Оптоэлектронный преобразователь для оптического запоминающего устройства

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1/42 ство СССР 00, 1978.с.19-30 ого поляривыход тре- етообъединиемый перезан с втозационного блока упестои под авляемо- поляризаОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) 1ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА, содержащий лазер, выход которого оптически связан через первый блок формирования пучка с первым входом первого поляризационного светообъединителя, второй вход которого является оптическим входом оптоэлектронного преобразователя, выход первого поляризационного све 1 тообъединителя оптически связан через коллимирующий блок с оптически управляемым. транспарантом, фотоприемный блок и блок управления, первый, второй и третий выходы которого .подключены соответственно к лазеру, оптически управляемому транспаранту и фотоприемному блоку, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения выполнения логической операции НЕ, в него введены второй и третий поляризационные свето- объединители, управляемый матричный переключатель поляризации, второй, третий, четвертый, пятый и шестой блоки формирования светового. пучка, первый и второй поляризационные светоделители, первый и второй управляемые переключатели поляризации, первый, второй, третий и четвертый,801112926 А отражатели, причем выход оптическиуправляемого транспаранта связанчерез последовательно расположенныеуправляемый матричный переключательполяризации и второй блок формирования светового пучка с входом первого поляризационного светоделителя,первый выход которого через первыйуправляемый переключатель поляризации оптически связан с входом второго поляризационного светоделителя,первый выход которого через последовательно расположенные третий блокформирования светового пучка,первый отражатель, четвертый блокформирования светового пучка и второй отражатель оптически связан спервым входом второго поляризационного светообъединителя, выход которогооптически связан с фотоприемнымблоком, второй выход первого поляризационного светообъединителя черезпоследовательно расположенные третийотражатель, пятый блок формированиясветового пучка, четвертый отражатель и шестой блок формированиясветового пучка оптически связан спервым входом третьего поляризационного светообъединителя, второй входкоторого через седьмой блок формирования светового пучка оптически связан с вторым выходом втор зационного светоделителя, тьего поляризационного св теля через второй управля ключатель поляризации свя рым входом второго поляри светообъединителя, выходь равления с четвертого по ключены соответственно к му матричному переключате1112926 ка управления. 25 ции, первому и второму управляемым переключателям поляризации, выход фотоприемного блока соединен с входом блока управления.2. Преобразователь по п.1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что блок управления содержит генератор синхроимпульсов, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой формирователи управляющих сигналов, буферный накопитель и канал ввода-вывода, причем выходы генератора синхроимИзобретение относится к областивычислительной техники и может быть использовано в оптических запоминающих устройствах большой емкости для логической обработки информации. 5Известен оптический инвертор, содержащий источник излучения, свето- объединяющий элемент, реверсивную светочувствительную пластину и .узел управления. Основным недостатком дан ного блока является трудность его реализации ввиду отсутствия необходимых реверсивных светочувствительных пластин.Наиболее близким техническим ре шением является матричный оптический преобразователь, содержащий оптически управляемый транспарант, два электрически управляемых транспаранта, оптическую систему, фотоприем ный узел и узел управления, Основным недостатком данного блока является невозможность инвертирования оптических сигналов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя за счет обеспечения выполнения логической операции НЕ.Указанная цель достигается тем, что в оптоэлектронный преобразователь для оптического запоминающего устройства, содержащий лазер, выход которого оптически связан через первый блок формирования пучка с первым входом первого поляризационного светообъединителя, второй вход которого является оптическим входом оптоэлектронного преобразователя, выход пульсов подключены соответственно к входам формирователей управляющих сигналов с первого по шестой, квходу буферного накопителя и первомувходу канала ввода-вывода, выход буферного накопителя подключен к второму входу канала ввода-вывода, выходы формирователей с первого по шестой являются выходами блока управления с первого по шестой, вход буферного накопителя является входом блопервого поляризационного светообъединителя оптически связан через коллимирующий блок с оптически управляемым транспарантом, фотоприемный блоки блок управления, первый, второй итретий выходы которого подключенысоответственно к лазеру, оптическиуправляемому транспаранту и фотоприемному блоку, введены второй и третий поляризационные светообъединители, управляемый матричный переключатель поляризации, второй, третий,четвертый, пятый и шестой блоки .