Оптический параллельный сумматор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ЦДОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свил-ву(22) За я влено 05.02.75 (21) 2109098! 18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— ()642729 (51) М. Кл.

6 06 G 9/00

Гееударатвекхюй кенхтет

СССР

an делам хзобрвтеххй и вткритий

Опубликовано 15.01.79. Бюллетень Jk 2 (53) УДК68 1.325.65 (088.8) Дата опубликования описания 15.01.79

В. Н. Иванов, Р. Ф. Иванов, Н. А. Яковенко и А. В. Дудник (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Кубаиский государсп енный университет (54) ОПТИЧЕСКИЙ ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ СУММАТОР

Изобретение относится к области оптоэлектроники и вычислительной техники и может применяться в качестве сумматора в оптоэлектронных вычислительных машинах.

Один из известных оптических сумматоров содержит монохроматический когерентный источник излучения, за которым устанавливается амплитудный делитель, устройство задержки, коллиматор, полуволновую йластинку и приемник результирующей картины, устанавливаемые в плоскости иэображения (11. Недостат. ками сумматора являются необходимость использования когерентного источника излучения н высокие требования к механической стабилизации элементов сумматора.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является оптичедащ параллельный сумматор, содержащий соединенные световодами электрооптические ячейки, каждая иэ которых состоит из двух элементов памяти слагаемых, одни выводы которых соединены с . электрическими управляющими входами первого и второго электрооптнческих переключателей

2 направления поляризации, а вторые выводы подключены к электрическому управляющему входу третьего электрооптического переключателя направления поляризации, первый, второй н третий выходы первого анализатора

5 направления поляризации являются соответ1ствующими выходами оптической ячейки, н через установленный последовательно с ним второй злектрооптическнй переключатель направления поляризации связаны соответственно с первым и

Ю третьим выходами первого электрооптнческого переключателя направления поляризации непосредственно, а с вторым его выходом — через второй анализатор направления поляризации, :причем первый и третий выходы первого анализатора направления поляризации связаны с разрядным выходом суммы оптической ячейки, первый.и второй выходы третьего анализатора направления нолярнзации являются четвертым н пятым выходами оптической ячейки и связаны с соответствующими выходамн установленного последовательно с ням. третьего электроопти.,ческого переключателя направления полярйза-: ции (2).

642729

Основным недостатком такого сумматора является ограниченное число разрядов слагаемых, что обусловлено большими потерями света в ячейках сумматора.

Целью предложения является повышение точности работы сумматора путем компенсации оптических потерь.

Поставленная цел ь достигается тем, .что в каждую оптическую ячейку сумматора введены элементы вращения плоскости поляризации и источник света, который в первой оптической ячейке связан с первым, вторым и ,четвертым ее входами, а во всех последующих ( связан с вторыМ и четвертым входами, первый элемент вращения плоскости поляризации установлен между первым входом оптической ячейки и первым входом первого электрооптического переключателя направления поляризации, второй и третий входы которого являются соответствующими входами оптической ячейки, причем первый вход каждой оптической ячейки старшего разряда связан с первым и четвертым выходами ячейки младшего разряда, второй элемент вращения плоскости поляризации установлен между пятым входом оптической ячейки и вторым входом третьего электрооптического переключателя направления поляризации, первый вход которого связан с четвертым входом ячейки, причем пятый вход оптической ячейки старшего разряда связан с пятым и вторым выходами ячейки младшего разряда, а третий вход ячейки старшего разряда — с вторым выходом ячейки младшего разряда.

На чертеже представлена принципиальная схема оптического параллельного сумматора.

Оптический параллельный сумматор состоит из однотипных ячеек, соединенных между собой каскадно.

Типовая ячейка содержит исто пшк света 1, первый 2 и второй 3 элементы вращения плоскости поляризапии, первый 4, второй 5 и третий 6 электрооптические переключатели направления поляризации, первый 7, второй 8 и третий 9 анализаторы направления поляризации, первый

10, второй 11, третий 12, четвертый 13 и пятый 14 входы ячейки, первый 15, второй 16, третий 17, четвертый 18 и пятый 19 выходы ячейки, разрядньш выход суммы 20, элементы памяти слагаемых 21, 22, электрические входы устройства

23 — 28, разрядные выходы суммы других ячеек

29, 30.

Электрические связи на чертеже показаны тонкими линиями. Элементы плоскости поляризации вращения 2, 3 представляют собой оптически активную среду, параметры которой подобраны так, что она вращает плоскость поляризации проходящего света на 90 . В общем случае. элементы 2, 3 являются вращателями

10 !

ЗО

50 (55 плоскости поляризации света с неизменными параметрами. Электрооптические переключатели направления поляризации света 4, 5, 6 представляют собой электрооптический блок на основе жидких кристаллов или иных материалов, который поворачивает плоскость поляризации о проходящего света на 90 под действием электрического поля и не изменяет положение плоскости поляризации света при отсутствии поля. Могут применяться также переключатели, которые вращают плоскость поляризации при отсутствии электрического поля и сохраняют направление плоскости поляризации в электрическом поле (" твист" — эффект в нематическом жидком кристалле) .

