1. Одномірні інтегральні перекривання полів тривимірних оптичних хвилеводів

Розрахунок ефективності збудження мод та коефіцієнта передачі потужності Т_m в з’єднаннях тривимірних оптичних хвилеводів (ОХ) оснований на обчисленні одновимірних інтегралів перекриття полів Ψ_nm(x,y) відповідних мод:

,

де Ψ¹_nm(x,y) та Ψ²_nm(x,y) – нормовані на одиничну потужність функції, що відносяться до збуджуючого і збуджуваного хвилеводів. Для спрощення запису індекс n прирівнюємо 1 (n=1) і далі кругом не використовуємо. Поля мод канальних і полоскових ОХ задаємо в наближенні, що еквівалентно наближенню Кірхгофа:

де W – ширина ОХ.

Таке наближення дозволяє отримати аналітичні результати, що в достатній мірі описують характеристики реальних ОХ.

Для ОХ різної ширини: ,

де , , , b_m відповідає E_nm – модам хвилевода, V≈0.95.

Для ОХ зі зміщенням: , де ∆y – величина зміщення осей.

Для ОХ зі зломом: , де Θ – кут перетину осей, , ω₀ – на півширина гаусової функції.

Для з’єднання ОХ через зазор: , де ∆z – ширина зазору, n_II – показник заломлення.

2. Оптоелектронні аналого-цифрові картинні перетворювачі (ацкп) для паралельних івс обробки зображень

Інформація, яка оброблятиметься в паралельній інформаційно-вимірювальній системі (ІВС), може бути результатом попередніх обчислень або вводитися зі спеціального пристрою введення. Такі інформація порівнюється з деякою картиною, що сприймається людиною з допомогою зору. Для того, щоб представити візуальну інформацію в цифровій формі, необхідно дискретизувати простір і проквантувати значення яскравості картини в кожній точці дискретизації. Для перетворення інформації в цифрову форму використовується аналого-цифровий картинний перетворювач (АЦКП).

АЦКП – це пристрій, що має оптичний картинний вхід і один або декілька оптичних картинних виходи і призначений для одночасного перетворення всіх точок вхідного напівтонового зображення в набір бінарних картин (розрядних зрізів).

АЦКП використовує принцип логіко-часового картинного аналого-цифрового перетворення, який оснований на перетворенні енергетичної характеристики оптичного випромінювання (оптичної потужності, інтенсивності, яскравості) точок вхідного зображення в тривалості часових імпульсів, при чому перетворення виконується одночасно для всіх просторових відліків вхідного напівтонового зображення.

Отже, оптичній потужності кожного відліку р_ij з координатами (i,j) в матриці Р із M×N дискретних відліків ставиться у відповідність часовий інтервал тривалістю відповідно до функції перетворення відповідного блоку перетворення: .

Тривалість часових інтервалів τ_ij задається часом затримки коротких оптичних імпульсів відносно часу початку перетворення. Сукупність оптичних імпульсів з виходу блоку переторення 1 (рис.) подається на вхід мультиплікатора зображень 2, який розмножує цю сукупність на n однакових зображень, кожне з яких поступає на інформаційний вхід відповідної двовимірної D-защіпки З_S (s=1,n) зі стробуванням. На входи стропування 4_S D-защіпок подаються керуючі сигнали y₁-y_n від блока керування 5, який виробляє імпульс запуску перетворювача 1 в момент часу t₀. D-защіпка працює таким чином, що вхідний оптичний імпульс переведе її комірку в одиничний стан, якщо в момент його приходу на вході стробування буде присутній одиничний керуючий сигнал y=1. Якщо в момент надходження оптичного імпульса y=0, то стан D-защіпки залишається нульовим. Процес квантування і кодування часових інтервалів здійснюється на двовимірних D-защіпках З₁-З_n шляхом фіксації в моменти їх закінчення логічних розрядних кодових послідовностей y₁-y_n використовуваного кода. Оскільки кодова послідовність y₁ старшого розряду кода поступає на вхід стробування D-защіпки З₁, то в ній з’явиться зафіксована бінарна матриця ||b¹_ij||_M×N, що являється старшим розрядним зрізом В₁ вхідного на півтонового зображення Р, на D-защіпці З₂ - другий розрядний зріз В₂ і т.д., а на D-защіпці З_n – молодший розрядний зріз В_n.