SU596974A1 - Optical device for extracting square root - Google Patents

Optical device for extracting square root

Info

Publication number
SU596974A1
SU596974A1 SU752159811A SU2159811A SU596974A1 SU 596974 A1 SU596974 A1 SU 596974A1 SU 752159811 A SU752159811 A SU 752159811A SU 2159811 A SU2159811 A SU 2159811A SU 596974 A1 SU596974 A1 SU 596974A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
light
optical
output
input
spatial amplitude
Prior art date
Application number
SU752159811A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ефим Израилевич Рабинович
Гоча Борисович Чхеидзе
Original Assignee
Тбилисский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Метрологии Им.Д.И.Менделеева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тбилисский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Метрологии Им.Д.И.Менделеева filed Critical Тбилисский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Метрологии Им.Д.И.Менделеева
Priority to SU752159811A priority Critical patent/SU596974A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU596974A1 publication Critical patent/SU596974A1/en

Links

Landscapes

  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к аналоговой вычислительной технике и может быть применено дл  построени  ог4тических аналоговьпс вычислительных машин, в электронных вычислительных машинах, дл  моделировани  с применением оптических сигналов, дл  распознавани  образрв н др.The invention relates to analog computing and can be used to build optical analog computers, in electronic computers, to simulate using optical signals, to recognize patterns of other signals.

Известны оптические устройства дл  извлечени  квадратного корн . Одно из нзвестных устройств представл ет собой оптически аналоговый вычислитель, в котором производитс  пространственна  модул ци  света при помощи матрицы из одинаковых модул торов света, которые построены на принципе акустической линии задержки. При этом осуществл етс  многоканальна  пространственна  фазова  модул ци , светового пучца за счет возбуждени  модул торов от внешнего генератора. При- помощи такого вычислите- л  решают в реальном масштабе времени задачу спектрального анализа и задачу моделировани  диаграммы направленности дл  дальней области фазированной антенной решетки .Optical devices for square-root extraction are known. One of the known devices is an optically analog calculator in which spatial modulation of light is produced using a matrix of identical light modulators, which are based on the principle of an acoustic delay line. In this case, multichannel spatial phase modulation of the light beam is carried out due to excitation of modulators from an external generator. Using such a calculator, the real-time task of spectral analysis and the task of modeling the radiation pattern for the far region of the phased antenna array are solved.

Однако данный вычислитель характеризуетс  ограниченным классом решаемых задач и недостаточной точностью вычисл&ний .However, this calculator is characterized by a limited class of tasks and insufficient accuracy of computations.

Другое устройство известно также как оптический вычислитель, осуществл ющий пространственную модул цию света в реальном масштабе времени при помопш специальной трубки, работающей на основе эффекта Поккельса JS The other device is also known as an optical computer that performs spatial real-time light modulation with the help of a special tube based on the JS Pokkels effect.

В таком оптическом вычислителе кристалл в трубке работает как мгновенный транспарант , измен   свое светопропускание под действием электрического напр жени , подаваемого извне на кристалл.. Данный вычислитель позвол ет осущестаа ть операцию иространственного преобразовани  Фурье.In such an optical calculator, a crystal in a tube acts as an instant transparency, changing its transmittance under the action of an electrical voltage applied from the outside to the crystal. This calculator allows the spatial Fourier transform to be carried out.

Такой оптический вычислитель также характеризуетс , ограниченностью класса решаемых задач и недостаточной точностью.Such an optical computer is also characterized by the limitation of the class of tasks and insufficient accuracy.

Claims (3)

