RU2119683C1 - Оптический функциональный преобразователь - Google Patents
Оптический функциональный преобразователь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2119683C1 RU2119683C1 RU97102755A RU97102755A RU2119683C1 RU 2119683 C1 RU2119683 C1 RU 2119683C1 RU 97102755 A RU97102755 A RU 97102755A RU 97102755 A RU97102755 A RU 97102755A RU 2119683 C1 RU2119683 C1 RU 2119683C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- output
- input
- splitter
- modulator
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано при создании оптических вычислительных машин. Изобретение направлено на решение задачи синтеза оптического функционального преобразователя, содержащего минимальное число функциональных типовых элементов. Технический результат заключается в обеспечении простоты схемы и ее высокой технологичности. Сущность изобретения состоит в том, что в устройство, содержащее входной оптический разветвитель, дефлектор, оптический сумматор, оптический модулятор, источник излучения, введены кольцевой разветвитель, группа оптических транспарантов, оптический модулятор выполнен линейным, оптический сумматор выполнен в виде выходного разветвителя. 1 ил.
Description
Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано при создании оптических вычислительных машин.
Известны оптические функциональные преобразователи, осуществляющие произвольные нелинейные функциональные преобразования оптических сигналов, например, полиномиальные конвейерные процессы (Семенов А.С. и др. Интегральная оптика для систем передачи и обработки информации. - М.: Радио и связь, 1990. - Рис. 7.18, стр. 198). Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является оптический функциональный преобразователь (а.с. N 1644181, кл. G 06 E 3/00, 1987), содержащий оптический разветвитель, оптический сумматор, источник излучения и дефлектор.
Недостатком данных устройств является их функциональная сложность. Заявленное изобретение направлено на решение задачи синтеза оптического функционального преобразователя, содержащего минимальное число функциональных типовых элементов, что обеспечивает простоту схемы устройства и ее высокую технологичность.
Подобная задача возникает при создании оптических систем обработки информации, а также оптических вычислительных машин.
Сущность изобретения состоит в том, что в устройство введены два оптических разветвителя, линейный оптический модулятор и группа оптических транспарантов, выход источника излучения подключен к входу входного оптического разветвителя, первый выход которого через первый транспарант оптически связан с входом первого разветвления выходного разветвителя, а второй выход подключен к входу линейного модулятора, выходы которого через дефлектор (дисперсионную призму) оптически связаны с входами остальных транспарантов группы, разветвлений выходного разветвителя и кольцевого разветвителя, выходы разветвлений которого оптически связаны с входами модулятора, причем, выходы всех транспарантов группы, начиная с третьего, оптически связаны с входами разветвлений кольцевого разветвителя, а выход второго - с входом второго разветвления выходного разветвителя, все разветвления которого объединены по выходу и образуют выход устройства.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена функциональная схема оптического функционального преобразователя.
Устройство содержит источник постоянного некогерентного полихроматического излучения 1, три оптических разветвителя: входной 2, кольцевой 3, выходной 4, оптический линейный модулятор 5 (т.е. обеспечивающий модуляцию плоского светового потока), дисперсионную призму 6, N оптических транспарантов 70,...,7N-1.
Оптический модулятор 5 может быть выполнен аналогично предложенному в (Семенов А.С., Смирнов В.Л., Шмалько А.В. Интегральная оптика для систем передачи и обработки информации. - М.: Радио и связь, 1990. - стр. 137-140). При интегральном исполнении устройства вместо призмы 6 могут быть использованы различные дифракционные структуры /там же, стр. 38-48/.
Устройство обеспечивает при поступлении на его вход сигнала X вычисление значения произвольной заданной функции f(x), аппроксимируемой конечным степенным рядом
Выход источника излучения 1 подключен к входу входного оптического разветвителя 2, выход первого разветвления которого через транспарант 7 подключен к входу первого разветвления выходного разветвителя 4, выход второго - к входу линейного модулятора 5, управляющий вход которого является входом устройства. Выходы линейного модулятора 5 подключены через дисперсионную призму 6 к входам оптических транспарантов 7i (с функциями пропускания, обеспечивающими умножение интенсивности входного сигнала на ai), к входам оптических разветвлений выходного разветвителя 4 и к входам разветвлений кольцевого разветвителя 3. Выход транспаранта 71 подключен к входу второго разветвления разветвителя 4, выходы 72,...,7N-1 к входам разветвителя 3. Выходы всех разветвлений разветвителя 3 подключены к входам модулятора 5. Пространственное расположение входов и выходов кольцевых разветвлений обеспечивает последовательное прохождение оптического сигнала с длиной волны λi с выхода транспаранта 7i(i-1) раз по разветвителю 3 через модулятор 5 с последующим поступлением на вход разветвителя 4. Объединенные по выходу разветвления разветвителя 4 образуют выход устройства.
