Оптическое вычислительное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК я)5 6 06 Е 3/00 ЗОБР ЕНИ О АВТОРС 0 МУ С ТЕЛЪС специализинике и может ии дифференых производ- ислительных ких ответ- ), Й групп ,6 им, й в, М линз функциональройства.чник когеренучеНия 1, плонспарант 2, уппу плоских ов 41, 4 и, й ГОСУДАРСТВЕ ЮЕ ПАТЕНТНВедОмстВО сссР(56) Авторское свидетельство СССР В 1144127, кл. 6 06 Е 3/00, 1985.Авторское свидетельство СССР Р 805361, кл. (3 06 Е 3/00, 1981,(54) . ОПТИЧЕСКОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО(57) Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано при решении дифференциальных уравнений в частных производных в оптических вычислительных машинах, Цель изобретения - повышение быстродействия. Поставленная цель достоИзобретение относится крованной вычислительной техбыть использовано при решенциальных уравнений в частнных (ДУЧП) в оптических вычмашинах.Цель изобрдействия устрорешения однотам,етения - повышение быстройства за счет формирования временно по двум координаНа чертеже представлена ная схема предложенного уст Устройство содержит исто тного коллимированного иэл ской вычислительный тра оптический разветвитель 3, гр вычислительных транспарант1830526 А гается тем, что в устройство дополнительно введены(Гч) вычислительный транспарант, (й) группа оптических ответвителей, (й) группа оптических усилителей, М оптичеСких интеграторов и М линз, причем, выход источника излучения через входной транспарант и входной оптический разветвитель подключен к входам всех транспарантов, а выход каждого транспаранта через группу оптических волокон, обьединенных по каждому его столбцу, и оптические усилители подключены к входу соответствующего оптического интегратора, выходы которых через ответвление входного разветвителя подключены к входу устройства, а также через входной разветвитель и группу линз - к выходу устройства. 1 ил,групп изМ обьединенных оптичес влений 511, 5 им (по 1 в каждом из М оптическихх усилителей 611 ойтических интеграторов 71 7 8 1 8 м.Для удобства последующего устройства на фиг. 1 введены усл темы координат ОЯ 1 и О в 1. Вы ника излучения 1 оптччески входом. двумерного вычислительн паранта 2, функция пропускани пропорциональна начальному нию к решению уравнения (3) Р 0( транспаранта 2 оптически связан оптического разветвления 3. О разветвитель 3 представляет со водный жгут из М х М оптически описания овные сисход источсвязан со ого транся которого приближе- ЯЛ), Выход со входом птическийбой светох волокон.Каждое иэ этих волокон разветвляется далее нэ Й волокон, причем, данные ответвления сгруппированы в соответствующие жгуты 31, .Зм (по к х М волокон в каждом), выходы которых оптически связаны со входами оптических транспарантов 41.4 и.Транспарант 4 ь" 1,Й, представляет комплексный пространственно-частотный фильтр, функция пропускания которого пропорциональна Ф (йм, 5,т), где М - значение аргумента Ф на 1-м интервале его дискретизации, выбираемом из условия обеспечения требуемой точности. При записи функции пропускания область определения аргументов (Б, 1) разбивается на К х М участков, число которых выбирается, исходя из заданной точности описания функции Ф. "К" выходов транспаранта 4 на )-м участке по оси 01 подключены ко входам М оптических волокон, объединенных в волокно 5 л, выход которого через оптический усилитель бц подключен к )-му входу 1-го оптического интегратора 71, = 1,Й;= 1,М, Коэффициенты усиления в усилителях б выбираются из условия компенсации потерь светового потока при разветвлении в оптическом разветвителе 3 и затухания его при прохождении кольцевого тракта устройства. Интеграторы 71 78 выполняют операцию неопределенного интегрирования по оси 01; выходы их подключены ко входу разветвителя 3. Выход разветвителя 3 (Зи+1) связан с его входом, а через группу линз 81 8 м - с . выходом устройства,Устройство работает следующим образом.По включении устройства источник излучения 1 формирует импульсный когерентный плоский поток света, поступающий на транспарант 2. С выхода транспаранта 2 снимается световой поток с комплексной амплитудой Ро (5, т), который с помощью разветвлений 31., Зи ответвителя 3 размножается на Й потоков, поступающих нэ входы транспарантов 41,"., 4 и, На выходе каждого транспаранта 4 за счет объединения оптических волокон происходит интегрирование выходного потока по оси 03 и на входы усилителей би,.бщ поступает световой поток с распределением амплитуды по оси 01, равным ф (щ Я, 1) х Рс(5, т)б 5.Усиленный световой поток с выходов усилителей бц,.бм поступает на вход интегратора 71 (где происходит неопределенное интегрирование по оси 01), с выхода которо го снимается световой поток с распределением амплитуды по оси Ой, равным Р 1(ОМ, т) (Р 1 - уже следующее приближение к решению (3. С выходов интеграторов 71 7 и световой поток с распределением амплиту ды в плоскости Оа 1, равным Р 1(а, т), черезответвление Зи+1 поступает вновь на вход устройства для формирования следующего приближения - Р 2 и т.д. (работа устройства повторяется аналогично вышеизложенному), Также через ответвитель 3 и группу линз 10 81 8 в каждая из которых осуществляетобратное преобразование Фурье по оси О Э (с разворотом иэображения на 180), световой поток с выходов интеграторов 71., 7 м поступает на выход устройства, где по окончании переходного процесса в устройстве 15 (т,е. формирования установившегося значения приближения к решению (3 формируется искомое решение (1)-р(у, 1). 20 25 30 35 40 45 Формула изобретен и я Оптическое вычислительное устройство, содержащее источник излучения через входной оптический разветвитель, оптически связанный с входами первого матричного оптического преобразователя, выходы которого оптически связаны с входами М оптических разветвителей первой группы и Й оптических интеграторов. о т л и ч а ю щ ее с я тем, что в него введены (Й)-й матричный оптический преобразователь, оптический разветвитель обратной связи, (Й)-я группа оптических разветвителей, Й оптических усилителей, М линз обратного преобразования Фурье, оптически связанных с выходами устройства, и входной транспарант, расположенный между выходом источника излучения и входом входного оптического разветвителя, (Й)-я группа дополнительных выходов которого оптически связана с входами соответствующих (Й)- - х матричных оптических преобразователей, выходы которых аналогично первому связаны с входами соответствующей (Й)-й группы оптических разветвителей, выход оптических разветвителей каждой иэ Й групп оптически соединен через соответствующие усилители с входом 1-го (где 1 = 1 Й) оптического интегратора, выходы всех Й оптических интеграторов, через оптический разветвитель обратной связи соединены с входами входного оптического разветвителя и линзами обратного преобразования Фурье.Тиражарственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Рау Подписноеениям и открытиям при ГКНТ ССкая наб., 4/5