Оптический интегратор Советский патент 1992 года по МПК G06E3/00 

Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано в оптических вычислительных машинах.

Известны оптические интеграторы, построенные на основе свойств линзы или на основе объединения оптических волокон 1.

Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является двумерный оптический интегратор, содержащий матрицу L x L оптических транспарантов, входы которых являются входами интегратора, а выходы оптических транспарантов, образующих i-й (i 1 ,L) столбец матрицы, подключены к соответствующим входам 1-го интегрирующего контура первой группы L интегрирующих контуров 2. Недостатки данного интегратора заключаются в возможности интегрирования только когерентных монохроматических световых потоков, а также в существующей погрешности за счет вырожденности (сингулярности) пространственно-частотного фильтра в начале координат.

Цель изобретения - повышение точности интегратора и расширение его функциональных возможностей за счет интегрирования двумерных некогерентных световых потоков.

Цель достигается тем, что в интегратор введена вторая группа L интегрирующих контуров, выходы которых являются выходами интегратора, при этом выходы 1-го интегрирующего контура первой группы подключены к 1-м входам интегрирующих контуров второй группы, а каждый из интегрирующих контуров первой и второй групп содержит j 0 2,L) оптических волокон, входы и выходы которых являются соответственно входами и выходами интегрирующего контура, в котором j-e оптическое волокно имеет L - j ответвлений, каждое k-e (k 1 ,L -j) ответвление обьединено с (j + оптическим волокном.

ё

XI О х|

:S

XI

На фиг. 1 представлена функциональная схема интегратора. Для удобства последу юще го описания введем условную систему координат OYXZ.

Интегратор содержит матрицу L х | плоских оптических транспарантов 1ц ... ILL с постоянной функцией пропускания, входы которых являются соответствующими входами интеграторе, а выходы транспарантов 1и ... (i-ro столбца матрицы) подключены к L входам (L, L -1 ... 1-му) i-ro интегрирующего контура (И К) 2j, ось направления интегрирования т; которого совпадает с направлением оси OY, i 1,L 0-й выход ИК 2 j подключен к (L - i + 1)-му входу (L - 3 + 1)-го HK3L-D+1, которс о совпадает с направлением оси ОХ, I, 3 1,L L L выходов ИК 3i ... SL являются выходами устройства. ИК 2i ... 2i и 3i ... SL выполнены идентично.

На фиг. 2 представлена схема исполнения ИК (rj - ось направления интегрирования).

ИК содержит L оптических волокон 4i... 4L, которые могут быть выполнены в виде неуправляемых направленных ответвите- лей 1, с. 130. Волокна ИК объединены следующим образом: j-e волокно И К имеет L - j ответвлений от основного канала, k-у волоконное ответвление, к 1,, объединено с (j + k)-M волокном 4j+k, j 1,L

Величина L определяется исходя из величины интервала дискретизации интегрируемой входной функции, определяемого из условия требуемой точности ее представления. При этом L может быть определена как

ра в ij раз. С учетом того, что при реализации дискретного аналога операции неопределенного интегрирования двумерной функции необходимо умножение на А , где А - шаг интегрирования, постоянный коэффициент пропускания (ослабления) ij-ro транспаранта 1ij выбирается равным |-Ј в связи

с тем, что на функцию пропускания транспаранта умножается амплитуда потока, а не интенсивность.

Интегратор работает следующим образом.

На вход интегратора поступает световой поток, имеющий направление распространения вдоль оси OZ и распределение интенсивности по известному закону ДХ, Y)

в плоскости OYX Пройдя через матрицу транспарантов 1ц ... ILL, коэффициенты пропускания которых постоянны и обеспечивают корректность выполнения дискретного аналога операции неопределенного

интегрирования на выходе интегратора, световой поток поступает на входы И К 2i ... 2L. В j-м ИК 2j осуществляется аналог операции неопределенного интегрирования функции интенсивности входного потока/о(Х, Y)

по координате Y на (L - j + 1)-м интервале разбиения области существования аргуменTaX:J-V (XL-J+I.Y)

Световые потоки с данными интенсивностями поступают на входы ИК 3i... SL, где

осуществляется аналог операции неопреде

Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано в оптических вычислительных машинах. Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей за счет интегрирования двумерных некогерентных световых потоков. Цель достигается за счет введения в устройство второй группы из L интегрирующих контуров, расположенной взаимно перпендикулярно к первой группе из L интегрирующих контуров, содержащих оптические волокна со специальной разводкой, обеспечивающей неопределенное интегрирование интенсивности одномерного светового потока. 2 ил.

supY-infY AY

supX-infXi АХ

где sup(...), inf(...)-верхняя и нижняя границы определения области существования аргументов;

Д.. - интервал разбиения (дискретизации).

Не нарушая общности последующих рассуждений, можно положить максимальную величину интервала определения аргументов X и Y равной 1 (в усл. единицах), тогда

I

1

где А - соответствующий шаг дискретизации аргумента входной функции.

Разветвление входного светового потока транспаранта 1ij на i потоков в волокнах И К далее на j потоков в волокнах ИК Si, i,j 1,L, приводит к необходимости усиления его интенсивности на входе интегратоленного интегрирования функции

//Хх,

Y)dY уже по аргументу X. На выходе HKSi... SL, т. е. на выходе интегратора, формируется световой поток с распределением функции

интенсивности в плоскости OYX У Ј, р (X,Y)A-A являющимся дискретным

50

аналогом функции Г/р(Х, Y)dXdY. XY

Формула изобретения

Оптический интегратор, содержащий

матрицу L У- L оптических транспарантов,

входы которых являются входами интегратора, а выходы оптических транспарантов,

образующих 1-й (i 1 - L) столбец матрицы,

подключены к соответствующим входам i-ro

интегрирующего контура первой группы L

интегрирующих контуров, отличающии с я тем, что, с целью повышения точности и расширение функциональных возможностей за счет интегрирования двумерных некогерентных световых потоков, в него введена вторая группа L интегрирующих контуров, выходы которых являются выходами интегратора, выходы i-ro интегрирующего контура первой группы подключены к i-м входам интегрирующих контуров втопой

rpyrtnb), а каждый из интегрирующих контуров первой и второй групп содержит j (j 2- - L) оптических волокон, входы и выходы которых являются соответственно входами и выходами интегрирующего контура, в котором j-e оптическое волокно имеет L - j ответвлений, каждое k-e (k 1L - j) ответвление объединено с Q + к)-м оптическим волокном.

JJpOvO i