма предназначена, например, для выделения из входной страницы (удвоенной) либо ее правой половины (при сдвиге страницы вправо) или левой при сдвиге страницы влево. Диафрагма может быть выполнена, например, в виде фототрафарета. Переключатель поляризации поворачивает, например, на 90^оплоскость поляризации пучков, отображающих знаковые разряды, относительно основных и может быть выполнен, например, на основе жидких кристаллов.

Блок 10 оптической связи может состоять, например, из последовательно расположенных линзового растра, в передней фокальной плоскости которого расположен объектив, или первой растровой телескопической системы, состоящей из двух линзовых растров, жгута волоконных световодов и второй растровой телескопической системы.

Оптический регистр 11 предназначен для кратковременного хранения выходной страницы информации. Регистр 11 может быть выполнен, например, из светообъединительного куба, первый вход которого является входом регистра 11, а второй вход через первый объектив связан с оптическим выходом лазера, на выходе куба последовательно расположены второй объектив и оптически управляемый транспарант. Транспарант может быть выполнен, например, на основе жидких кристаллов или PROM-структуры.

Блок 12 управления обеспечивает работу оптического страничного преобразователя и может состоять, например, из генератора синхроимпульсов и формирователей управляющих сигналов.

Светообъединитель 13 может быть выполнен, например, в виде спектрального светообъединительного куба, который пропускает информационные световые пучки, имеющие длину волны λ₁ и поступающие на его первый вход, и отражает управляющие световые пучки, имеющие длину волны λ₂, которые поступают на второй вход светообъединителя 13.

Формирователь 14 пучков может состоять, например, из растровой телескопической системы.

Оптически управляемый поляризационный транспарант 15, например, переключает на 90^о плоскость поляризации информационных световых пучков, проходящих через те его ячейки, на которые поступают управляющие световые пучки. Транспарант 15 может быть выполнен, например, на основе жидких кристаллов или PROM-структуры.

Узел 16 смещения пучков, например, дискретно смещает или пропускает световые пучки без смещения в зависимости от ориентации их плоскости поляризации. Узел 16 может быть выполнен, например, из пластины двулучепреломляющего кристалла (например, исландского шпата).

Формирователь 17 пучка аналогичен формирователю 14.

Светообъединитель 18 аналогичен светообъединителю 13.

Оптический управляемый поляризационный транспарант 19 аналогичен транспаранту 15 с той лишь разницей, что на его выходе установлен поляризатор для уменьшения уровня фона.

Оптический управляемый поляризационный транспарант 20 аналогичен транспаранту 15, но управляемым входом транспаранта 20 является его боковая грань.

Узел 21 смещения пучков аналогичен узлу 16.

Оптически управляемый поляризационный транспарант 22 аналогичен транспаранту 20 с той лишь разницей, что на его выходе установлен поляризатор для уменьшения уровня фона.

Оптически страничный преобразователь для оптоэлектронного запоминающего устройства работает следующим образом.

По команде генератора синхроимпульсов блока 12 его формирователи управляющих сигналов подают, например, напряжение на оптически управляемые транспаранты блока 1 и регистратора 11 на оптически управляемые поляризационные транспаранты 15, 19 или 20, 22 многоканальных светопереключателей 4.

Световые пучки, например, с длиной волны λ₁, переносящие страницу информации с выхода оптоэлектронного запоминающего устройства, поступают на вход входного согласующего блока 1. Пучки, переносящие знаковые разряды слов, проходят через переключатель поляризации и поступают на второй вход блока 1, с которого блок оптической связи 10 передает их на светообъединитель 9. Пучки, не переносящие основную информацию, поступают на оптически управляющий транспарант блока 1 и отображаются в его младших (старших) управляемых ячейках.

По команде генератора синхроимпульсов блока 12 его соответствующий формирователь управляющих напряжений подает, например, напряжение на лазер блока 1. Световой пучок от лазера освещает оптически управляемый транспарант блока 1 и модулируется им. При этом младшие (старшие) ячейки транспаранта модулируют световой пучок в соответствии с отображенной на них входной информации, а старшие (младшие) неуправляемые ячейки транспаранта создают на его выходе пучки, постоянно отображающие парафазные нули.

С первого выхода блока 1 световые пучки, отображающие удвоенные основные разряды слов, поступают на информационный вход первого логического блока 2.

На каждый управляемый вход оптического страничного преобразователя поступают световые пучки, отображающие одноименные разряды (в простом коде) слов соответствующей управляющей страницы. Таким образом, присутствие на данном управляемом входе преобразователя светового пучка управляющего слова соответствует сигналу сдвига в данном логическом блоке 2 соответствующего слова информационной страницы. В случае отсутствия на управляемом входе светового пучка соответствующее информационное слово проходит блок 2 без сдвига. Управляющие световые пучки имеют, например, длину волны λ₂ (фиг. 2) или могут иметь длину волны λ₁ (фиг. 3).

