Курс лекций Фотоника из

161

Рис. 7.8 - Обобщенная схема проекционного устройства отображения информации

1.Проектор с УТ на жидких кристаллах, предназначенный для увеличения изображения, формируемого в реальном масштабе времени в плоскости управляемого транспаранта. В проектор входят осветитель, управляемый транспарант, проекционный объектив, экран.

2.Устройство ввода информации, в которое входят источник луча управления, модулятор света, дефлекторы, зеркала.

В зависимости от типа применяемого УТ, работающего на «отражение» или «просвет», в проекторе могут быть использованы два вида проекции - эпископическая и диаскопическая. Эпископической называется проекция с непрозрачного управляемого транспаранта, образованная лучами света, отраженного от него. Работающие таким образом устройства называются эпипроекторами. Диаскопической называется проекция изображения с прозрачного управляемого транспаранта, образованная лучами света, прошедшими сквозь него. Работающие таким образом устройства называются диапроекторами. С помощью диа-

162

проектора при тех же энергетических затратах обеспечивается большая освещенность экрана.

В эпипроекторе, обобщенная функциональная схема которого приведена на рис. 7.9, световой поток проекции изображения от осветителя 1 падает на выходную поверхность транспаранта 2, отразившись от которой через объектив 3 проециру-

ется на экран 4. Световой поток управления подается на входную поверхность УТ 2. При этом оптические потоки управления и проекции изображения развязаны пространственно внутри управляемого транспаранта.

Рис. 7.9 - Функциональная схема эпипроектора:

1 - осветитель, 2 - управляемый транспарант, 3 - объектив, 4 - экран

В диапроекторе, обобщенная функциональная схема которого представлена на рис. 7.10 световой поток проекции от осветителя падает на входную поверхность управляемого транспаранта 5 и, пройдя через него, проецируется объективом 6

на экран 7. Световой поток управления в таком устройстве может подаваться как на входную, так и на выходную поверхность транспаранта. Но в этом случае лучи управления и проекции должны быть разделены по спектру или во времени. Последний способ развязки используется реже.

163

Рис. 7.10 - Функциональная схема диапроектора:

1 - зеркало, 2 - лампа, 3 - тепловой фильтр, 4 - конденсор, 5 - управляемый транспарант, 6 - объектив, 7 - экран

Осветитель состоит из лампы 2, для удобства и безопасности помещенной в специальный кожух. Последний служит также в качестве несущей конструкции для держателя лампы и оптических элементов. Лампа излучает световой поток, который проходит через проекционный объектив 6 на экран 7. Для увеличения этого светового потока применяются зеркало 1 и конденсорные линзы 4. Зеркало может иметь сферическую, эллиптическую или параболическую форму в зависимости от того, применяется оно вместе с линзами или отдельно. Распространение получили зеркала с наружным отражающим слоем и интерференционные зеркала «холодного света» с наружным покрытием. Интерференционный слой обладает большой прочностью, сравнимой с прочностью стеклянной поверхности отражателя, посеребренного с задней стороны.

В связи с тем, что лампа 2 наряду со светом излучает и тепло, последнее может вызвать перегрев и порчу конденсорных линз 4, а также нагрев транспаранта 5. Это способствует преждевременному выходу из строя ЖК и транспаранта в целом. Для отвода тепла используется тепловой фильтр 3, который обычно помещается между лампой 2 и конденсорной линзой 4. Наиболее эффективными являются многослойные тепловые фильтры, отражающие инфракрасные лучи и пропускающие свет видимого диапазона.

164

Рис. 7.11 - Зависимость между размером экрана Н, приемлемым расстоянием наблюдения Д и числом деталей изображения М, которые можно отобразить на экране

Объем эффективно отображаемой информации ограничивается возможностями зрительного восприятия оператора (полем зрения и разрешающей способностью глаза).

При нормальном комнатном освещении глаз человека в состоянии различить параллельные черные линии с угловым расстоянием в 1 мин. Занимая фиксированное положение, оператор может без особого напряжения рассматривать площадь, угловой размер которой составляет порядка 50°. Поэтому объем информации, которую можно отобразить на экране, зависит от его угловых размеров. На рис. 7.11 показана зависимость между размером экрана Н (экран имеет квадратную форму), приемлемым расстоянием от экрана до наблюдателя Д и числом деталей изображения М, которое можно отобразить на экране.