Тип анализаторов направления поляризации 7, 8, 9 подбирается с учетом необходимости уменьшения размеров всего устройства. Пля работы сумматора необходимо линейно-поляризованное излучение, причем плоскость поляризации ориентируется так, что при отсутствии напряжения на электрооптнческом переключателе направления поляризации 4, анализатор 8 свет не пропускает. Анализатор 7 ориентируется в пропускающем направлении к излучению источника света 1.

Числа задаются электрическими сигналами и поразрядно подаются на соответствующее neveключающее устройство. Разряды Х, и Х числа А(Х1Х ...Хп)подаются на электрические входы

23 и 24,а разряды У1 и У числа В (Y> Ys.„Yn) на электрические входы 25 и 26 в двоичном коде. На электрический вход 27 подается сигнал Х, Ч У1 а на электрический вход 28 — Хз V Y, Считается, что подана, "1", если на электрооцтическом переключателе поляризации есть напряжение, и "0", если напряжение отсутствует. Значения разрядов Zi u Zz суммы

С(.,2.>.. ..Z,„ ) = А(Х„Х ". Х,,)+

В(У Ч .-.Ч„) появляются в виде оптических сигналов на выходах 20, 29 и 30.

Наличие света означает "Г, отсутствие — "0".

Так, при сложении числа А — 1 1 и  — 11 получаем в первом разряде 29 суммы С вЂ” О, во втором разряде 20 — 1 и 1 переноса в третью ячейку на выходе 16.

Главным преимуществом данного устройства является возможность восполнять потери света путем введения дополнительных источников света 1. Причем один источник света 1, соединенный световодами с несколькими ячейками, снимает необходимость применения таких источников в каждом разряде.

В разработанном сумматоре можно значительно уменьшить линейные размеры в направлении проходящего луча света за счет отсутствия двулучепреломляющих кристаллов, поскольку их размеры значительно превосходят размеры элеме»»тов, применяемых в данном сумматоре.

Поперечные размеры устройства определяются в основном диаметром лучей, проходящих через устройство. Время выполнения операции сложения в сумматоре определяется временем возбуждения одного из электрооптических переключателей и не зависит от числа разрядов суммы. »0

Оптический параллельный сумматор, содержащий соединеш»ые световодами оптические ячейки, каждая иэ которых состоит из двух элементов памяти слагаемь»х, одни выводы которых сое»пп»ены с электрическими управляюi шими входами первого и второго электроопп»- 20 часких переключателей» направления г»оляризации, а вторые выводы — подключены к электрическому управляющему входу третьего электрооптического переключателя направления поляризащп», первый, второй и трет»»»» выходы первого анализатора направления поляризации являются соответствующими выходами оптической ячейки, и через установленный последовательно с ним второй электрооптический переключатель направления поляризации связаны соответственно с первым и третьим выходами первого электроопп»ческого переключателя направления поляризации непосредственно, а с вторым его выходом — через второй анализатор направления поляризации, причем первый и третий выходы первого анализатора направления поляризац»п» связаны с разрядным выходом суммы оптической ячейки, первый и второй выходы третьего

Формула изобретения

642729 анализатора направления поляризации являются четвертым и пятым выходами опп»ческой ячейки и связаны с соответствующими выходами установленного последовательно с ним третьего злектрооптического переключателя направления поляризащш, о тли чаю щий ся тем, что, с целью повьпнения точности работы сумматора путем компенсации оптических потерь, в каждую оптическую ячейку сумматора введены элементы вращения плоскости поляризации и источник света, который в первой оптической ячейке связан с первым, вторым и четвертым ее входами, а во всех последующих связан с вторым и четвертью входами, первый элемент вращения плоскосп» поляризации установлен между первым входом опп»леской ячейки и первым входом первого электрооптпческого переключателя направле»п»я поляризации, второй и третий входы которого являются соответствующими входами оптической ячейки. причем первый вход каждой опп»ческой ячейки старшего разряда связан с первым и четвертым выходами ячейки младшего

:разряда, второй элемент вращения плоскости поляризации установлен между пятым входом оптической ячейки и вторым входом третьего электрооптического переключателя направления поляризац»ш, первый вход которого связан с четвертым входом ячейки, причем пятый вход оптической ячейки старшего разряда связан с пятым и вторым выходами ячейки младшего разряда, а третий вход ячейки старшего разряда— с вторым выходом ячейки младшего разряда.

Источники инфорь»ац»п», принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 334537, кл. 6 02 F 3/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР К 433508, кл. G 06 G 9/00, 1972.

642729

Составитель. Ю, Шилипова

Тевред О.Андрейко

Корректор А. Кравченко

Редактор Л. Зубов. Тираж 779 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Э

Заказ 7702)47

Филщи ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектнал, 4