формирования светового пучка, первыйи второй поляризационные светоделители, первый и второй управляемыепереключатели поляризации, первый,второй, третий и четвертый отражатели, причем выход оптически управляемого транспаранта связан через последовательно расположенные управляемый матричный переключатель поляризации и второй блок формированиясветового пучка с входом первогополяризационного светоделителя, первый выход которого через первыйуправляемый переключатель поляризации оптически связан с входом второго поляризационного светоделителя,первый выход которого через последовательно расположенные третий блок формирования светового пучка, первый отражатель, четвертый блок формирования светового пучка и второй отражатель оптически связан с первым входом второго поляризационного светообъединителя выход которого оптически связан с фотоприемным блоком, второй выход первого поляризационного светообъединителя через последовательно расположенные третийотражатель, пятый блок формированиясветового пучка, четвертый отражательи шестой блок формирования световогопучка оптически связан с первым входом третьего поляризационного светообъединителя, второй вход которогочерез седьмой блок формирования светового пучка оптически связан свторым выходом второго поляризационного светоделителя, выход третьегополяризационного светообъединителячерез второй управляемый переключатель поляризации связан с вторым входом второго поляризационного светообъединителя, выходы блока управления с четвертого по шестой подключены соответственно к управляемомуматричному переключателю поляризации,первому и второму управляемым переключателям поляризации, выход фотоприемного блока соединен с входомблока управления, а также тем, чтоблок управления содержит генераторсинхроимпульсов, первый, второй,третий, четвертый, пятый и шестойформирователи управляющих сигналов,буферный накопитель и канал ввода-вывода, причем выходы генератора синх 30роимпульсов подключены соответственно к входам формирователей управляющих сигналов с первого по шестой,к входу буферного накопителя и первому входу канала ввода-вывода, выходбуферного накопителя подключен квторому входу канала ввода-вывода,выходы формирователей с первого пошестой являются выходами блока управления с первого по шестой, вход буферного накопителя является входомблока управления.На фиг.1 приведена оптическаясхема оптоэлектронного преобразователя для оптического запоминающегоустройства; на фиг.2 - схема блокауправления.Оптоэлектронный преобразовательработает, например, совместно с оптическим запоминающим устройством50(ОЗУ) со страничной структурой. Информация на выходе ОЗУ представлена,например, в парафазном коде.Оптоэлектронный преобразовательсодержит лазер 1, блок 2 формирования световых пучков, поляризационныйсветообъединитель 3, коллимирующийблок 4, оптически управляемый транспарант 5, управляемый матричный переключатель 6 поляризации, блок 7 формирования световых пучков, поляризационный светоделитель 8, управляемый переключатель 9 поляризации, поляризационный светоделитель 10, блок 11 формирования световых пучков, отражатель 12, блок 13 формирования световых пучков, отражатель 14, поляризационный светообъединитель 15, фотоприемный блок 16, отражатель 17, блок 18 формирования световых пучков, отражатель 19, блок 20 формирования световых пучков, поляриэационный светообъединитель 21, управляемый переключатель 22 поляризации, блок 23 формирования световых пучков, блок 24 управления.В качестве лазера может быть использован, например, газовый оптический квантовый генератор или матрица инжекционных излучателей.Блок 2 формирования световых пучков обеспечивает прохождение световых пучков по оптоэлектронному преобразователю и может быть выполнен в виде объектива.Поляризационный светообъединитель 3 выполнен, например, в виде поляризационного светоделительного куба, пропускающего или отражающего световые пучки в зависимости от ориентации их плоскостей поляризации.Коллимирующий блок 4 выполнен, например, в виде объектива.Оптически управляемый транспарант 5 предназначен для преобразования выходных информационных пучков ОЗУ в пучки, параллельные оптической оси преобразователя. Транспарант может быть выполнен, например, на основе РЙОМ - структуры или жидких кристаллов. Управляемый матричный переключатель 6 поляризации предназначен дляопереключения на 90 (при подаче, например, на него напряжения) плоскости поляризации проходящих световых пучков, отображающих, например, парафазные "1", относительно световых пучков, отображающих парафазные "0". Матричный переключатель может работать также в режиме переключенияона 90 плоскости поляризации всех проходящих световых пучков. Матричный переключатель может быть выполнен, например, на основе жидких кристаллов или кристаллов КДР.Блок 7 формирования световых пучков обеспечивает прохождение световых пучков по оптоэлектронному преобразрвателю и может быть выполнен, например, из линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив.Поляризационный светоделитель 8 выполнен, например, в виде поляриза О ционного светоделительного куба, пропускающего или отражающего световые пучки в зависимости от ориентации их плоскостей поляризации.Управляемый переключатель 9 поля ризации, например, при подаче на него напряжения переключает плоскость поляризации проходящих световых пучоков на 90 . Переключатель может быть выполнен, например, на основе 20 жидких кристаллов или кристаллов КДР.Поляризационный светоделитель 10 выполнен, например, в виде поляризационного светоделительного куба, 25 пропускающего.или отражающего световые пучки в зависимости от ориентации их плоскостей поляризации.Блок формирования световых пучков 11 может быть выполнен, напри- З 0 мер, из двух объективов, имеющих общую главную плоскость.Отражатель 12 выполнен, например, в виде поворотной призмы.