Оптические изоляторы

Оптический сигнал, распространяясь по волокну, отражается от различных неоднородностей, в особенности от мест сухого стыка, образуемых оптическими соединителями. В результате такого отражения часть энергии возвращается обратно. Если в качестве источников излучения используются лазерные

165

диоды, то отраженный сигнал, попадая в резонатор лазера, способен индуцировано усиливаться, приводя к паразитному сигналу. Особенно это не желательно, когда источник излучения генерирует цифровой широкополосный сигнал (>100 МГц), или аналоговый широкополосный сигнал (в смешанных волоконнокоаксиальных сетях кабельного телевидения до 1 ГГц). В сложных широкополосных сетях, когда имеется множество подключений коннекторов и другие оптические устройства (разветвители, WDM устройства, оптические усилители), такая обратная связь усиливается и приводит к росту уровня шума источника излучения. Наиболее кардинальный способ подавления обратного потока основан на использовании оптических изоляторов. Оптический изолятор обеспечивает пропускание света в одном направлении почти без потерь, а в другом (обратном) направлении с большим затуханием. Оптические изоляторы сегодня являются ключевым элементом многих лазерных систем, оптических усилителей, а также используются в качестве отдельного элемента оптической линии связи.

Вращение плоскости поляризации

В основе работы оптического изолятора лежит эффект Фарадея – вращение плоскости поляризации света оптически неактивными веществами под действием продольного магнитного поля.

Угол поворота плоскости поляризации равен θ=VBZd, где V – постоянная Верде (Verdet) – удельное магнитное вращение, зависящая от природы вещества, температуры и длины волны света, ВZ – продольная составляющая индукции магнитного поля, d – длина пути света в веществе – размер ячейки Фарадея. Направление вращения зависит только от природы вещества и направления магнитного поля. Знак вращения отсчитывается для наблюдателя, смотрящего вдоль магнитного поля. Магнитное вращение плоскости поляризации обусловлено возникновением асимметрии оптических свойств вещества под действием магнитного поля.

Зависимость вращения плоскости поляризации от длины волны света называется вращательной дисперсией.

Принцип действия оптического изолятора

166

Оптический изолятор состоит из трех элементов: поляризатора 1 (входного поляризатора), ячейки Фарадея 2 и анализатора 3 (выходного поляризатора), рис. 3.17. Параметры ячейки Фарадея выбираются так, чтобы ось поляризации света, проходящего через нее, разворачивалась на 45°. Под таким же углом устанавливаются оси поляризаторов. Входной полезный сигнал, проходя через поляризатор 1, оставляет свою вертикальную составляющую без изменения, устраняя горизонтальную составляющую, рис. 3.17 а. Далее вертикально поляризованный свет проходит через ячейку Фарадея 2, разворачивает плоскость поляризации на 45° и беспрепятственно проходит через анализатор

3.

При распространении света в обратном направлении (рис. 3.17 б) он также поляризуется в плоскости анализатора 3, затем, проходя через ячейку Фарадея 2, становится горизонтально поляризованным. Таким образом, оси поляризации света и поляризатора 1 составляют угол 90°, поэтому поляризатор 1 не пропускает обратное излучение.

Технические параметры

Основными требованиями, предъявляемыми к оптическому изолятору, являются малые вносимые потери в прямом направлении (~ 1-2 дБ) и высокая изоляция (потери при распространении обратного сигнала) в обратном направлении (>30 дБ). Кроме того, должны обеспечиваться прозрачность во всем диапазоне рабочих длин волн, стабильность параметров при изменении температуры. В диапазоне длин волн 1,3-1,55 мкм магнитооптическим материалом, используемом в ячейке Фарадея, является Y3 Fe3 O12. На длине волны 0,85 мкм используется парамагнитное стекло.

Параметры оптических изоляторов, выпускаемых фир-

мами EOT (Electro-Optic Technology), OFR (Optical For Research, Inc.) приведены в табл. 3.8.

Оптические изоляторы часто интегрируются в лазерный передающий модуль. Высокая эффективность такого решения связана с тем, что выходной оптический сигнал от лазерного светодиода имеет эллиптическую поляризацию. Оптический изолятор устанавливается так, чтобы плоскость поляризации

167

анализатора 1 совпадала с плоскостью поляризации максимальной составляющей выходного сигнала от лазерного светодиода.