Выход источника излучения 1 подключен к входу входного оптического разветвителя 2, выход первого разветвления которого через транспарант 7 подключен к входу первого разветвления выходного разветвителя 4, выход второго - к входу линейного модулятора 5, управляющий вход которого является входом устройства. Выходы линейного модулятора 5 подключены через дисперсионную призму 6 к входам оптических транспарантов 7i (с функциями пропускания, обеспечивающими умножение интенсивности входного сигнала на ai), к входам оптических разветвлений выходного разветвителя 4 и к входам разветвлений кольцевого разветвителя 3. Выход транспаранта 71 подключен к входу второго разветвления разветвителя 4, выходы 72,...,7N-1 к входам разветвителя 3. Выходы всех разветвлений разветвителя 3 подключены к входам модулятора 5. Пространственное расположение входов и выходов кольцевых разветвлений обеспечивает последовательное прохождение оптического сигнала с длиной волны λi с выхода транспаранта 7i(i-1) раз по разветвителю 3 через модулятор 5 с последующим поступлением на вход разветвителя 4. Объединенные по выходу разветвления разветвителя 4 образуют выход устройства.
Функциональный преобразователь работает следующим образом.
В течение всего времени работы устройства с выхода источника излучения 1 снимается полихроматический световой поток постоянной интенсивности, поступающий далее через входной оптический разветвитель 2 на вход транспаранта 70 (на выходе которого формируется, тем самым, постоянный оптический сигнал с интенсивностью ≈a0) и на информационный вход линейного модулятора 5. На управляющий вход модулятора 5 поступает входной сигнал X, обеспечивая, тем самым, выполнение операции умножения на X входного оптического сигнала модулятора 5. Таким образом, на соответствующем участке выхода линейного модулятора 5 (на фиг. 1 - верхний) формируется полихроматический сигнал с интенсивностью, пропорциональной X. Данный сигнал, поступая через призму 6 и диспергируя по пространственным частотам, образует на соответствующих участках ее выхода оптические сигналы с различными длинами волн λi,...,λN-1 и интенсивностью, пропорциональной X. Параметры призмы 6 подбираются при этом таким образом, чтобы сигнал с длиной волны λi поступал далее на вход транспаранта 7i, формируя на его выходе сигнал с интенсивностью, пропорциональной aix. Выходные сигналы транспарантов 70, 71 поступают непосредственно на входы разветвлений выходного разветвителя 4, а сигналы с выходов транспарантов 72, . . . 7N-1 - на входы соответствующих разветвлений кольцевого разветвителя 3. Далее сигнал с длиной волны λi, i=2, N-1, по кольцевому разветвлению поступает на вход линейного модулятора 5, где происходит его умножение на X, т.е. формирование сигнала ≈aix2, который, в свою очередь, проходя через призму 6, смещается параллельно тракту своего предыдущего прохождения в призме 6 и поступает на вход следующего кольцевого разветвления, не содержащего уже оптического транспаранта. Процесс прохождения сигнала с длиной волны λi, все время смещающегося по кольцевым разветвлениям 3, через модулятор 5 и призму 6 повторяется (i-1) раз - до момента формирования сигнала ≈aixi, который, сместившись, поступает уже на вход соответствующего разветвления выходного разветвителя 4 и далее - на выход устройства. На выходе разветвителя 4 (выходе устройства) за счет объединения разветвлений происходит суммирование всех оптических сигналов, т.е. формирование искомого выходного сигнала с интенсивностью Максимальное время формирования сигнала с интенсивностью ≈f(x) в данном преобразователе определяется, по существу, временем (N-1) - кратного прохождения светового потока по тракту "выход-вход модулятора 5" и оказывается весьма малым - ≈ 10-11-10-12 с, что позволяет говорить о быстродействии данного устройства как о потенциально возможном для оптических вычислителей. Минимальное же число функционально различных элементов, определяющих состав данного преобразователя (модулятор, призма, транспаранты и волноводы), делает его схемное исполнение простым и технологичным.
