Оптический параллельный сумматор

Союз Соввтски Социалисти чесли РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н)642729(61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) За я влено 05.02.75 (21) 2109098/18-24 М. Кл.6 06 С 9/ заявки Ю присоедине Гееударетееивй кемтет СССР аа деламзобрете и еткритий(23) Приоритет -публиковано 15.01,79. Бюлата опубликования описа нь 342(71) Заявитель кнй 54) ОПТИЧБСКИЙ ЛЕЛЬНЫЙ СУММАТО поляр иш па- диненные Изобретение относится к области оптоэлект. направления поляризации, а вторые выводы .роники и вычислительной техники и может подключены к электрическому управляюпримеияться в качестве сумматора в оптоэлект- щему входу третьего электрооптического пере. роиных вычиащтельных машинах. ключателя направления поляризации, первый,Один из известных оптических сумматоров второй н третий выходы первого анализатора содержит монохроматический когерентный ис направления поляризации являются соответточник излучения, за которым устанавливается 1 ствующнми выходами оптической ячейки, н через амплитудный делитель, устройствозадержки, установленный последовательно с ним второй коллиматор, полуволновую йластинку и при- злектрооптическнй переключатель направления емник результирующей картины, устанавли- изации связаны соответственно с первым и ваемые в плоскости иэображения (11. Недостат третьим выходами первого электрооптнческого ками сумматора являются необходимость ис- переключателя направления поляризации не пользования когерентного источника излучения н посредственно, а с вторым его выходом - через высокие требования к механической стабили- второй анализатор направления поляризации, зации элементов сумматора. .причем первый и третий выходы первого анали.15 затора направления поляризации связаны сНаиболее близким техническим решением к разрядным выходом суммы оптической ячейки, данному изобретению является оптичес первый.и второй выходы третьего анализатора раллельный сумматор, содержащий сое направления нолярнзации являются четвертым н световодами электрооптические ячейки, каждая пятым выходами оптической ячейки и связаны с иэ которых состоит из двух элементов памяти 0 соответствующими выходамн установленного слагаемых, одни выводы которых соединены с последовательно с ним третыго электрооптиэлектрическимн управляющими входами первого ,.ческого переключателя направления поляриза.: и второго электрооптнческих переключателей ции (2,Основным недостатком такого сумматораявляется ограниченное число разрядов слагаемых,что обусловлено большими потерями света вячейках сумматора.Целью предложения является повышениеточности работы сумматора путем компенсацииоптических потерь,Поставленная цель достигается тем,что в каждую оптическую ячейку сумма.тора введены элементы вращения плоскостиполяризации и источник света, который в первойоптической ячейке связан с первым, вторым и,четвертым ее входами, а во всех последующихсвязан с вторыМ и четвертым входами, первыйэлемент вращения плоскости поляризации установлен между первым входом оптической ячейкии первым входом первого электрооптическогопереключателя направления поляризации, второйи третий входы которого являются соответствующими входами оптической ячейки, причемпервый вход каждой оптической ячейки старшегоразряда связан с первым и четвертым выходамиячейки младшего разряда, второй элемент вращения плоскости поляризации установлен междупятым входом оптической ячейки и вторымвходом третьего электрооптического переключателя направления поляризации, первый входкоторого связан с четвертым входом ячейки,причем пятый вход оптической ячейки старшегоразряда связан с пятым и вторым выходамиячейки младшего разряда, а третий вход ячейкистаршего разряда - с вторым выходом ячейкимладшего разряда,На чертеже представлена принципиальнаясхема оптического параллельного сумматора.Оптический параллельный сумматор состоит изоднотипных ячеек, соединенных между собойкаскадно.Типовая ячейка содержит истопщк света 1,первый 2 и второй 3 элементы вращения плоскости поляризапии, первый 4, второй 5 и третий 6электрооптические переключатели направленияполяризации, первый 7, второй 8 и третий 9анализаторы направления поляризации, первый10, второй 11, третий 12, четвертый 13 и пятый 14входы ячейки, первый 15, второй 16, третий 17,четвертый 18 и пятый 19 выходы ячейки, раз.рядньш выход суммы 20, элементы памяти слагаемых 21, 22, электрические входы устройства23 - 28, разрядные выходы суммы других ячеек29, 30.