Рис. 3.17. Схема оптического изолятора:

а) полезный сигнал в прямом направлении проходит свободно; б) сигнал в обратном направлении поглощается поляризатором; в) вид оптического изолятора (справа) рядом с лазерным диодом

Оптические изоляторы также являются неотъемлемой частью оптических усилителей на примесном волокне. В этом случае устанавливается пара оптических изоляторов – один на входе, другой на выходе оптического усилителя. Поскольку оптические усилители, как правило, осуществляют усиление мультиплексного оптического сигнала, то необходимо, чтобы оптические изоляторы имели высокие характеристики во всем диапазоне длин волн, представленных в оптическом сигнале. Для этой цели используются специальные широкозонные оптические изоляторы.

Таблица 3.8. Технические параметры оптических изоляторов

Полупроводниковые оптически управляемые транс-

паранты. Cреди различных типов оптически управляемых транспарантов наиболее известны устройства, в которых используется изменение фотопроводимости в слое полупроводника в результате освещения. Этот слой, следовательно, является необходимым элементом многослойной структуры типа конденсатора, на обкладках которого присутствуют электрические заряды, создаваемые электронным пучком или приложенным электрическим напряжением. Другим элементом структуры будет являтся слой электрооптического материала.

Запись информации производится путём экспозиции модулированного светового пучка (управляющая волна I1) на фотопроводник с одновременной подачей постоянного напряжения. При этом происходит перераспределение разности потенциалов, приложенной к структуре. Модулированный световой пучёк создаёт в фотопроводнике заряженные носители, дрейфующие к поверхности фотопроводник-электрооптический материал. Прикладываемое к транспаранту электрическое поле пространственно ослабляется фотоносителями пропорционально интенсивности падающего света. Это приводит к изменению оптических свойств электрооптического материала в соответствии с управляющей волной.

Для неразрушающего считывания записанных данных надо использовать свет с другой длиной волны. Считывание может производится в проходящем или отражённом свете. При работе в отражённом свете между фотопроводником и электрооптическим материалом помещается оптический разделительный слой.

В результате считывающая волна I0, прошедшая через электрооптический слой, претерпевает амплитудную или фазовую модуляцию. После прекращения импульса напряжения

169

структура релаксирует к исходному состоянию. Иногда для стирания применяется засветка.

При планарной конструкции транспаранта для модуляции могут применятся продольный эффект Поккельса на кристаллах типа DKDP, KDP, ADP; электропоглощение вследствие действия эффекта Франца-Келдыша в широкозонных полупроводниках типа GaAs, CdS, GaP; динамическое рассеяние в жидких кристаллах и другие.

170

Лекция 13 Цифровые оптические процессоры

В 1984 году Б. Дженкинс из Университета Южной Калифорнии продемонстрировал первый цифровой оптический компьютер, выполнявший достаточно сложную последовательность команд. Взаимодействие двух лучей осуществлялось элементом, состоящим из жидкого кристалла и фотопроводника. Проходя, свет влияет на электрическое поле, приложенное к жидкому кристаллу, отчего меняется прозрачность элемента. Быстродействие определяется инерционностью жидкого кристалла. В 80-е годы прошлого века интенсивно работали над созданием полностью оптических компьютеров нового поколения. Сердцем такого компьютера должен был стать оптический процессор, использующий элементы, в которых свет управляет светом, а логические операции осуществляются в процессе взаимодействия световых волн с веществом. Значительные усилия, направленные на создание оптического компьютера, привели к определенным успехам. Так, в 1990 г. в лабораториях американской фирмы "Белл" был создан макет цифрового оптического устройства (рис. 8.1).

Рис. 8.1. Макет цифрового оптического устройства фир-

мы Bell .

С его помощью была продемонстрирована возможность выполнения цифровых и логических операций с высокими параметрами быстродействия и потребления энергии. Основу про-

171

цессора разработанного оптического компьютера составляли двумерные матрицы бистбильных элементов (размерностью 4x8) на основе квантоворазмерных полупроводниковых структур, обладающих нелинейными электрооптическим свойствами

(self-electro-optic-effect devices - SEED).

