Оптическое матричное вычислительное устройство

(51)5 6 06 Е 3/00 Н ТЕН лизиможет ое раэветвляеткон, образую. вских волокон ереэ транСпаих оптических ветвлений 2,ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(2 4877165/24 (2 23.10.90 (4 15.03,93. Бюл, М 10 (7 С,В.Соколов и С,М,Огреб (5 Авторское свидетельство СССР М 1226498, кл. О 06 Е 3/00 1984,Авторское свидетельство СССР М 640330, кл. 6 06 Е 3/00, 1976. (5 ) ОПТИЧЕСКОЕ МАТРИЧНОЕ ВЫЧИ Л ТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (51) Изобретение Ьтносится к специа романной вычислительной технике и Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может бысть использовано в оптических вычислительных машинах при выполнении операци обращения матриц.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства засчет реализации обращения матриц.На чертеже представлена функциональ ная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит источник излучени 1, оптический разветвитель 2 с отве влениями 21 - 25, вычислительные тр нспаранты 31-3 з, три анаморфотных звена 41-4 з, матричный (многоэлементный) фотойриемник 5, матричный усилитель 6, матрицу управляемых источников света . (УИС) 7.Для удобства последующего описания введена условная система координат ОХУЕ Ответвления 21-25 оптического разветвителя 9 представляют собой группы из Й х Й неуправляемых направленных ответвите 2быть использовано в оптических вычислительных машинах при выполнении операции обращения матриц. Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей за счет воэможности реализации обращения матриц.Поставленная цель достигается путем охвата оптического устройства перемножения матриц оптической обратной связью, причем параллельное выполнение всех операций позволяет достичь высокого быстродействия, 1 ил. лей (оптических волокон), схема разветвления которых показана на чертеже.Транспаранты З-Зз выполнены неуправляемыми, например, из фотопластиныили фотопленки с заданной функцией пропускания в плоскости ОУХ. На транспаранты 31, Зз записаны изображения единичнойматрицы 1, на транспарант 32 - изображение матрицы А.Устройство и работа анаморфотныхзвеньев (АЗ) 41-4 з описаны,Матричные фотоприемник 5,усилитель6, а также матрица УИС 7 представляют собой, соответственно, матрицы й х И фотоприемников, усилителей и световодов,расположенных в плоскости ОХУ.В ь 1 ход источника излучения 1 подключен ковходу оптического волокна, являющемуся входом оптического разветвителя 2, котор ся далее на И х й оптических волщихответвление 21. Выходы апти ответвления 21 оптически связаны рант З со входами соответствующволокон, составляющих группу оВыходы оптических волокон ответвления 22 ЧЕРЕЗ ПОСЛЕДОВатЕльно ОптичЕСКИ СОЕдиненные АЗ 4 з, транспарант 32, АЗ 42, транспарант Зз, АЗ 4 з, матричный фотоприемник 5, установленный в задней фокальной плоскости АЗ 4 з, матричный усилитель 6, матрицу УИС 7, оптически связаны со входами соответствующих волокон ответвления 24, От группы олтических ответвлений 24 ответвляется группа ответвлений 25, которая соединяется далее с ответвлениями группы 22, образуя цепь оптической обратной связи, До места соединения ответвлений 22, 25 от ответвлений группы 22 ответвляется группа 2 з, соединенная далее с ответвлением 24 после участка ответвления группы 25,.Выходы оптических волокон ответвления 24 связываются вь 1 ходами устройства,Работа устройства организована следующим образом.По сигналу включения "ВКЛ" с выхора источника излучения 1 интенсивности 2 К (в условных единицах) формируется световой поток, поступающий на вход оптического волокна разветвителя 2 и разветвляющийся в ответвлении 21 на М = М х М световых2потоков с интенсивностью, равной 2 (усл. ед,). Световые потоки с выходов оптических волокон ответвления 2 поступают на соответствующие участки (ячейки) транспаранта 31, где записаны иэображения единичной матрицы 1. С выхода транспаранта 31 изображение матрицы 1 в плоскости ОХУ удвоенной интенсивности поступает на входы оптических волокон ответвления 22. В ответвлении 22 световой поток с изображением единичной матрицы разветвляется на два, поступающие через ответвление 2 з в ответвление 24 и непосредственно на вход АЗ 41. В цепи последовательно соединенных оптических элементов "41-32-42-Ззз" происходит последовательное умножение матричного изображения на входе АЗ 41 на матрицы, определяемые изображениями, записанными на транспарантах 32, Зз, Подробно принцип работы цепи "41-32-42-Ззз" . и процессумножения матриц в ней описаны, Так как в начальный момент времени работы устройства на входе АЗ 41 сформировано изображение единичной матрицы 1, то в соответствии с записью описаннь 1 х выше матричнь 1 х изображений на транспарантах 32, Зз, на входе матричного фотоприемника 5 формируется в плоскости ОУХ световой поток с интенсивностью, пропорциональной матрице А, Выходные сиг-, налы фотоприемника 5 через усилитель 6, коэффициент усиления которого равен (для каждого элемента матрицы) 2 я, где 6- коэффициент уменьшения светового потокавследствие потерь в оптической цепи "24-25- 41-32-42-Ззз", поступают на входы матрицы УИС 7, С выхода матрицы УИС 7 формируется световой поток с распределением интенсивности, в плоскости ОУХ, пропорциональной матрице А, который поступает далее на входы оптических волокон ответвления 2, В ответвлении 2 ц данный световой поток разделяется на два - поток,зующий за счет суммирования с потоком из ответвления 2 з световой поток с интенсивкостью в плоскости ОУХ, пропорциональной матрице (1 + А); - поток, поступающий через ответвление 25 на вход АЗ 41 и обра 15 зующий за счет суммирования с потоком из ответвления 22 на входе АЗ 41 световой поток с интенсивностью, пропорциональной матрице 1+ А,Далее вновь происходит умножение 20 матричного изображения на входе АЗ 41 наматрицу А - на входе фотоприемника 5 формируется изображение матрицы А (1 + А), навыходе устройства - 1+ А (1 + А). В последующем работа устройства повторяется - на выходе устройства формируется ряд (2). Отсутствие изменения изображения на выходе устройства свидетельствует об окончании формирования 25 30 матрицы. Формула изобретения Оптическое матричное вычислительное устройство, содержащее последовательно расположенные на ептической оси источник излучения, три анаморфотных оптических звена, на входах которых установлены соответствующие транспаранты с записью изображения матрицы, а в задней плоскости третьего анаморфотного звена установлен матричный фотоприемник, о т л и ч а ю щ ее с ятем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности реализации операции обращения 35 40 45 матриц, в него введены расположенные на выходе матричного фотоприемника матричный усилитель, подключенный выходами к соответствующим входам матрицы управляемык источников света, и три оптических 50 разветвителя, первый из которых выполнен в виде оптического волокна, разветвляющегося на Й оптических волокон, и включен2 между выходом источника излучения и первым транспарантом с записью изображения матриць 1, который через первое и второе ответвления второго оптического разветвителя из К оптических волокон соединен2соответственно с входом первого анаморфотного оптического звена и выходами соответствующих волокон первого 10.поступающий на выход устройства и обра1802367 оставитель С.Соколовхред М.Моргентал Редактор С.Кулаков Корректор П.Гер Заказ 849 Тираж Подписное 1 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035,.Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 ответвления третьего оптического разветвителя из Й оптических волокон, являю-. щихся выходом устройства, а второе ответвление третьего оптического развет 5 вителя из й оптических волокон соединенос выходами соответствующих волокон первого отвоуа второго оптического разветвителя из й оптических волокон,