Claims (1)
- Оптический функциональный преобразователь, содержащий входной оптический разветвитель, дефлектор, оптический сумматор, оптический модулятор, источник излучения, выход которого подключен к входу входного оптического разветвителя, отличающийся тем, что в него введены кольцевой разветвитель и группа оптических транспарантов, оптический модулятор выполнен линейным, оптический сумматор выполнен в виде выходного разветвителя, первый выход источника излучения через первый транспарант оптически связан с входом первого разветвления выходного разветвителя, второй выход входного оптического разветвителя подключен к входу оптического линейного модулятора, выходы которого через дефлектор оптически связаны с входами остальных оптических транспарантов группы, с входами остальных разветвлений выходного и кольцевого разветвителей, выходы разветвлений последнего из которых оптически связаны с входами оптического линейного модулятора, выходы всех транспарантов группы, начиная с третьего, оптически связаны с входами разветвлений кольцевого разветвителя, выход второго транспаранта группы соединен с входом второго разветвления выходного разветвителя, все разветвления которого объединены по выходу и образуют выход устройства.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97102755A RU2119683C1 (ru) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | Оптический функциональный преобразователь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97102755A RU2119683C1 (ru) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | Оптический функциональный преобразователь |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2119683C1 true RU2119683C1 (ru) | 1998-09-27 |
RU97102755A RU97102755A (ru) | 1999-01-10 |
Family
ID=20190152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97102755A RU2119683C1 (ru) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | Оптический функциональный преобразователь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2119683C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444047C1 (ru) * | 2010-06-11 | 2012-02-27 | Михаил Александрович Аллес | Оптический дефаззификатор |
-
1997
- 1997-02-24 RU RU97102755A patent/RU2119683C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Семенов А.С. и др. Интегральная оптика для системы передачи и обработки информации. - М.: Радио и связь, рис.7.18, 198. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444047C1 (ru) * | 2010-06-11 | 2012-02-27 | Михаил Александрович Аллес | Оптический дефаззификатор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111882052B (zh) | 光子卷积神经网络系统 | |
CN112001487A (zh) | 一种光子神经网络 | |
US20190187380A1 (en) | Photon generator | |
CN112232503B (zh) | 计算装置、计算方法以及计算系统 | |
Feng et al. | Wavelength-division-multiplexing (WDM)-based integrated electronic–photonic switching network (EPSN) for high-speed data processing and transportation: High-speed optical switching network | |
US20240078419A1 (en) | Optical neuron unit and network of the same | |
Ramachandran et al. | Design and performance analysis of all-optical cascaded adder using SOA-based MZI | |
JPH04225304A (ja) | 導波路型分岐結合器 | |
RU2119683C1 (ru) | Оптический функциональный преобразователь | |
Ławniczuk et al. | Open access to technology platforms for InP-based photonic integrated circuits | |
RU2130640C1 (ru) | Оптический функциональный преобразователь | |
RU2134900C1 (ru) | Оптический функциональный преобразователь | |
WO2022136146A1 (en) | Optical computing and reconfiguring with spatiotemporal nonlinearities in waveguides | |
RU2103721C1 (ru) | Устройство для вычитания оптических сигналов | |
US20220292336A1 (en) | Optical Information Processing Device | |
RU2022328C1 (ru) | Оптический умножитель | |
RU95118553A (ru) | Устройство для вычитания оптических сигналов | |
CN113630207A (zh) | 一种光子神经网络芯片 | |
McAulay | Optical arithmetic unit using bit-WDM | |
RU2150140C1 (ru) | Оптический генератор равномерно распределенных хаотических последовательностей | |
Jindal et al. | All-optical N-bit multiplier design using Mach-Zehnder interferometer | |
RU2087028C1 (ru) | Оптический умножитель | |
RU2053543C1 (ru) | Оптоэлектронное устройство для решения дифференциальных уравнений | |
CN118050856B (zh) | 一种微环复用卷积装置 | |
JPH05323391A (ja) | 光信号処理装置 |