Первоначально остановимся на основных параметрах оптических бистабильных элементов. Система называется бистабильной, если она имеет два устойчивых состояния (мультистабильная - более двух) при одних и тех же контролируемых параметрах. В бистабильных системах, которые мы рассмотрим ниже, контролируемым параметром является интенсивность света на входе в систему, а два устойчивых состояния соответствуют двум значениям интенсивности света на ее выходе. Очевидно, что бистабильная система должна быть нелинейной, так как нельзя получить два значения интенсивности света на выходе IT при простом умножении интенсивности света на входе I0 на постоянное число (рис. 8.2, а, б, в). Для получения многозначности нелинейного пропускания системы (T=IT/I0), то есть бистабильного режима, необходимо в нелинейной системе осуществить обратную связь.

Рассмотрим в общем виде поведение нелинейной системы с обратной связью (рис. 8.2). На нелинейную систему (представлена на схеме в виде прямоугольника; зависимость I/T=f(Iin)

ложительной обратной связью. Таким образом, интенсивность излучения внутри системы Iin = I0+ I/T Пропускание системы до частично отражающей свет пластинки на выходе:

где зависимость I/T и соответственно Т/ от Iin нелинейная.

172

Рис. 8.2. а- схема нелинейной оптической системы с обратной связью; б, в -зависимости пропускания системы от интенсивности внутри элемента и на вставках зависимость интенсивности на выходе от интенсивности на входе для систем S (б) и N (в) типа.

Правая часть уравнения (1) представляет собой прямую с наклоном 1/( I0).

Проанализировать поведение нелинейной системы с обратной связью можно применяя графический метод. Решением

(1) будут точки пересечения нелинейной функции T/(Iin) с прямой. Зададим нелинейную зависимость T/ от Iin в виде кривой, представленной на рис. 8.2, б. Это типичная зависимость для нелинейной насыщающейся системы: линейный рост пропускания сменяется его резким увеличением с ростом интенсивности света на входе I0 и затем насыщением при относительно больших значениях I0. При увеличении I0 уменьшается наклон прямой и пропускание плавно увеличивается до значения, обозначенного цифрой 1 на рис. 8.2, б. Когда I0 достигает значения I0T, происходит резкое увеличение пропускания (скачок из точки 1 в 2) и затем снова его плавное изменение. При обратном движении резкое уменьшение пропускания (пе-

173

реход из точки 3 в 4) происходит при меньшем значении входной интенсивности света I0 .

Итак, в области значений интенсивности света на входе в нелинейную систему с положительной обратной связью I0 < I0< I0 возникает многозначность пропускания (бистабильный режим работы): пропускание (выходная интенсивность излучения) принимает два устойчивых значения при одном и том же значении I0. Бистабильная система с таким видом гистерезиса называется системой S-типа. Точное решение напоминает латинскую букву S (см. вставку на рис. 8.2, б ), однако часть решения в области, обозначенной штриховой линией, неустойчива. Аналогично можно проанализировать работу нелинейной системы с положительной обратной связью N-типа (рис. 8.2, в), у которой нелинейно растет поглощение при увеличении входной интенсивности света и <0.

Бистабильные системы можно классифицировать по способу осуществления обратной связи и механизму нелинейного пропускания. В оптическом бистабильном элементе SEED обратная связь осуществляется за счет приложения электрического поля к квантоворазмерной структуре, причем само поле возникает при прохождении через структуру светового излучения. Нелинейное пропускание элемента SEED связано с уменьшением экситонного поглощения. При больших концентрациях экситонов и свободных носителей происходит просветление в области экситонного резонанса. Это связано, во-первых, с тем, что в присутствии большого числа электронов и дырок кулоновское взаимодействие между электроном и дыркой ослабляется (этот эффект называется экранированием). Во-вторых, при большой концентрации экситонов они начинают интенсивно взаимодействовать, разрушая друг друга. Поэтому экситонное поглощение исчезает при концентрации экситонов Nex (πaex)-3 aex - боровский радиус экситона.

174

Рис. 8.3. Спектр поглощения полупроводниковой структуры с квантовыми ямами при отсутствии возбуждения (1) и при возбуждении экситонов и носителей заряда большой плотности.

hv0 - энергия экситонного перехода.

