Оптический сумматор Советский патент 1987 года по МПК G02F3/00 G06F7/56 

113

Изобретение относится к области оптических логических устройств и может быть использовано в когерентно оптических вычислительных системах для обработки изображений.

Целью изобретения является упрощение конструкции сумматора.

На чертеже изображена схема оптического сумматора.

Устройство содержит блок СУММА ПО МОД. 2, выполненный на основе интер- ферометрической схемы, левое плечо которой образовано первым входом 1 и зеркалом 3, а второе плечо - вторым входом 2, зеркалами 4 и 3,простран-- ственный фазовый модулятор 5 с оптическим управлением и блок ПЕРЕНОС, выполненный в виде двух двухплечевых интерферометров. Первое плечо первого интерферометра блока ПЕРЕНОС образовано входом 6, зеркалом 7, выходом модулятора 5, зеркалом 10, второе плечо первого интерферометра - входом 8, зеркалами 9 и 10. Разница оптических путей между -плечами первого интерферометра кратна Д/2,тде Д - длина волны света. Первое плечо второго интерферометра образовано входом 1, зеркалами 11-14, второе плечо второго интерферометра блока ПЕРЕНОС - входом 2 и зеркалом 14. Разница оптических путей первого и . второго плеч второго интерферометра кратна А . Выход первого интерферометра объединен с выходом второго интерферометра на зеркале 15, при . этом оптический путь между выходами первого и второго интерферометров кратен А/2.Входы 1 и 2 являются соответственно первым и вторым входами блока СУММА ПО МОД.2. Выходом блока СУММА ПО МОД.2 является выход зеркала 3 (не показан), оптически сопряженный с входом модулятора 5. Выходом блока СУММА ПО МОД 2 сумматора также служит выход 16 первого интерферометра. Выходом блока ПЕРЕНОС сумматора является выход 17,

Указанные соотношения между оптическими путями интерферометров соблюдаются, например, при расстоянии между оптическими осями 18 и 19, равном (2п + 1)Л/2, расстоянии между зеркалами 12 и 13, равном (2k+1)A/2, и расстоянии между зеркалами 9 и 10, равном m-k, где и, га и k - натуральные числа.

89762

Устройство работает следующим

образом.

На входы 1 и 2 в виде когерентных оптических потоков с одинаковой фа- с ЗОЙ поступают первое и второе пространственно-непрерывные бинарные изображения. Каждый из входных потоков делится соответственно зеркалами 11 и 4 на две составляющих. Первая

JO составляющая второго потока суммируется в противофазе с первой составляющей первого потока на полупро: рачном зеркале 3. Результирующий поток, вследствие этого, будет двух15 уровневым. При этом уровень 1 будет лишь в тех пространственных областях потока, где нет совпадения единицы исходных потоков. Конкретно, для сочетаний 00, 10, 01 и 11 (пер20 вым показан уровень первой составляющей второго потока) амплитуда света на зеркале 3 будет соответственно 0,1-1 и 0.

Полученный поток после зеркала 3

25 попадает на вход фазового модулятора 5. На выходе модулятора 5 возникает двухуровневый геометрический рельеф, соответствующий амплитуде падающего светового потока, но не зависящий

30 от его фазы. Для считывания рельефа используются два опорных потока, по- ,даваемых в противофазе через входы 6 и 8. Первый опорный поток, отра- . жаясь от поверхности модулятора 5,

35 оказывается промодулированным по фазе. Его амплитуда постоянна, а фазе соответствуют два значения.

На зеркале 9 on суммируется в про40 тивофазе с опорным потоком, подавае- .мым через вход 8. Этим осуществляется преобразование фазовой модуляции в амплитудную, Полученый результирующий поток является двухуровневым.

45 Конкретно, для сочетаний 00, 10, 01 и 11 (на входах 1 и 2 сумматора) амплитуда света на зеркале 10 составляет соответственно О, 1, 1,0. Вторые составляющие первого и вто50 рого потоков (поступающих на входы 1 и 2 сумматора) суммируются в фазе на зеркале 14. Полученный поток является трехуровневым (О, 1, 1, 2 для сочетаний DO, 10, 01, 11).

55 На зеркале 15 происходит объединение потоков с выходов первого и второго интерферометров. Поскольку расстояние (оптический путь) между зеркалами 9 и 10 равно целому числу дли

волн, а между зеркалами 10 и 15 - нечетному числу длин полуволн, встреча потоков на зеркале 13 (идущих соответственно от зеркал 10 и 14) происходит в противофазе. В результате t на выходе 17 реализуется значение амплитуды О, О, О, 2 (двухуровневый световой поток). После нормировки уровня на выходе блока ПЕРЕНОС (выход 17) реализуются значения 0,0,0,1 JO .ного фазового модулятора с оптичес- для сочетаний 00, 10, 01 и 11 на вхо- ким управлением, вход которого совме- дах 1 и 2 сумматора.щен с выходом блока СУММА ПО МОД.2,

В качестве выхода блока СУММА ПО МОД.2 целесообразно использовать

а выход модулятора - с входом первого интерферометра, при этом первый

вход 16, если необходимо иметь постоянное значение выходного сигнала сумматора.

Формула изобретения

Оптический сумматор, включающий в себя блок СУММА ПО МОД.2, оптически сопряженный через узел компенсации фазы с блоком ПЕРЕНОС, о т л и ч а Редактор В.Данко

Составитель В.Ежов Техред М.Ходанич

Заказ 2509/41 Тираж 521Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

764

ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения конструкции сумматора, блок ПЕРЕНОС выполнен в виде двух двухпле- чевых интерферометров, первый из которых имеет разницу оптических путей между плечами, кратную /2, а второй интерферометр - кратную Д , где Л - длина волны.света, узел компенсации фазы выполнен в виде пространствена выход модулятора - с входом первого интерферометра, при этом первый

и второй входы второго интерферометра объединены соответственно с первым и вторым входами блока СУММА ПО МОД.2 а выход второго интерферометра, объединенный с выходом первого интерферометра, является выходом блока ПЕРЕНОС, причем оптический путь между выходами первого и второго интерферометров кратен А/2.

Корректор И.Муска

Изобретение относится к оптическим логическим и вычислительным устройствам. Целью изобретения является упрощение конструкции сумматора.Цель .достигается вьшолнением блока ПЕРЕНОС сумматора в виде двух противофазно включенных на выходе интерферомет-- ров и выполнением узла компенсации фазы, соединяющего блок СУММА ПО МОД. 2 и блок ПЕРЕНОС, в виде фазового пространственного модулятора с оптическим управлением. 1 ил. ОЭ tm-d. 00СО 05