Блок 13 формирования светового пучка может быть выполнен из четырех объективов, причем 1, 2 и 3, 4 имеют общие главные плоскости, которые находятся взаимно в фокальных плоскостях объективов 2 и 3.40Отражатель 14 выполнен, например, в виде поворотной призмы.Поляризационный светообъединитель 15 выполнен, например, в виде поляризационного светсделительного куба,45 пропускающего или отражающего световые пучки в зависимости от ориентации их плоскостей поляризации.Фотоприемный блок 16 служит для считывания информации, представленной в парафазном коде, и может быть вы 50 полнен, например, в виде наборных или интегральных фотоприемных матриц.Отражатель 17 выполнен, например, в виде поворотной призмы.55Блок 18 формирования световых пучков может быть выполнен, например, из четырех объективов, причем 1, 2 и 3, 4 имеют общие главные плоскости, которые находятся взаимно в фокальных плоскостях объективов 2 и 3.Отражатель 19 выполнен, например, в виде поворотной призмы.Блок 20 формирования световых пучков может быть выполнен, например, из двух объективов, имеющих общую главную плоскость.Поляризационный светообъединитель 21 выполнен, например, в виде поляризационного светоделительного куба, пропускающего или отражающего световые пучки в зависимости от ориентации их плоскостей поляризации.Управляемый переключатель 22 поляризации, например, при подаче на него напряжения переключает плоскость поляризации проходящих световых пучков на 90 . Переключатель может быть. выполнен, например, на основе жидких кристаллов или кристаллов КДР.Блок 23 формирования световых пучков может быть выполнен, например, из двух объективов, имеющих общую главную плоскость.Блок 24 управления обеспечивает работу оптоэлектронного преобразователя. Блок 24 может состоять, например, из генератора 25 синхроимпульсов, формирователей 26-31 управляющих сигналов, буферного накопителя 32, канала 33 ввода-вывода.Б режиме инверсии информации преобразователь работает следующим образом.Световые пучки, несущие страницу информации, которая подлежит инверсии, с выхода ОЗУ поступают через поляриэационный светообъединитель 3, коллимирующий блок 4 на вход транспаранта 5, По команде генератора 25 формирователь 26 подает управляющие напряжения на транспарант 5, и на нем отображается страница информации, поступившая с выхода ОЗУ, Генератор 25 через формирователь 27 подает сигнал на лазер 1, и световой пучок от него через блок 2 формирования светового пучка, поляриэационный светообъединитель 3, коллимируюгий блок 4 освещает транспарант 5 и модулируется им, Этот световой пучок параллелен оптической оси преобразователя.По командам генератора 25 формирователи 28, 29 и 30 подают управляющие напряжения соответственно на матричный переключатель 6 и переключатели 9 и 22. При этом матричный переключатель 6 работает в режиме поворота на 90 плоскостей поляризации световых пучков, отображающих парафазные "1", относительно световых пучков, отображающих парафазные "0".Световые пучки, соответствующие отображенным на транспаранте 5 парафазным "1",проходят через матричный переключатель 6, блок формирования световых пучков 7, поляризационный светоделитель 8, переключатель 9, поляризационный светоделитель 10, блок 11 формирования световых пучков, отражатель 12, блок 13 формирования световых пучков, отражатель 14 и по. - ляризационный светообъединитель 15 на фотоприемный блок 16. При этом поляризационньщ светообъединитель 15 установлен таким образом, чтобы местоположение этих сигналов в парафазных знаках соответствовало парафазным "0" на фотоприемном блоке 16.Световые пучки, соответствующие отображенным на транспаранте 5 парафазным "0", проходят через матричный переключатель 6, блок 7, поляризационный светоделитель 8, отражатель 17, блоки 18, 19, 20, поляризационный светообъединитель 21, переключатель 22, поляризационный светообьединитель 15 и поступают на фотоприемный блок 16. При этом поляризационный светообъединитель 21 установлен таким образом, чтобы местоположение этих сигналов в парафазных знаках соответствовало парафазным "1" на фотоприемном блоке 16. По команде генератора 25 формирователь 31 подает управляющие напряжения на фотоприемный блок 16,и он считывает инверсную информацию.которая поступает в накопитель 32.Из накопителя 32 по сигналу генератора 25 информация поступает в канал33 ввода-вывода.В режиме считывания страницы ин формации (без инверсии) преобразователь работает следующим образом.По командам с генератора 25 напряжения с переключателей 9 и 22снимаются, а на матричный переключатель 6 через формирователь 28 подается сигнал, обеспечивающий поворотона 90 плоскостей поляризации всехсветовых пучков, проходящих черезматричный переключатель 6. Тогдастраница информации, отображеннаяна транспаранте 5, через матричныйпереключатель 6, блок 7, поляризационный светоделитель 8, переключатель 9, поляризационный светоделитель 10, блок 23 формирования световых пучков, поляриэационный светообъединитель 21, переключатель 22,поляризационный светообъединитель 15проецируется на фотоприемный блок16 без инверсии и считывается им по 30команде генератора 25.Использование предлагаемого оптоэлектронного преобразователя в составе оптического запоминающего устройства позволит расширить функциональяые возможности прототипа по обработке хранимой в ОЗУ информации за счетВычисления логической функции НЕ.Предлагаемый оптоэлектронный преобразователь может быть создан на современной элементной базе оптоэлектроники.1112926 84 И П И РУ К 7 И 8 От 16 Техред А охма орректор Редактор Федот дписно"Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Филиал каз 654/1 Тираж 544 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рауш