SEED был разработан в 1986 г. и представляет собой PIN1 фотодиод из GaAlAs р-области и n-области, слаболегированная i- область состоит из 100 чередующихся слоев GaAs и GaAlAs толщиной по 95 нм, образуя структуру множественных кванто-

вых ям (MQW - multiple quantum well). В элементе SEED обрат-

ная связь осуществляется за счет приложения электрического поля к квантоворазмерной структуре, причем само поле возникает при прохождении через структуру светового излучения. Нелинейное пропускание элемента SEED связано с уменьшением экситонного поглощения вследствие смещения пика экситонного поглощения из-за квантового эффекта Штарка. SEED обладает двумя стабильными состояниями при заданном уровне мощности падающего излучения, включение которых определяется предысторией ранее проводившейся засветки и является оптическим бистабильным устройством. В симметричном SEED'e (S-SEED рис. 8.4), состоящем из двух PIN фотодиодов, которые включены последовательно в питающую цепь, при освещении одного из диодов в цепи возникал ток, который вызывал падение напряжения на структуре сверхрешетки и приводил к увеличению пропускания света через вторую структуру.

175

Рис. 8.4. Оптический логический элемент S-SEED.

PIN - диод со структурой р-n перехода, в центре которого находиться слаболегированная область.

Таким образом, возникала положительная обратная связь, и совокупность таких элементов могла образовать логические ячейки «или - не», «или - и» и т.д. Первый оптический компьютер состоял из 4 каскадов и располагался на оптической плите размером I х I м . Пространственное распределение излучения на выходе каждого из каскадов компьютера определялось состоянием входящей в его состав жидкокристаллической маски, управляемой обычным компьютером и распределением света на его входе. Освещение элементов производилось полупроводниковым лазером через голографическую решетку Даммена. Важным достоинством первого оптического компьютера явилась возможность последовательного объединения его отдельных каскадов благодаря искусственному аналогу эффекта внутреннего усиления. Параметры системы были следующие: разрядность - 32 бита (массив 4x8); логика - бинарная; тактовая частота - 1,1 МГц (определялась быстродействием ЖК маски); число переключений в секунду - 40 Мб/с. Одним из достижений данного процессора была величина энергии на одно переключение, которое составляла 20 фДж и была на 6 порядков меньше величины энергии переключения в электронных компьютерах того времени.

Второе поколение оптических цифровых компьютеров представлено компьютером DOC-II (digital optical computer),

176

разработанного в научно-исследовательской фирме США Opticomp Corporation. В DOC-II использован принцип векторноматричного умножения, однако вектор и матрица являются булевскими логическими.

Рис. 8.5. Оптический компьютер DOC-II

В данном устройстве входной поток данных образовывался излучением линейки 64 независимо модулируемых полупроводниковых лазеров. Свет от каждого лазера линейки отображался на одну строчку матричного пространственного модулятора света с размером 64x128 элементов. Отдельный элемент матрицы представлял собой акусто-оптическую брэгговскую ячейку на основе полупроводника GaP. Свет, выходящий из рядов пространственного модулятора, попадал линейку из 128 лавинных фотодиодов. DOC-II имел 64x128 = 8192 межсоединений и работал на частоте передачи данных 100 Мб/с , что соответствует 0.8192x1012 переключений в секунду. Энергия на одно переключение составляет 7.15 фДж (~ 30000 фотонов). Для иллюстрации быстродействия представим, что нужно найти ка- кое-то слово в тексте. Типичный современный персональный компьютер Duron 1,6/256 MB/Win XP SP1 на поиск слова в документе Win Word состоящем из 953 страниц текста тратит чуть больше трех секунд (а именно 3,175). В то время, как оптический компьютер DOC-II просматривает за 1 секунду 80 000 страниц обычного ASCII-текста.

Принципиальным недостатком макетов первых оптических компьютеров являлась неинтегрируемость их отдельных компонентов. Исходя из этого, основной задачей следующего

177

этапа работ по оптическому компьютеру было создание его интегрального варианта.

В конце 90-х годов прошлого века велись работы по созданию интегрального модуля оптического компьютера с логической матрично-тензорной основой, названного НРОС (High Performance Optoelectronic Communication). В устройстве плани-

ровалось использовать входную матрицу VCSEL лазеров, соединенную планарными волноводами и обычной оптикой с матрицами переключения, на основе дифракционных оптических элементов, и выходную систему, состоящую из матрицы лавинных фотодиодов, совмещенной с матрицей вертикальноизлучающих диодов. Опытные образцы показали производительность 4.096 Тб/с , а оценки показывают, что данная система способна развить скорость 1015 операций в секунду с энергией менее 1 фДж на одно переключение. Однако, в связи с мировым кризисом фотоники и рынка ВОЛС работы были прекращены. В настоящее время фирма Opticomp Corporation разработала новый интегральный оптический элемент, состоящий из матрицы VCSEL лазеров и фото детекторов, соединенных волноводом и планирует использовать данные устройства, как для обработки информации, так и для создания сверхбыстрых переключателей в сверхплотных волоконных линиях связи.