Каждый управляющий световой пучок расщепляется расщепителем 7 пучка на два пучка, которые проходят соответствующие блоки 5, 6 оптической связи и поступают на светопереключатель 4, в котором (фиг. 2) через соответствующие светообъединители 13, 18, формирователи 14, 17 пучков освещают все ячейки транспарантов 15, 19 соответствующего слова информационной страницы, или (фиг. 3) непосредственно поступают в соответствующие боковые грани транспарантов 20 и 22.

В логическом блоке 2 информационные световые пучки проходят узел 3 формирования пучков и поступают на светопереключатель 4, в котором или через светообъединитель 13, формирователь 14 пучков освещают транспарант 15, или непосредственно освещают транспарант 20. Те ячейки транспаранта 15 или 20, которые освещены управляющими оптическими сигналами, например, переключают плоскость поляризации проходящих информационных пучков на 90^о. Эти информационные световые пучки, например, смещаются узлом 16 (или 21) в положение, в котором они отображают слова, сдвинутые, например, вправо или влево на число разрядов, соответствующее весу (разряду) управляющего сигнала. Далее эти информационные пучки проходят (фиг. 2) формирователь 17, светообъединитель 18 и транспарант 19 или (фиг. 3) транспарант 22 и поступают на выход блока 2. При этом транспарант 19 (22) поворачивает их плоскость поляризации на 90^о, возвращая ее в первоначальное положение. Остальные информационные пучки, у которых отсутствуют соответствующие управляющие пучки, проходят данный блок 2 без сдвига.

Информационные световые пучки проходят через последовательно расположенные блоки 2 и на выходе последнего блока 2 появляются световые пучки, отображающие световую информацию, в которой каждое слово сдвинуто вправо (влево) на число разрядов, соответствующее коду соответствующего управляющего слова.

Далее информационные пучки через блок 8 поступают на вход светообъединителя 9, который выделяет из них пучки, отображающие сдвинутую страницу основной информации и объединяет эти пучки с пучками, отображающими знаковые разряды, которые поступают на второй вход светообъединителя 9 с блока 10.

С выхода светообъединителя 9 информационные световые пучки поступают на регистр 11, отображаются и запоминаются на его оптически управляемом транспаранте. По команде генератора синхроимпульсов на лазер регистра 11 соответствующий формирователь управляющих сигналов блока 12 подает, например, напряжение, и световой пучок от лазера освещает транспарант регистра 11 и, промодулированный им, поступает на выход оптического страничного преобразователя.

1. ОПТИЧЕСКИЙ СТРАНИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ОПТОЭЛЕКТРОННОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА, содержащий оптически управляемые логические блоки, каждый из которых состоит из последовательно оптически связанных формирователя пучков и оптически управляемого многоканального светопереключателя, выход оптически управляемого многоканального светопереключателя каждого оптически управляемого логического блока оптически связан с входом формирователя последующего оптически управлемого логического блока, блок управления, первая группа выходов которого подключена к входам соответствующих оптически управляемых многоканальных светопереключателей, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя за счет обеспечения выполнения операции сдвига слов в странице информации, в него введены входной согласующий блок, блок оптической связи, формирователь пучков, светообъединитель и оптический регистр, а в каждый оптически управляемый логический блок введены расщепитель пучков и первый и второй блоки оптической связи, причем вход входного согласующего блока является оптическим входом оптического страничного преобразователя, первый выход входного согласующего блока связан с входом формирователя пучков, первого оптически управляемого логического блока, второй выход входного согласующего блока оптически связан через блок оптической связи с первым входом светообъединителя, выход оптически управляемого многоканального светопереключателя последнего оптически управляемого логического блока оптически связан через формирователь пучков с вторым входом светообъединителя, выход которого связан с входом оптического регистра, вход каждого расщепителя пучков оптически управляемого логического блока является управляемым входом оптического страничного преобразователя, первый и второй выходы расщепителя пучков каждого оптически управляемого логического блока связаны соответственно через первый и второй блоки оптической связи с первым и вторым входами оптически управляемого многоканального светопереключателя, первый и второй выходы блока управления подключены к входам соответственно входного согласующего блока и оптического регистра. 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что оптически управляемый многоканальный светопереключатель содержит первый и второй светообъединители, первый и второй оптически управляемые поляризационные транспаранты, первый и второй формирователи пучков, узел смещения пучков, причем выход первого светообъединителя через последовательно расположенные первый формирователь пучков, первый оптически управляемый поляризационный транспарант, узел смещения пучков и второй формирователь пучков связан с первым входом второго светообъединителя, выход которого оптически связан с входом второго оптически управляемого поляризационного транспаранта.