ОПТИЧЕСКОЕ ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО» пt' '^^ •'ii^OiUl :: Советский патент 1973 года по МПК G02F3/00 

I

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и предназначено для синтеза полностью оптических систем обработки Информацнн.

Известно оптическое лопнческое устройство, содержащее совмещающие и .поляризационные элементы.

Предложенное устройство отличается тем, Что на выходе входного совмещающего элемента |р|асположен поляризационный элемент, например поляризационный светофильтр, за которым помещен второй совмещающий элемент 1C |циркуля пионным поляризаи. светофильтром на выходе. Это позволяет повысить быстродействие устройства путем параллельной обработки информации по нескольким каналам.

Устройство моделирует универсальные переключательные функции - «штрих Шеффе|ра, «ст релка Пирса, дизъюнкция.

Поставленная цель достигается использованием свойств поляризованного света и вентильной системой с поляризационными светофильтр а мщ.

На фиг. 1 изображено оптическое логическое устройство в режиме моделирования функций - «штрих Шеффера и дизъюнкции; на фиГ. 2 - то же, функции «стрелка Пирса.

Устройство содержит входной совмещающий элемент 1, поляризащионный элемент 2,

совмещающий элемент 3, поляризациопный светофильтр 4, прозрач 1ый для света, поляризованного по кругу, входные ннформа-цион«ые к.артипы 5 п 6. постоянные световые картины 7 и 8, светофильтр 9, прозрачный для линейно поляризованного света, элемент 10, преобразующий свет с линейной поляризацией в свет, поляризованный по кругу, напрНмер линейная фазовая 90° пла:стппка, коллимирующую линзу 11.

Свет, прощедшпй элемент 2, поступает в совмещаюп1ий элемент 3, на выходе которого установлен поляризационный светофильтр 4. прозрачный для света, поляризованного по

кругу. Па входы элемента 1 подаются сигналы входной информации в виде информационных картин. Каждое поле этой картины представляет собой самостоятельный .информационный капал. Налнчие света соответствует

сигналу «1, отсутствие - сигналу «О. На входы элемента 1 п элемента 3 подается постоянный поток света, полярпзованного по кругу.

При молелиров.ании функций «штрпх Шеффера и дизъюнкции поляризоваипый элемент 2 представляет собой поляризационный светофильтр, прозрачный для света, поляризованного по кругу. Прп моделировании функции «стрелка Пирса поляризационный элемент 2

состоит из фильтра 9, прозрачного только для линейно поляризованного света н элемента 10, преобразующего линейно полярнзова11Н1з1Й свет в свет, ноляризСВанный по кругу. В качвстве этого элемента может быть нснользована, например, -в щростейшем случае лошей)1ая фазовая 90° пластинка. Прн использоваНШ1 этой пластпикн желательно мсжлу ней и светофильтром 9 устаповпть коллимирующую линзу 11, передающую изображенпе, прощедщее светофильтр 9, на пластпнку 10 параллельным пучком света. Описание работы устройства начнем с рассмотрения вынолиения «щтрнх Шеффера. Будем считать для определеиности, что информа цня задается нравоцнркулярно поляризоваипым светом п, кроме того, на вход элемента 1 подан постоянный световой левоц«ркуля;рно поляризованный поток. Постоянный Световой ноток, поданный на вход элемента 3, считается левоцнркулярно поляризованным. Интенсивности всех потоков как информацноиных, так и постоянных считаюпся ра-виыми. Рассмотрим возможные комбинаиил сигналоВ. При отсутствии информаиионных потоков и i/ 0 на входах элемента 1 постоянный левОЦНркулярно иолярнзованный погок проходит светофильтр 2, прозрачный для света, поляризованного по кругу, и поетупает в элемент 3. В элемеите 3 он еовмеииется с постоянным световым потоком, направлепне круговой поляризации которого совпадает с направлением поляризацня постоянного, направленного па элемент 1, потока. Образовавшийся поток двойИОЙ интенсивиости с левой циркулярной формой поляризации проходит через светОС ильтр 4, прозрачный для света, поляризованного по кругу. Свет на выходе ееть - выходной сигнал «1. При появлении комбинации л 0, , нролзойдет следующее. Правоциркулярно поляризованный поток поступит иа вход элемента 1 и совместится с левоциркулярно поляризованным постоянным потоком. Веледствпе равенства интенен1вностн этих потомков образуется линейно поляризованный свет, который задержатся светофильтром 2, не прозрач.пым для линейно поляризованного света. В наи|равленпт1 выхода через светофильтр 4 ироходнт только полярлзованный по кругу свет постоянного лотока, что соответствует выходному оигпалу «1. Прн появлении комбинации х, описанный прОцесс повторится с той лишь разницей, что с постояиным иотоком световой картины 7 взаимодействует поток информационной картины 5. Выходной сигнал в этом случае «1. При комбинации , в элементе 1 образуется смесь из л-инейно ноляризованного света, возникшего при взаимодействии одного из информащнонных иото,ков с постоянным иотоком, н прапзощиркулярно ноляризоваиного света. СветО|фильтр 2 заде|ржит линейно поляр изоваииую компоненту и пропустит правоЦиркулярно поляризованную. Последняя совместится в элементе 3 с левоциркудярно полярнзованпы.м потоком картины 8 той же нитеисивпостн. Образовавшпйся лииейио поляризованный свет задержится светофильтром 4. Света на выходе не будет - выходной сигнал «О. Таким Образом, описаипое устройство промоделирует функцию, заданную зиаченнями совпадающими со значениями переключательной функции «штрих Шеффера. При замене на1правления круговой поляризации постоянного потока картнны 8 на противоположиое оиисанное устройство выполнит дизъюнкцию переменных х .и у. Действительно, в этом случае при и гу 0 через светофильтр 2 в элемент 3 поступит свет с левой формой круговой полярпзацнн. При совмещениИ с Правоциркулярно поляризованным потоком в элементе 3 образуется линейно поляризовапный свет, который поглотится светофильтром 4. Выходной снгнал «О. При комбинации , у или , через светофильт1р 2 свет проходить ие будет. Через светофильтр 4 будет проходить только правоцир:Кулярно поляризованный свет. Выходной сигнал в о:боих случаях «. При .комбинации х, через светофнльтр 3, как было показано, пройдет правоциркулярно поляризованный свет. Совместившись в элементе 3 с правоциркулярно поляризованным светом постоянного потока, он образует правоциркулярно поляризованный ноток двойной интеноивностп, который пройдет светофильтр 4. Выходной сигнал «1. В omiсаииом случае моделируется функция, заданная значениями совпадающими со значениями дизъюнкции .переменных х и у. Рассмотрим работу устройства в режиме выполнения операцин «стрелка Пирса. Постоянные потоки онять считаются левоциркул яр но нолярнзованными.

