Оптические вычисления - Арратуна Р.
Скачать (прямая ссылка):
ИЛИ и оптическая операция И-НЕ. В таблице истинности оптического
ИСКЛЮЧАЮЩЕГО ИЛИ фазой и амплитудой опорного пучка управляют таким
образом, чтобы достигающий выходной плоскости волновой фронт от
изображения входного сигнала и реконструкция равнялись друг другу по
амплитуде и имели различие фаз в 180°. Это реализуется с помощью функции
оптического ИСКЛЮЧАЮЩЕГО ИЛИ, осуществляемой между хранящимся в памяти
входным сигналом и сравниваемым с изображением. В оптической операции И-
НЕ фазами сигналов в опорных масках управляют в процессе записи таким
образом, чтобы на стадии восстановления фаза давала требуемую оптическую
операцию И-НЕ. Существует несколько способов выполнения этого процесса
записи, детали которых описаны в литературе.
Особого внимания заслуживает корреляционный метод воздействия на
динамическую решетку [17]. В данном подходе два складываемых числа в ССОК
вводятся вдоль линейных каналов на вход совмещенного преобразующего
корреляционного процессора. Данный корреляционный процессор выполняет
линейную корреляцию. Можно показать, что для линейной корреляции выходной
сигнал коррелятора при координатной модуляции входного сигнала
представляет собой световое пятно, расположение которого определяется
суммой расстояний, отсчитываемых от оси сумматора до расположения двух
входных световых пятен. Для конкретного эксперимента (рис. 4.7) роль
совмещенного преобразователя-коррелятора выполняет двумерный ПМС.
Отраженный выходной сигнал ПМС вследствие его оптической нелинейности
содержит соотношения совмещенного преобразования. Этот выходной сигнал с
помощью светоделительной пластины (СП) проецируется на плоскость Р% Для
того чтобы снизить величину выходного сигнала до величины его
пмс сэ л др
Рис, -4.7. -Оптический совмещенный коррелятор-преобразователь,
примененный для оптического сложения в ССОК J16].
П0 -входная плоскость; ПМС - пространственный модулятор света; СЭ -
светоделительный элемент; Л - линза; ДР - решетка (голографическая); П;,
П2 - промежуточная J плоскость; П3 - выходная плоскость.
Глава 4. Многозначная логика'в оптических вычислениях
129
периодических изменений, используется комбинация дифракционной решетки и
схем управления апертурой. Пространственная частота дифракционной решетки
подобрана так, что ее пространственная периодичность приспособлена для
тех пространственных периодических явлений, которые хотят использовать.
Эта решетка действует как пространственный фильтр в плоскости Р2. Путем
правильного управления апертурой в выходной плоскости Рз выбирается
правильный диапазон выходных чисел ССОК.
Двумерная поверхность ПМС может также быть использована для воздействия
на периодическую корреляцию в отличие от предшествующей схемы управления
решеткой и апертурой. Если нужно разместить входные световые пятна на
окружности подходящего радиуса, тогда получающийся двумерный сигнал
корреляции для фиксированных радиуса и углового направления дает круговую
корреляцию. Проистекающая операция вернет ее на окружность, сообщая
необходимую пространственную периодическую величину. В данном случае
модульные каналы представляют собой окружности разного радиуса.
Оптические волноводные переключатели [16, 18] также являются кандидатами
для оптического сложения в ССОК из-за их доступности и совершенной
технологии интегральных схем (ИС). Оптические волноводные переключатели
представляют собой одномодовые сильно связанные диэлектрические
волноводы, чей коэффициент связи зависит через электрооптический эффект
от приложенного напряжения. Вследствие того что они имеют размеры ИС,
большие напряженности электрических полей (тысячи вольт на метр) могут
быть достигнуты при маленьких напряжениях (порядка нескольких десятков
вольт). Эти напряжения, будучи приложенными к конкретному волноводному
переключателю, используются для того, чтобы перенаправить оптическое поле
из одного в другой сильно связанный диэлектрический волновод. Эти
волноводы работают как управляемый напряжением ответвитель (рис. 4.8, а)
для оптического поля. Эти компоненты могут быть собраны в структуру,
работающую как динамическая карта, где состояния электроопти-ческих
переключателей определяют конкретную, отслеживающую их карту. Существует
ряд способов управлять этими переключателями, например использовать
арифметические сумматоры в ССОК. Конкретный способ управления состоит в
приспособлении переключающей матрицы для использования в качестве набора
переключателей, управляемых напряжением. Входными сигналами матрицы
являются пространственно закодированные световые пятна, это представляет
первый аргумент; другим аргументом являются переключающие напряжения
переключателя. Выходным результирующим сигналом переключающей матрицы
является оптически пространственно закоди-
9-1254
130
Часть II. Многозначная и пороговая логика
рованное световое пятно. При фиксированных напряжениях на
электрооптических переключателях матрица представляет собой неподвижную
