專利名稱：一種邏輯全光開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種邏輯全光開關(guān)，屬于光開關(guān)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，邏輯全光開關(guān)在性能上遇到瓶頸，導(dǎo)致實(shí)用性不足，不具備大規(guī)模推廣的能力。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠的邏輯全光開關(guān)。 本發(fā)明的技術(shù)方案是一種邏輯全光開關(guān)應(yīng)用光學(xué)相關(guān)器的圖像匹配識(shí)別能力，通過(guò)控制輸入的圖像信號(hào)和設(shè)定光學(xué)相關(guān)器的匹 配圖像信號(hào)，使光學(xué)相關(guān)器具有全光開關(guān)，邏輯非門，邏輯與門，邏輯或門，信號(hào)放大，傳輸光路的功能。 定義邏輯真為大于光強(qiáng)閥值的圖像信號(hào)，邏輯假為小于光強(qiáng)閥值的圖像信號(hào)。同一系統(tǒng)采用同一圖像信號(hào) 約定。設(shè)定光學(xué)相關(guān)器所能匹配識(shí)別的圖像信號(hào)為A，將圖像信號(hào)A固定輸入到光學(xué)相關(guān)器，要輸入的圖 像信號(hào)(B，C等)和圖像信號(hào)A共同組成與A不同的圖像信號(hào)，并輸入到光學(xué)相關(guān)器進(jìn)行識(shí)別，用不同的 條件組合使光學(xué)相關(guān)器具有全光開關(guān)，邏輯非門，邏輯與門，邏輯或門，信號(hào)放大，傳輸光路的功能。光 學(xué)相關(guān)器是具有圖像相關(guān)運(yùn)算功能的各種光學(xué)系統(tǒng)。1. 當(dāng)用作邏輯非門時(shí)，外輸入圖像信號(hào)B， B和A的位置不精確重疊，B和A重疊后的圖像信號(hào)與A不同; 當(dāng)B無(wú)輸入時(shí)，即輸入為邏輯假，A與光學(xué)相關(guān)器所設(shè)定匹配識(shí)別的圖像信號(hào)相同，因此光學(xué)相關(guān)器輸 出相關(guān)峰，即輸出為邏輯真，把相關(guān)峰變換成圖像信號(hào)B即可連接下級(jí)的邏輯門；當(dāng)B有輸入時(shí)，即輸入 為邏輯真，B和A組成的圖像與光學(xué)相關(guān)器所設(shè)定匹配識(shí)別的圖像信號(hào)不相同，因此光學(xué)相關(guān)器輸出擴(kuò) 展光斑，擴(kuò)展光斑光強(qiáng)小于相關(guān)峰，即輸出為邏輯假。選擇合適的A，B和光學(xué)相關(guān)器使擴(kuò)展光斑強(qiáng)度遠(yuǎn) 小于相關(guān)峰。2. 當(dāng)用作邏輯與門時(shí)，外輸入圖像信號(hào)B和C, B、 C和A的位置不精確重疊，B、 C和A重疊后的圖像 信號(hào)與A不同；B連接一個(gè)非門，輸出信號(hào)為D; C連接一個(gè)非門，輸出信號(hào)為E; D和E共同輸入到 一個(gè)非門，輸出信號(hào)為F; F是B和C進(jìn)行與運(yùn)算的結(jié)果；可有二路以上的外輸入信號(hào)進(jìn)行與運(yùn)算。3. 當(dāng)用作邏輯或門時(shí)，外輸入圖像信號(hào)B和C, B、 C和A的位置不精確重疊，B、 C和A重疊后的圖像 信號(hào)與A不同；B和C共同輸入到一個(gè)非門，輸出信號(hào)為D; D輸入到一個(gè)非門，輸出信號(hào)為E; E是 B和C進(jìn)行或運(yùn)算的結(jié)果；可有二路以上的外輸入信號(hào)進(jìn)行或運(yùn)算。4. 當(dāng)用作信號(hào)放大時(shí)，可串聯(lián)兩個(gè)非門，并把A的輸入強(qiáng)度調(diào)高；也可把邏輯門內(nèi)含的非門中A的輸入強(qiáng)度調(diào)高。5. 當(dāng)用作傳輸光路時(shí)，可串聯(lián)兩個(gè)非門。光學(xué)相關(guān)器是具有圖像相關(guān)運(yùn)算功能的各種光學(xué)系統(tǒng)，光學(xué)相關(guān)器可由分立光學(xué)器件組成或可由用二元光 學(xué)方法制造的平面全息器件組成。傅立葉變換透鏡和匹配復(fù)數(shù)濾波器做成反射型的平面全息器件有利于提 高集成度和降低成本。有益效果光學(xué)相關(guān)器由分立光學(xué)元件組成或由用二元光學(xué)方法制造的平面全息器件組成。開關(guān)速度受光波波長(zhǎng)和器件精度限制。做二元光學(xué)器件時(shí)，可用各種金屬和非金屬作基材。具體實(shí)施方案本具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明不構(gòu)成任何限制。用2個(gè)傅立葉變換透鏡和1個(gè)透射型匹配復(fù)數(shù)濾波器組成4f系統(tǒng)，匹配復(fù)數(shù)濾波器內(nèi)設(shè)的匹配信號(hào)為A。 將A作為固定信號(hào)輸入4f系統(tǒng)中識(shí)別，當(dāng)沒(méi)有外信號(hào)輸入或輸入遠(yuǎn)小于A的信號(hào)時(shí)，4f系統(tǒng)輸出相關(guān) 峰，當(dāng)輸入與A強(qiáng)度相當(dāng)?shù)耐庑盘?hào)時(shí)，4f系統(tǒng)輸出互相關(guān)峰。選擇合適的A和外信號(hào)使擴(kuò)展光斑強(qiáng)度 遠(yuǎn)小于相關(guān)峰。定義邏輯真為大于光強(qiáng)閥值的圖像信號(hào)，邏輯假為小于光強(qiáng)閥值的圖像信號(hào)。同一系統(tǒng) 釆用同一圖像信號(hào)約定。當(dāng)只有一路外信號(hào)輸入，這相當(dāng)于一個(gè)邏輯非門。作一些組合，便可做出邏輯 與門，邏輯或門，信號(hào)放大，傳輸光路等功能。具備全光邏輯門后可制造集成光路和全光計(jì)算機(jī)。權(quán)利要求
