Оптический сумматор

(57) Изобретенким логическим 31 Бюл, У 23 ийское высшее ище и Ленинград механики и опт исов, Ю,Н.Матвенженерное кий инс- ики е упрощение конст достигается вып сумматора в вид включенных на в,5(088.8)ое свидетельств С 02 Р 3/00,1 свидетельство С 02 Р 3/00,2 ров и выполнени фазы, соединяющ МОД. 2 и блок ПЕ го пространстве оптическим упра СССР,04,77. СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(21) 3743158 (22) 08.05.8 (46) гз,об.8 (71) Новорос морское учил титут точной (72) В.М.Ден и Е.ф.очин (53) 681,325 (56) Авторск У 395984, клАвторское В. 767790, кл СУММАТОРотносится к оптичесвычислительным устизобретения является укции сумматора. Цель олнением блока ПЕРЕНОС двух противофазно ыходе интерферомет-. м узла компенсации го блок СУММА ПО РЕНОС, в виде фазовоного модулятора с лением. 1 ил.5 10 15 2025 40 45 50 55 1 131Изобретение относится к областиоптических логических устройств иможет быть использовано в когереитнооптических вычислительных системахдля обработки изображений,Целью изобретения является упрощение конструкции сумматора.На чертеже изображена схема оптического сумматора.Устройство содержит блок СУММА ПОМОД. 2, выполненный на основе интерферометрической схемы, левое плечокоторой образовано первым входом 1и зеркалом 3, а второе плечо - вторымвходом 2, зеркалами 4 и 3,простран-.ственный Фазовый модулятор 5 с оптическим управлением и блок ПЕРЕНОС,выполненный в виде двух двухплечевыхинтерферометров. Первое плечо перво го интерферометра блока ПЕРЕНОС образовано входом 6, зеркалом 7, выходом модулятора 5, зеркалом 10, второе плечо первого интерферометра -входом 8, зеркалами 9 и 10, Разницаоптических путей между плечами первого интерферометра кратна 3 /2, где3 - длина волны света. Первое плечовторого интерферометра образовановходом 1, зеркалами 11-14, второеплечо второго интерферометра блокаПЕРЕНОС - входом 2 и зеркалом 14,Разница оптических путей первого ивторого плеч второго интерферометракратна Ь, Выход первого интерферометра объединен с выходом второгоинтерферометра на зеркале 15, приэтом оптический путь между выходамипервого и второго интерферометровкратен 1 /2. Входы 1 и 2 являются соответственно первым и вторым входами блокаСУММА ПО МОД.2, Выходом блока СУММАПО МОД.2 является выход зеркала 3(не показан), оптически сопряженныйс входом модулятора 5, Выходом блока СУММА ПО МОД 2 сумматора такжеслужит выход 16 первого интерферометра. Выходом блока ПЕРЕНОС сумматора является выход 17,Указанные соотношения между оптическими путями интерферометров соблюдаются, например, при расстояниимежду оптическими осями 18 и 19, равном (2 п + 1)3/2, расстоянии междузеркалами 12 и 13, равном (21 с+1)1/2,и расстоянии между зеркалами 9 и 10,равном щ, где и, ш и 1 - натуральные числа6 2Устройство работает следующим образом.На входы 1 и 2 в виде когерентных оптических потоков с одинаковой фазой поступают первое и второе пространственно-непрерывные бинарные изображения. Каждый из входных потоков делится соответственно зеркалами 11 и 4 на две составляющих, Первая составляющая второго потока суммируется в противофазе с первой составляющей первого потока на полупро.рачном зеркале 3. Результирующий поток, вследствие этого, будет двухуровневым, 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 (первым показан уровень первой составляющей второго потока) амплитуда света на зеркале 3 будет соответственно 0,1-1 и О.Полученный поток после зеркала 3 попадает на вход фазового модулятора 5. На выходе модулятора 5 возникает двухуровневый геометрический рельеф, соответствующий амплитуде падающего светового потока, но не зависящий от его фазы. Для считывания рельефа используются два опорных потока, по,даваемых в противофазе через входы 6 и 8, Первый опорный поток, отражаясь от поверхности модулятора 5,оказывается промодулированным по фазе, Его амплитуда постоянна, а фазесоответствуют два значения,На зеркале 9 он суммируется в противофазе с опорным потоком, подаваемым через вход 8, Этим осуществляется преобразование Фаэовой модуляции в амплитудную, Полученый результирующий поток является двухуровневым.Конкретно, для сочетаний 00, 10, 01 и 11 (на входах 1 и 2 сумматора) амплитуда света на зеркале 10 составляет соответственно О, 1, 1, О,Вторые составляющие первого и второго потоков (поступающих на входы 1 и 2 сумматора) суммируются в фазе на зеркале 14, Полученный поток является трехуровневым (О, 1, 1, 2 для сочетаний 00, 10, 01, 11).На зеркале 15 происходит объединение потоков с выходов первого и второго интерферометров, Поскольку расстояние (оптический путь) между зеркалами 9 и 10 равно целому числу длинСоставитель В.ЕжовТехред М.Ходанич Корректор И.Муска Редактор В.Данко Заказ 2509/41 Тираж 521 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 13189 волн, а между зеркалами 10 и 15 - нечетному числу длин полуволн, встреча потоков на зеркале 13 (идущих соответственно от зеркал 10 и 14) про- исходит в противофазе, В результате 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 10 для сочетаний 00, 10, 01 и 11 на входах 1 и 2 сумматора.В качестве выхода блока СУММА ПО МОД,2 целесообразно использовать вход 16, если необходимо иметь пос тоянное значение выходного сигнала сумматора. Формула изобретенияОптический сумматор, включающий 20 в себя блок СУЪКА ПО МОД,2, оптичесики сопряженный через узел компенсации, фазы с блоком ПЕРЕНОС, о т л и ч а -76 4ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции сумматора, блокПЕРЕНОС выполнен в виде двух двухплечевых интерферометров, первыйиз которых имеет разницу оптических путеймежду плечами, кратную Л /2, а второйинтерферометр - кратную Я , где Лдлина волны света, узел компенсациифазы выполнен в виде пространственного фазового модулятора с оптическим управлением, вход которого совмещен с выходом блока СУММА ПО МОД,2,а выход модулятора - с входом первого интерферометра, при этом первыйи второй входы второго интерферометраобъединены соответственно с первыми вторым входами блока СУММА ПО МОД,2а выход второго интерферометра, объединенный с выходом первого интерферометра, является выходом блока ПЕРЕНОС, причем оптический путь между выкодами первого и второго интерферометров кратен Л /2,