Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ОПТИЧЕСКОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
ОПТИЧЕСКОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ОПТИЧЕСКОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано в оптических вычислительных машинах при решении дифференциальных уравнений произвольного порядка. Цель изобретения - упрощение устройства и расширение его функциональных возможностей. Цель достигается тем, что выход источника излучения подключен к входу первого оптического разветвителя, выходы ответвлений которого через соответствующие транспаранты второй группы подключены к входам транспарантов первой группы, выходы которых подключены к входам объединенных ответвлений второго оптического разветвителя, выход которого подключен к входу первого оптического усилителя, а выход каждого из N последовательно включенных оптических усилителей подключен к входу соответствующего разветвителя группы, причем первое ответвление которого подключено к входу соответствующего транспаранта первой группы, второе ответвление подключено к входу этого же оптического усилителя, третье ответвление подключено к входу следующего оптического усилителя, а выход третьего ответвления последнего разветвителя является выходом устройства. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2018918
Класс(ы) патента: G06E3/00
Номер заявки: 4931228/24
Дата подачи заявки: 26.04.1991
Дата публикации: 30.08.1994
Заявитель(и): Ростовское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Главного маршала артиллерии М.И.Неделина
Автор(ы): Соколов С.В.; Матюхов В.М.; Коляда Ю.И.
Патентообладатель(и): Ростовское высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.Главного маршала артиллерии М.И.Неделина
Описание изобретения: Изобретение относится к специализированной вычислительной технике и может быть использовано в оптических вычислительных машинах при решении линейных дифференциальных уравнений в реальном времени.
Известны оптические устройства для решения линейных дифференциальных уравнений, основанные на использовании пары-преобразования Фурье в пространственно-частотной области [1].
Недостатками таких устройств являются низкая точность из-за вырожденности пространственно-частотных фильтров в центре и на границах частотной плоскости, а также невозможность решения дифференциальных уравнений в реальном времени. Наиболее близким по техническому исполнению к предложенному устройству является оптическое вычислительное устройство, содержащее оптические разветвители, оптические усилители, источник излучения и транспаранты [2].
Недостатками данного устройства являются его сложность и невозможность решения линейных дифференциальных уравнений произвольного порядка в реальном времени.
Цель изобретения - упрощение устройства и расширение его функциональных возможностей за счет решения дифференциальных уравнений в реальном масштабе времени.
Предложенное устройство позволяет осуществлять решение линейных дифференциальных уравнений произвольного N-го порядка вида
Y(N)= di·Y(i), yo(i) = y(i)(0)/,i=, где Y - решение уравнения;
Y(i) - i-я производная решения Y по времени;
di - известные коэффициенты уравнения.
На чертеже приведена функциональная схема предложенного устройства.
Устройство содержит группу из N оптических усилителей (ОУ) 11, 12, ..., 1N, первую группу из N транспарантов 21, 22, ..., 2N, группу оптических разветвителей 3, содержащих разветвляющиеся волокна 3i1, 3i2, 3i3 , оптический разветвитель 4, представляющий собой объединение N волокон 4j, , импульсный некогерентный источник 5 света, оптический разветвитель 6 из N разветвляющихся волокон 61-6N; вторую группу из N транспарантов 71-7N.
Выход источника 5 оптически связан с входом разветвителя 6, i-е волокно 6i которого через соответствующий транспарант 7i объединено по выходу с первым ответвлением 3i1 разветвителя 3i. Выход каждого ОУ 1iоптически связан с входом разветвляющихся волокон 3i1 - 3i3 (i=). . Выходы первых волокон 3i1 всех N групп оптически связаны с входами соответствующих транспарантов первой группы 21-2N, выходы которых подключены к входам соответствующих разветвлений (волокон) 41-4N, объединенных в ответвление 4. Выход ответвления 4 (оптического разветвителя) подключен к входу ОУ 11 и объединен по выходу с волокном (ответвлением) 312. Выходы вторых ответвлений 3i2 остальных (N-1) разветвлений объединены по выходу с третьими ответвлениями 3(i-1)3 и подключены к входам соответствующих ОУ 1i. Выход третьего ответвления 3N3 является выходом устройства.
Устройство работает следующим образом. При включении устройства в работу световой импульс с выхода источника 5 поступает на вход разветвителя 6. Далее по ответвлениям 61-6N через транспаранты 71-7N, функции пропускания которых пропорциональны соответствующим начальным условиям Yo(N-1)-Yo, световой поток поступает на входы оптических транспарантов 21-2N, коэффициенты пропускания которых выбраны пропорциональными соответственно dN-1-do.
Выходные световые потоки транспарантов 21-2N поступают по соответствующим ответвлениям 41-4N в ответвление 4, на выходе которого формируется световой поток с интенсивностью, пропорциональной , т.е. N-й производной Y(N) в первый момент времени. Данный световой сигнал поступает на вход ОУ 11 и далее - на вход ответвлений 31i(i=).
Объединение второго ответвления 312 по выходу с входом ОУ 11обеспечивает выполнение операции неопределенного интегрирования по времени входного оптического сигнала ОУ. 11 - коэффициент усиления ОУ 11 при этом выбирается с учетом компенсации потерь в волокне 312 и разветвления потока на выходе ОУ 11 на три.
Выходной оптический сигнал ОУ 11 с интенсивностью, пропорциональной уже (N-1)-й производной Y(N-1), поступает по первому волокну 311 на вход транспаранта 21 (для формирования сигнала dN-1 Y(N-1), а по третьему волокну 313 - на входу ОУ 12 (для формирования (N-2)-й производной Y(N-2).
Формирование информационных сигналов в остальных ОУ 12-1Nответвлений разветвителей 3 аналогично рассмотренному.
Таким образом, в текущий момент времени с выходов блоков данного устройства снимаются текущие значения следующих сигналов: с выхода ОУ 1i- (N-i)-й производной Y(N-i) с выхода транспаранта 2i-dN-i˙ Y(N-i), с выхода ответвления 4 - N-й производной Y(N).
На выходе ответвления 3N3 формируется текущее значение искомого решения уравнения N-го порядка Y(t) в реальном масштабе времени.
Формула изобретения: ОПТИЧЕСКОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее оптические разветвители, источник некогерентного излучения, транспаранты и оптические усилители, выход каждого из которых подключен к входу соответствующего оптического разветвителя группы, первое ответвление которого подключено к входу соответствующего транспаранта первой группы, а второе ответвление подключено к входу этого же оптического усилителя, выход каждого транспаратна второй группы подключен к входу соответствующего транспаранта первой группы, отличающееся тем, что выход источника некогерентного излучения подключен к входу первого оптического разветвителя, выходы ответвлений которого подключены к входам соответствующих транспарантов второй группы, выходы транспарантов первой группы подключены к входам объединенных ответвлений второго оптического разветвителя, выход которого подключен к входу первого оптического усилителя, третье ответвление каждого оптического разветвителя группы подключено к входу следующего оптического усилителя, а выход третьего ответвления последнего оптического разветвителя группы является выходом устройства.