1. 一種邏輯全光開關(guān)，其特征是，應(yīng)用光學(xué)相關(guān)器的圖像匹配識(shí)別能力，通過(guò)控制輸入的圖像信號(hào)和設(shè)定光學(xué)相關(guān)器的匹配圖像信號(hào)，使光學(xué)相關(guān)器具有全光開關(guān)，邏輯非門，邏輯與門，邏輯或門，信號(hào)放大，傳輸光路的功能，定義邏輯真為大于光強(qiáng)閥值的圖像信號(hào)，邏輯假為小于光強(qiáng)閥值的圖像信號(hào)，同一系統(tǒng)采用同一圖像信號(hào)約定，設(shè)定光學(xué)相關(guān)器所能匹配識(shí)別的圖像信號(hào)為A，將圖像信號(hào)A固定輸入到光學(xué)相關(guān)器，要輸入的圖像信號(hào)(B，C等)和圖像信號(hào)A共同組成與A不同的圖像信號(hào)，并輸入到光學(xué)相關(guān)器進(jìn)行識(shí)別，用不同的條件組合使光學(xué)相關(guān)器具有全光開關(guān)，邏輯非門，邏輯與門，邏輯或門，信號(hào)放大，傳輸光路的功能，光學(xué)相關(guān)器是具有圖像相關(guān)運(yùn)算功能的各種光學(xué)系統(tǒng)。
2. 如權(quán)利要求1所述的邏輯全光開關(guān)，其特征是，當(dāng)用作邏輯非門時(shí)，外輸入圖像信號(hào)B， B和A的位置不精確重疊，B和A重疊后的圖像信號(hào)與A不 同，當(dāng)B無(wú)輸入時(shí)，即輸入為邏輯假，A與光學(xué)相關(guān)器所設(shè)定匹配識(shí)別的圖像信號(hào)相同，因此光學(xué)相 關(guān)器輸出相關(guān)峰，即輸出為邏輯真，把相關(guān)峰變換成圖像信號(hào)B即可連接下級(jí)的邏輯門，當(dāng)B有輸入 時(shí)，即輸入為邏輯真，B和A組成的圖像與光學(xué)相關(guān)器所設(shè)定匹配識(shí)別的圖像信號(hào)不相同，因此光學(xué) 相關(guān)器輸出擴(kuò)展光斑，擴(kuò)展光斑光強(qiáng)小于相關(guān)峰，即輸出為邏輯假，選擇合適的A,B和光學(xué)相關(guān)器使 擴(kuò)展光斑強(qiáng)度遠(yuǎn)小于相關(guān)峰；當(dāng)用作邏輯與門時(shí)，外輸入圖像信號(hào)B和C， B、 C和A的位置不精確重疊，B、 C和A重疊后的圖像 信號(hào)與A不同，B連接一個(gè)非門輸出信號(hào)為D, C連接一個(gè)非門輸出信號(hào)為E， D和E共同輸入到一 個(gè)非門輸出信號(hào)為F， F是B和C進(jìn)行與運(yùn)算的結(jié)果；可有二路以上的外輸入信號(hào)進(jìn)行與運(yùn)算；當(dāng)用作邏輯或門時(shí)，外輸入圖像信號(hào)B和C， B、 C和A的位置不精確重疊，B、 C和A重疊后的圖像 信號(hào)與A不同，B和C共同輸入到一個(gè)非門輸出信號(hào)為D, D輸入到一個(gè)非門輸出信號(hào)為E， E是B 和C進(jìn)行或運(yùn)算的結(jié)果；可有二路以上的外輸入信號(hào)進(jìn)行或運(yùn)算；當(dāng)用作信號(hào)放大時(shí)，可串聯(lián)兩個(gè)非門并把A的輸入強(qiáng)度調(diào)高，也可把邏輯門內(nèi)含的非門中A的輸入強(qiáng) 度調(diào)高；當(dāng)用作傳輸光路時(shí)，可串聯(lián)兩個(gè)非門。
3. 如權(quán)利要求1所述的邏輯全光開關(guān)，其特征是，光學(xué)相關(guān)器是具有圖像相關(guān)運(yùn)算功能的各種光學(xué)系統(tǒng)， 光學(xué)相關(guān)器可由分立光學(xué)器件組成或可由用二元光學(xué)方法制造的平面全息器件組成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種邏輯全光開關(guān)，屬于光開關(guān)領(lǐng)域。一種邏輯全光開關(guān)應(yīng)用光學(xué)相關(guān)器的圖像匹配識(shí)別能力，通過(guò)控制輸入的圖像信號(hào)和設(shè)定光學(xué)相關(guān)器的匹配圖像信號(hào)，使光學(xué)相關(guān)器具有全光開關(guān)，邏輯非門，邏輯與門，邏輯或門，信號(hào)放大，傳輸光路的功能。開關(guān)速度受光波波長(zhǎng)和器件精度限制。
文檔編號(hào)G02F3/00GK101261420SQ20071002708
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2007年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月8日
發(fā)明者許偉洪 申請(qǐng)人:許偉洪