Наиболее близкнм техническим решением к данному изобретению  вл етс  оптическое множительно-делительное устройство, содержащее пространственные амплитудные модул торы света, вход одного из которых св аан с источником входного оптического сигнала , а выход другого - через конденсор св зан с матрицей фотоприемников, которые выходами соединены соответственно с первой группой входов блока усилителей - формирователей , выходы которого подключены к управл ющим входам пространственных амплитудных модул торов света 3 Однако такое.оптическое устройство характеризуетс  недостаточной точностью, ограниченным быстродействием и надежностью в случае его использовани  дл  операции извлечени  корн  квадратного, поскольку это устройство  вл етс  множительно-делительным устройством и не позвол ет осуществл ть операцию извлечени  корн  квадратного непосредственно, без применени  сп циальныгс Ешгоритмов и структурных схем. Цель насто щего изобретени   вл етс  повышение точности работы, быстродействие и надежности устройства. Дл  этого в устройство дл  извлечени  корн  квадратного введены разделитель оптического пучка и источник опорного напр жени , вьрсоды которого подключены к второй группе входов блока усилителей формирователей , причем разделитель оптического пучка установлен между выходом одного и входом другого пространственных ам1плитудных модул торов света и св зан с выходом устройства. На чертеже приведена принципиальна  Электро-оптическа  схема устройства. На чертеже цифрами обозначены: источник входного оптического сигнала 1, пространственные амплитудные модул торы све та 2 и 3, разделитель оптического пучка 4 выходной пучок.света, св занный с выходом устройства 5, конденсаторб, матрица фото- приемников 7, блОк -усилителей-формирова;телей 8, источник опорного напр жени  9. Входной пучок света от источника входного оптического сигнала 1 проходит через пространственные амплитудные модул торы света 2 и 3, между которыми установлен разделитель оптического пучка 4, посредством которого на выход устройства 5 излуча етс  выходной пучок света. На выходе пространственного амплитудного модул тора света 3 установлен конденсор 6, на выходе которого установлена матрица фотоприемников 7, выходы которых соединены соответстве .нно с первой группой входов блока усилителей-формирователей 8, втора  группа входов которого подключена к выходу источ ника опорного напр жени  9. Выходы блока усилителей -формирователей 8 подключены соответственно к управл ющим входам пространственных амплитудных модул торов света 2 и 3. Работа оптического устройства дл  извлечени  корн  квадратного в соответствии с чертежом происходит следующим образом. Входной пучок света с пространственно-воеменным оасппепелением светового потока J ) проходит через пространственные амплитудные модул торы света 2 и 3. При этом на разделитель оптичрскрго пучка 4 поступает световой пучок с пространственно-временным распределением светового потока 1 У i Л) равным: .alЛ)Pl(,УlЛ),t) (1) где Р -посто нный коэффициент, характеризующий потери света в пространственном амплитудном модул торе света 2, К,, (( мен ющийс  коэффициент передачи пространственного амплитудного модул тора света 2. Обозначим через т,л -посто нные числе , характеризующие разделитель оптического пучка 4. Тогда на выходе фотоприемннка с координатами ( 5 j. i У С ) н матрице фотоприемников ВОЗНИКНУТ электрическое напр жение U| (.t), равное: )A.aL,t) U) где ct - посто нный коэффициент преобразовани  фотоприемкика, а величины , Z dyi-) относ тс  к пространств венному амплитудному модул тору света 3. Напр жение ir(t) поступает на первый вход соответствующего усилител  - формировател  из блока усилителей-формирователей 8, на второй вход которого поступает опорное напр жение от источникг опорного напр жени  9. На каждом выходе блока усилителей-формирователей 8 возвнкает напр жение ХТупр Cf) при этом, вследствие наличи  отрицательной обратной св зи с выходов Ьлока усилителей-формирователей 8 на пространственный амплитудный модул тор света 3,,устанавливаетс  значение напр жени  tl tt wTJ Учитыва  то , из равенства (2) подучаем . Ст+тт)Уо KaCXi.yi.t) ) оскольку пространственные амплитудные одул торы света 2 и 3 идентичны и на их действует одно и то же управл ющее апр жение U упр W , то , K(Xi,yi,t).Ввиду этого, подставл   (3) в i) получаем: г(«1.у.) На выходе устройства 5 будет излучат с  световой пучок с пространственко-вре- менкым распределением светового потока Ьы yi- А) 1 равным с учетом соотношени  (4) V«ti,4i,tl irVi,t4,Mi,t) 13) -r-S )Р. -посто нный коэффициент. Таким образом, предлагаемое устройств осушествл ет операцию извлечени  квадрат ного корн  из величниь светового потока оптического излучени  в реальном масштаб времени. Данное устройство позвол ет jocymec sл ть параллельную многокавалыфо обработ ку информоцан, так как пространственное сечавне пучка света может содержать NV каналов с координатами. каналов (Х , У1) Данное устройство может оперировать как с когерентным, так и с некогерентным световым излучением. Устройство не содер жит дорогосто шик с высоким классом точности обработки поверхностей, вследств в чего сужественно повышаетс  точность вычислений в оптическом диапазо не н существенно упрощаетс  устройство. Формула изобретени  Оптическое устройство дл  извлечени  корн  квадратного, содержащее пространственные амплитудные модул торы света, вход одного из которых Co,i3aH с источником входного оптического сигнала, а выход другого - через конденсор св зан с матрицей фотоприемников, которые выходами соединены соответственно с первой группой входов блока усилителей-формирователей, выходы которого подключены к управл ющим входам пространственных амплитудных модул торов света, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности работы, быстродействи  и надежности устройства, в него введены разделитель оптического пучка и источник опорного напр жени , выходы которого подключены к второй группе входов блока усилителей-формирователей, причем разделитель оптического пучка установлен между выходом одного и входом другого пространственных амплитудных модул торов света и св зан с выходом устройства . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе; 1.