Оптическое вычислительное устройство

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК я л б 06 ЕЗ/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 414602, кл. 0 06 Е 3/00, 1972,Авторское свидетельство СССРМ 643809, кл. 6 06 Е 3/00, 1976,(57) Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и можетбыть использовано для решения дифференциальных уравнений типа Фоккера-ПланкаИзобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано для решения дифференциальных уравнений типа Фоккера-Планка- Колмогорова (ФПК).Известны устройства, позволяющие приближенно решать линейные дифференциальные уравнения в частных производных (ЛДУЧ П) на основе использования пары преобразования Фурье.Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является оптическое вычислительное устройство, содержащее источник излучения, вход которого является входом устройства, а выходы через Гч оптических разветвителей первой руппы оптически связаны с входами соответствующих столбцов матричного оптического преобразователя, выходы строк которого объединены 5 Ц 1705814 А 1 Колмогорова. Цель изобретения - упрощение устройства, повышение точности и быстродействия за счет решения уравнений в реальном масштабе времени, Это достигается введением внутреннего замкнутого оптического контура, реализующего операцию текущего интегрирования по времени функции интенсивности светового потока, и внешнего контура, реализующего пространственно-временное интегродифференциальное представление уравнения Фоккера-Планка-Колмогорова, Обьединение двух контуров позволяет сформировать искомое решение в реальном масштабе времени. 2 з.п, ф-лы, 1 ил. через М оптических разветвителей второйгруппы, М интеграторов, выходы которых являются выходами устройства Недостатками данных устройств являются их сложность, обусловленная необходимостью использования блоков формирования, обработки, передачи и приема когерентных монохроматических световых потоков; принципиальное отсутствие возможности формирования точного решения ЛДУЧП из-за сингулярности пространственно-частотного фильтра в начале координат; невозможность решения ЛДУЧП, содержащих частную производную по времени. в реальном масштабе времени,Цель изобретения - упрощение устройства, повышение точности и быстродействия эа счет решения уравнения ФПК в реальном масштабе времени.а выходы подключены соответственно к входам уменьшаемого и вычитаемего блока вычитания, выход которого подключен к входу управляемого источника излучения, например светодиода, выход которого является выходом СВСП.Устройство работает следующим образом.Управляющий сигнал с входа устройства приводит к появлению светового импульса малой длительности на выходе источника излучения (а при наличии контура б - к началу формирования линейно изменяющего ся напряжения на выходе ГЛИН 7) Интенсивность выходного потока ис.очника 1 выбирается (с учетом последующег 1 разветвления волокон 31) равном М уел,ед,Световой импульс, сформированный на выходетранспаранта 2, потоксиз.ч -:. ющейся по оси ОУ интенсивностью Мр (у,о), через разветвляющиеся волокна 311,31 м поступает на транспарант 4. На выходе транспаранта 4 формируется световой поток с двумерной интенсивностью Ф 1 (в,у) р(у,о), который, суммируясь гс координате У за счет обьединения волокон разветвителя в волокна 32132 и, образует на входах ОУ 5 ь 5 ц све 1 овой поток с ин. тенсивностьюФ 1 (э,у) р(у,о) а у иэменяющейся в направлении оси 05,Иэ (2) очевидна пропорциональностьинтенсивности данного потока для лебоомомента времени временной производнойр(в,т 1решения уравнения ФПКД 1За счет использования згмкнутог контура, образованного волокном Ззь осугцест.вляется непрерывное интегрирование вовремени входного светового потока ОУ 5 ьТаким образом, на выходе каждого ОУ 5формируется световой поток с интенсивностью, пропорциональной в произвольнь,ймомент времени значению решения уравнения р (ЗЯ) для соответствующего значенияаргумента э 1,Если существуют интервалы отрицательных значений функции Ф, т,е, нат анспа ант 4 записывается уже функцияФ 1 + А и вводится контур 6, то в соответствии с вышеизложенным на выходе ОУформируется функция интенсивностир (ьЯ)+ А т, Это обстоятельство приводит кнеобходимости вычитания светового потокас интенсивностью, пропорциональной А т,что реализуется в соответствующих СВСП,Световой поток с интенсивностью, изменяющейся в направлении оси ОЯ и пропорциональной в произвольный момент времени51 О1 Г,г 30 35 40 45 50 55 искомому решению р (СЛ) поступает по волокнам Зы на выход устройства и по волокнам За - на вход транспаранта 4 работа устройства повторяется в соответствии с вышеизложенным,Формула изобретения 1. Оптическое вычислительное устройство, содержащее нт,1 оцник излучения, вход которого является входом устрой "тва. а выходы через и оптических разветвителей первой гоуппы опти геен". связаны с входами соответствую;цих стелбцов матричного оптического преобразователя, выходы строк которого объединен д через п оптических разветвителей второй группы, и интеграторов, выходы котор;.х являются выход."ми устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, повышения точности и быстродействия за счет решения уравнений в реальном масштабе времени, в него введены и оптических волокон и выоислигеаьный транспарант, а и интеграторов выполнены оптическими и подключены входами к выходам соотеетс 1 вующих п оптичесних разветвителей второй группы, вычислительный транспарант расположен между выходами источника излучения и входами и оптических разветвителей первой группы, соединенными через п оптлческих волокон с соответствующими выходами устройства.2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач эа счет решения уравнения Фоккера-Планка-Колмогорова при осу,цествлении отрицательных значений производной решения по времени, в него дополнительно введены и блоков вычитания световых потоков и последовательно соединенные генератор линейно изменяющегося напряжения, источник некогерентного излучения, выход которого через разветвляющееся оптическое еолскно оптически связан с первыми входами п блоков вычитания световых потоков, вторые входы которых оптически непосредственно связаны с выходами соответствующих и оптических интеграторов, а выходы оптически соединены с соответствующими п выходами устройства. вход которого подключен к управляощему входу генератора линейно изменяющегося наряжения3, Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что каждый из и оптических интеграторов содержит оптический усилитель, вход и выход которого являются соответственно входом и выходом оптического интегратора, а выход оптического усилителя через оптическое волокно оптически связан с его выходом,1705814 Редактор А.Ыаковск симишинец Заказ 193 Тираж ПодписноеВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производствнно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго Гагарина 10 Составитель Техред М.М околовитал Коррект