|Цри отсутствии входных сигналов , постоянный поток левоциркулярко поляризованного света задержится светофильтром 9, ие иропускающим свет, иоляризованиый но кругу. В наиравлеиии выхода через светофильтр 4, прозрачный для света, ноляРизованного но кругу, пройдет левоцир.кулярио полярнзо.ваиный постоянный поток. Световой сигнал на выходе соответствует сигналу «1.

ПрИ ко.Мбинаадиях , « , у 0 произойдет следующее. Инфорлгациоиный поток хну правоциркулярно поляризованного света взаимодействует с постоянным потоко.м левоииркулярно поляризованного света. 06разуЮ|Щий,ся поток линейно поляризованного света проходит светофильтр 9, прозрачный для линейно полярИЗОВанного света, преобраз ется в ира;воцир1кулярно поляризованный свет элементом 10, например линейной фазовой 90° пластинкой. Полученный поток правоциркулярио иоляризОВаиного света встречается в элементе 3 с постоянным потоком левоииркулярно иоляризованиого света. Образовавшийся ири этом линейно поляризованный свет задержится светофильтром 4, пропускающим только свет, иоляризованный ио кругу. Светового сигиала иа выходе нет, что соответствует «О.

При комбинации ., г/ 1 в элементе 1 образуется смесь из линейно иоляризованного света и правоциркулярио ноляризоваиного. Линейно поляризованная компонента проходит через элементы 9, 10 и 11, а поляризованная по кругу задержится светофильтром 9. Свет, вьмиедший из лолярнзааиоиного элемента, как было показано выо1е, ира1ВОциркулярно поляризован, иоэтому при совмещении в эле.менте 3 с левоциркулярно поляризованным потоком образуется линейно поляризованный свет, который ПОГЛОТИТ1СЯ светоф)1льтром 4.

Таким образом, устройство промоделирует функщню, заданную значениями

10

совпадающими со значениями функции «стрелка «Пирса.

Благодаря совмещающим элементам 1 и 3 в устройстве возможно иаложение световых

картин. Это позволяет оиисанному устройству одновременно находиться в различных состояниях по отношению к различным полям такой каришы, что создает возможность производить одновременную обработку инфО:рмаш1и, следуюи1е1 ио нескольким каналам, одним устройством.

Предмет изобретен и я

Оптическое логическое устройство, содержащее совмещаюии1е и иоляризащюнные элементы, отличающееся те.м, что, с целью повышения быстродействия параллельно) обработки ннформа ЦИ)1 но нескольким каналам, на выходе входного совмещаюи1его элемента расположен иоляризаинонный элемент, например иолярнзашюнный светофильтр, за которым помещен второй совмещающий элемент с циркуляиионным поляризационным светофильтром на выходе.

6 у

4