К. Престон. Когерентные оптические вычислительные машины, М., изд. Мир, 1974. The closest technical solution to this invention is an optical multiplying-dividing device containing spatial amplitude light modulators, the input of one of which is connected to the source of the input optical signal, and the output of the other through a condenser connected to a matrix of photodetectors, which are connected by outputs with the first group of inputs of an amplifier block — shapers, whose outputs are connected to the control inputs of spatial amplitude modulators of light 3 However, this is what an optical skoe device characterized by poor accuracy, limited speed and reliability in the case of its use for an operation for recovering the square root, because this device is a reprographic-divider and permits the operation of extracting the square root directly, without the use cn tsialnygs Eshgoritmov and block diagrams. The purpose of the present invention is to improve the accuracy of operation, speed and reliability of the device. To do this, an optical beam splitter and a reference voltage source are introduced into the square root extraction device, the diodes of which are connected to the second group of inputs of the amplifier unit, and the optical beam splitter is installed between the output of one and the input of other spatial amplitude light modulators and is connected to the output devices. The drawing is a schematic. Electro-optical device circuit. In the drawing, numerals denote: the input optical signal source 1, spatial amplitude modulators of light 2 and 3, optical beam splitter 4 output light beam associated with the output of device 5, capacitor, photodetector array 7, block-amplifiers-shaped ; 8, the reference voltage source 9. The input light beam from the input optical signal source 1 passes through spatial amplitude light modulators 2 and 3, between which an optical beam separator 4 is installed, through which the output The device 5 emits an output beam of light. At the output of the spatial amplitude modulator of light 3, a condenser 6 is installed, the output of which is a matrix of photodetectors 7, the outputs of which are connected respectively to the first group of inputs of the block of power amplifiers 8, the second group of inputs of which are connected to the source of the reference voltage 9. The outputs of the amplifier block 8 are connected respectively to the control inputs of the spatial amplitude modulators of light 2 and 3. The operation of the optical device for extracting the square root according to This happens as follows. The input beam of light with a spatio-military oaspeplenie luminous flux J) passes through spatial amplitude modulators of light 2 and 3. At the same time, a light beam with the spatial-temporal distribution of luminous flux 1 U i L) equal to: .alL) goes to the separator of the optical beam 4. Pl (, УЛЛ), t) (1) where Р is the constant coefficient characterizing the loss of light in the spatial amplitude light modulator 2, К ,, (((the changing transmission coefficient of the spatial amplitude light modulator 2). We denote -simply numbers that characterize the separator of the optical beam 4. Then, at the output of a photoreceiver with coordinates (5 j. i C) on the array of photodetectors, there is an electrical voltage U | (.t) equal to:) A.aL, t) U) where ct - a constant photodetection conversion factor, and the values, Z dyi-), are related to the space amplitude light modulator 3. The voltage ir (t) is fed to the first input of the corresponding amplifier — the driver from the block of driver amplifiers 8, to the second input the reference voltage comes from the reference voltage source 9. At each output of the amplifier block 8, the voltage XTpr Cf) returns, due to the negative feedback from the outputs of the block of amplifier shaper 8 to the spatial amplitude light modulator 3,, the voltage value tl tt wTJ is set. Taking into account that, from equality (2) we learn. St + tt) Wo KaCXi.yi.t)) since the spatial amplitude light simulators 2 and 3 are identical and they are affected by the same control apr U control W, then, K (Xi, yi, t). In view of of this, substrates (3) in i) we get: g ("1.y.) At the output of device 5, a light beam with a space-time distribution of the luminous flux L yi-A) 1 will be emitted, equal to relation (4) V «ti, 4i, tl irVi, t4, Mi, t) 13) -rS) P. - constant coefficient. Thus, the proposed device performs the operation of extracting the square root of the magnitude of the light flux of optical radiation in real time. This device allows jocymec parallel parallel multichannel processing of Informotsan, since the spatial cross section of a light beam may contain NV channels with coordinates. channels (X, U1) This device can operate with both coherent and non-coherent light radiation. The device does not contain expensive chic with a high class of accuracy of surface treatment, as a result of which the accuracy of calculations in the optical range will drastically increase and the device will be greatly simplified. An optical device for extracting a square root, containing spatial amplitude light modulators, the input of one of which is Co, i3aH to the input optical signal source, and the output of the other through a condenser is connected to a matrix of photodetectors, which are connected to the first group of inputs of the block shaper amplifiers whose outputs are connected to control inputs of spatial amplitude modulators of light, characterized in that, in order to increase the accuracy of operation, faster The device’s optical beam separator and voltage reference source, the outputs of which are connected to the second group of inputs of the amplifier unit, have an optical beam separator between the output of one and the input of another spatial amplitude modulators of light and is connected to the output devices. Sources of information taken into account in the examination; 1 TO. Preston Coherent optical computing machines, M., ed. World, 1974. 2.Г. П. Катыс. Оптико-электронна  об работка информации; М., Машиностроение, 1973, 2.G. P. Katys. Optical-electronic processing of information; M., Mechanical Engineering, 1973, 3.Авторское свидетельство СССР по за вке К% 2156286/24 кл. G- 06 О- 9/00, 15.07.1975..S If.3. USSR author's certificate for K% 2156286/24 cl. G- 06 O- 9/00, 07/15/1975..S If.
SU752159811A 1975-07-23 1975-07-23 Optical device for extracting square root SU596974A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU752159811A SU596974A1 (en) 1975-07-23 1975-07-23 Optical device for extracting square root