178

Лекция 14 Оптические технологии в информатике

Аналоговые оптические вычисления и процессоры

Оптику можно определить как науку о распространении света и его взаимодействии с веществом. Установлено, что свет есть проявление одного из фундаментальных взаимодействий — электромагнитного взаимодействия и переносится фотонами - частицами с нулевой массой покоя и нулевым электрическим зарядом. В настоящее время к оптическому диапазону относят диапазон длин волн от единиц нанометров до сотен микрометров (см. рис. 9.1).

Рис. 9.1 Шкала электромагнитных волн.

Волновая и корпускулярная природа света обуславливает многочисленные преимущества оптических технологий для задач передачи, хранения и обработки информации:

частота оптического излучения составляет 10 ...10 Гц, что позволяет создать 10 информационных каналов со спектральной шириной 100 ГГц;

передача информации происходит действительно со скоростью света с = 3*108 м/с;

большое число световых пучков могут свободно проходить по одной и той же области пространства, пересекаться и не влиять друг на друга;

использование двумерного (изображения) и трехмерного (голограммы) характера световых полей;

параллельная передача и обработка информации с одновременной работой на различных длинах волн;

179

когерентная обработка оптической информации с использованием фазовых соотношений;

два состояния поляризации (горизонтальная и вертикальная или круговая, по левому или правому кругу) увеличивают вдвое объем переносимой информации;

оптическая система ничего не излучает во внешнюю среду, обеспечивая защиту от перехвата информации и нечувствительна к электромагнитным помехам.

Основные параметры светового когерентного излучения, или световой волны, посредством которых может кодироваться информация, следующие:

Амплитуда

Фаза

Частота

Поляризация Разрешаемые элементы в изображении (пиксели).

Используя комбинации этих независимых параметров, возможна передача огромных массивов информации и их обработка со сверхвысокой скоростью. Возможности оптических технологий уже в настоящее время широко используются в информатике - впечатляющий пример - волоконно-оптические линии связи.

Концептуально, любой компьютер можно представить в виде следующей схемы (рис.9.2), фактически имитирующей работу человеческого мозга.

Рис. 9.2 Концептуальная схема компьютера. Устройства ввода информации соответствуют органам

чувств человека (зрение, обоняние, осязание и т.п.), долговре-

180

менная (например жесткий диск) и кратковременная (кэш в процессоре) запись информации в компьютере соответствует человеческой памяти, процессор соответствует мозгу, обрабатывающему поступающий поток информации. В современном электронном компьютере можно отметить следующие оптические узлы и элементы: устройства ввода информации - оптический сканер, оптическая мышь; устройства обмена информацией - инфракрасный порт, оптоволокно; устройства вывода информации - лазерный принтер, дисплей, голографический (объемный) дисплей; устройства памяти - долговременная память на перезаписываемых оптических дисках, магнитооптические диски, голографические диски. В октябре 2003 г., фирмой "Lenslet" (Израиль) был представлен первый коммерческий оптический процессор "Enlight 256", способный производить 8 Тера операций с плавающей запятой в секунду. Основу процессора составляет блок оптического векторно-матричного умножения, созданный на основе пространственного модулятора света - матрицы, размером 256x256 элементов. Данный процессор уже используется в военных целях, в системах безопасности, для обработки больших потоков видеоинформации. Следует отметить, что данный процессор в большей степени «электронный», так как входные, выходные и управляющие сигналы - электрические.

Можно провести классификацию оптических устройств обработки информации - оптических процессоров, исходя из степени оптической интеграции. Первым классом следует наименее «оптический» (1) электронный процессор с оптическими межсоединениями, вторым следует (2) аналоговый оптический процессор, (3) цифровой оптический процессор, (4) полностью оптический процессор. Если первые три класса реально созданы, то четвертый в настоящее время интенсивно исследуется. В дальнейшем мы подробно рассмотрим аналоговые и цифровые оптические процессоры.

Аналоговые оптические вычисления и процессоры

Информация, существующая в реальном мире, например звук, свет, электрическая волна, обычно изменяется непрерывно. Способ представления числового значения в виде непрерывно изменяющейся величины называется аналоговым представлением. В отличие от этого способа, в современных компьюте-