Электрические связи на чертеже показанытонкими линиями. Элементы плоскости поляризации вращения 2, 3 представляют собой оптически активную среду, параметры которойподобраны так, что она вращает плоскость поляризации проходящего света на 90. В общемслучае, элементы 2, 3 являются вращателями 1 О 5 20 ЗО 35 о 45 50 55 плоскости поляризации света с неизменнымипараметрами. Электрооптические переключателинаправления поляризации света 4, 5, 6 представляют собой электрооптический блок на осно.ве жидких кристаллов или иных материалов,который поворачивает плоскость поляризацииопроходящего света на 90 под действием электрического поля и не изменяет положение плоскостиполяризации света при отсутствии поля. Могутприменяться также переключатели, которыевращают плоскость поляризации при отсутсттмэлектрического поля и сохраняют направлениеплоскости поляризации в электрическом поле(" твист" - эффект в нематическом жидкомкристалле) .Тип анализаторов направления поляризации 7,8, 9 подбирается сучетом необходимостиуменьшения размеров всего устройства. Зляработы сумматора необходимо линейно-поляризованное излучение, причем плоскость поля.ризации ориентируется так, что при отсутствиинапряжения на электрооптнческом переключателенаправления поляризации 4, анализатор 8 свет непропускает. Анализатор 7 ориентируется в пропускающем направлении к излучению источникасвета 1,Число задаются электрическими сигналами ипоразрядно подаются на соответствующее пеое.ключающее устройство. Разряды Х, и Хг числа А(Х, Хг Хп)подаются на электрические входы23 и 24, а разряды У, и Уг числа В (У, Уг. "Уп) наэлектрические входы 25 и 26 в двоичном коде. Наэлектрический вход 27 подается сигнал Х, Ч У, ана электрический вход 28 - ХЧ Уг, Считается, что подана; "1", если на электроонтическом переключателе поляризации есть напряжение, и "0", если напряжение отсутствует. Значения разрядов Е, и Ег суммыС ( Х., 7. а Е,) = А (ХХ " Х, )++В(У. )появляются в виде оптических сигналов на вы.ходах 20, 29 и 30,Наличие света означает "Г, отсутствие - "0",Так, при сложении числа А - 11 и В - 11 получаемв первом разряде 29 суммы С - О, во второмразряде 20 - 1 и 1 переноса в третью ячейку навыходе 16,Главным преимуществом данного устройстваявляется возможность восполнять потери светапутем введения дополнительных источниковсвета 1, Причем один источник света 1, соединен.ный световодами с несколькими ячейками, снимает необходимость применения таких источни.ков в каждом разряде.В разработанном сумматоре можно значительно уменьшить линейные размеры в направлении проходящего луча света за счет отсутствиядвулучепреломляющих кристаллов, поскольку их размеры значительно превосходят размеры элеметов, 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. 10 Оптический параллельный сумматор, со держащий соединешые световодами оптические ячейки, каждая из которых состоит из двух элементов памяти слагаемьх, одни выводы которых соеппены с электрическиьш управляюшими входами первого и второго электроопп часких переключателей направления голяризации, а вторые выводы - подключены к электрическому управляющему входу третьего электро. оптического переключателя направления поляризащп, первый, второй и трет выходы пер вого анализатора направления поляризации являются соответствующими выходами оптической ячейки, и через установленный последовательно с ним второй электрооптический переключатель направления поляризации связаны соответственно З 0 с первым и третьим выходами первого электрооппческого переклочателя направления поляризации непосредственно, а с вторым его выходом - через второй анализатор направления поляризации, причем первый и третий выходы первого анализатора направления поляризацп связаны с разрядным выходом суммы оптической ячейки, первый и второй выходы третьего Формула изобретения 642729анализатора направления поляризации являются четвертым и пятым выходами оппческой ячейки н связаны с соответствующими выходами установленного последовательно с ним третьего злектрооптического переключателя направления поляризащш, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьпнения точности работы сумматора путем компенсации оптическх 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 четвер.тьы входами, первый элемент вращения плоскосп поляризации установлен между первым входом опплеской ячейки и первым входом первого электрооптпческого переключателя направлешя поляризации, второй и третий входы которого являются соответствующими входами оптической ячейки. причем первый вход каждой оппческой 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 поляризацш, 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 информации, принятые во внимание при эксперпзе1. Авторское свидетельство СССР йф 334537,кл. 6 02 Е 3/00, 1970.2. Авторское свидетельство СССР Ко 433508,кл. 6 Об (3 9/00, 1972,. Тнраж 779 ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений н открьпнй 3035, Москва, Ж, Раушская наб.