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU752159811A SU596974A1 (en) 1975-07-23 1975-07-23 Optical device for extracting square root

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU596974A1 true SU596974A1 (en) 1978-03-05

Family

ID=20627772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU752159811A SU596974A1 (en) 1975-07-23 1975-07-23 Optical device for extracting square root

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU596974A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11860666B2 (en) Matrix multiplication using optical processing
US4633428A (en) Optical matrix-vector multiplication
US4620293A (en) Optical matrix multiplier
CN103954310A (en) Large dynamic signal demodulation device and method of interferometric optical fiber sensor
SU596974A1 (en) Optical device for extracting square root
GB869578A (en) Velocity indicator
US4505544A (en) Spatial frequency multiplexed coherent optical processor for calculating generalized moments
JP2658157B2 (en) Optical arithmetic method and optical arithmetic device
SU739564A1 (en) Functional trigonometrical function converter
SU1254516A1 (en) Optronic selector of minimum signal
SU922816A1 (en) Image processing device
SU1644181A1 (en) Optical function converter
SU608180A1 (en) Optoelectronic pulse-time computing arrangement
SU754448A1 (en) Optronic device for square rooting from optical input signal intensity value
US4692885A (en) Optical floating-point matrix-vector multiplier
SU698016A1 (en) Optronic computer
RU2031397C1 (en) Method of analyzing wave fronts of light field
SU529660A1 (en) Laser doppler rate gage
RU2065142C1 (en) Wave front transducer
JPH0259915A (en) Optical computing method
SU1368851A1 (en) Heterodyne method and apparatus for processing holograms
JPH0259914A (en) Optical computing method
SU1492307A1 (en) Acoustic and optic spectrum analyser
SU847086A1 (en) Device for measuring force
RU2079873C1 (en) Optical digital device for matrix multiplication