二维光学神经网络自由空间互连结构设计

本文分析了以透镜阵列元件建立空间互连通道的光学神经网络中神经元数的理论极限.为了提高网络中的神经元数,我们提出了一种并行结构设计,该结构克服了小透镜成象中的离轴象散的影响,提高了系统的光能利用效率,同时降低了系统中的对位精度误差,提高了互连运算精度.     

面向中距衍射多焦点人工晶状体设计

运用ZEMAX光学设计软件基于Liou-Brennan眼模型,材料选用疏水性丙烯酸酯,设计了前表面为衍射面,后表面为非球面的多焦点人工晶体,该设计利用0级、+1级衍射级次,当物在不同位置时,使不同衍射级次发挥作用.对于所设计的人工晶体,采用的附加光焦度为1.66D,即两个焦点处的光焦度分别对应20D、21.66D,小附加光焦度的确立旨在着重优化人工晶状体在中距处的光学质量.首先基于衍射光学理论计算衍射面的衍射效率,利用ZEMAX光学设计软件得到衍射面及非球面的光学参数,继而利用MATLAB模拟仿真软件模拟衍射面位相结构及实际表面轮廓,最后利用单点金刚石超精密车床对所设计的人工晶体进行加工,根据实测光学调制传递函数分析所设计的人工晶体的光学质量并利用实测离焦量曲线验证附加光焦度的正确性.该设计满足光学调制传递函数在空间频率50lp/mm处大于0.3,可为白内障患者在不同距离视物提供较好的视觉清晰度.新型人工晶体应用于物距为75.3cm的工作距离,为小附加光焦度人工晶体应用领域提供理论及实验基础.     

液晶人工神经元阵列的研制

研制了一种液晶灵巧像素光学神经元阵列器件，它利用光电混合集成技术，以非晶硅作光敏材料，以液晶实现光调制，通过特殊设计的器件结构，能实现对两束光的相减和非线性取阈等人工神经元功能。该器件具有８×８个神经元，以全并行方式工作     

多周期双色场方案下附加脉冲频率对阿秒脉冲产生的影响

通过数值求解一维含时薛定谔方程,研究了多周期双色场与氢原子相互作用过程中不同波段的附加脉冲波长对体系高次谐波及阿秒脉冲产生的影响.研究发现,当双色场的附加脉冲波长处于红外波段1600 nm时,比起处于可见光波段的533 nm附加脉冲,谐波谱截止位置得到大幅延展,相应地拓宽了超连续带宽,小波变换后获得了78 as的孤立短脉冲.由合成电场的光学振荡频率解释了附加脉冲波段对谐波谱的影响,同时该结论有利于在获得孤立阿秒脉冲的研究中选择合适的附加脉冲频率.     

摆臂式三点光学镜面支撑系统的研究

提出了一种摆臂式三点光学镜面支撑系统,分析了其结构原理和工作性能,给出了实现的方法和制造工艺。该支撑系统具有结构简单、刚度恒定以及无附加温度应力等特点,可用于中小型光学镜面和光学元件的支撑,特别适用于空间仪器的光学加工领域。     

光学相关器在自动目标识别中的应用

为使光学相关器更好地应用于自动目标识别领域,保证在较高识别速度下,具备良好的识别效果,介绍了应用于自动目标识别领域的联合变换相关器和匹配滤波相关器.针对匹配滤波相关器实现过程中的两项关键技术,在滤波器编码技术上提出了构造等相关峰综合鉴别函数以解决畸变不变识别问题.在相关峰识别技术上,针对阈值法存在的不足,提出利用BP神经网络对相关平面相关峰进行识别,采用划分感兴趣区域的方法减少了输入层神经元数目,简化了神经网络结构.借助搭建的光学相关器系统验证了该方法可对相关信号和噪声进行有效分类,提高了光学相关器的识别效果.     

大口径合成孔径激光成像雷达演示样机及其实验室验证

合成孔径激光成像雷达(SAIL)的主要技术指标如光学足趾尺寸和成像分辨率等都必须在所设计的远距离传输后实现.提出了一种在实验室空间近距离实现SAIL全系统贯通验证的方法,即在SAIL中附加光学装置使得其在近距离产生发射光束的准几何投影和足够大的外差接收视场,从而产生近距离二维SAIL成像必需的并且适当的光学足趾和方位向...     

光学元件列阵综合成像的附加像差

在提出光学元件列阵综合成像原理和演示了几种新的列阵型准相位共轭器的基础上;本文导出了综合成像附加像差的一般表达式,综合像差为零的αβνδ条件,讨论了衍射的影响,并作了实验验证.     

适用于神经元状态非等概率分布的神经网络模型及其光学实现

针对Hopfield模型在存储模式的神经元状态不具备理想的等概率分布时性能下降，以及光学难以实现多灰度阶互连的弱点，提出了一种非对称截值点的截值模型，在易于光学或光电子技术实现的同时，与其他模型相比，存储容量和容噪声能力都有较大提高.同时，提出了光束方向编码方法，并用该方法实现了上述模型，给出了实验结果. 关键词：     

仅用激发神经元的IPA神经网络模型及其光学实现

仅用激发神经元的IPA(Interpattern Association)型神经网络模型与既有激发又有抑制的IPA模型具有相似的性能。仅用激发神经元后,不需要光强的相减,这样可以较简单地实现全光神经网络系统,对相似的存储模式有较强的分辨力。此文提出了一套二维(8×8)光学神经网络实验系统,用透镜阵列实现互连,并给出了理论描述和光学实验结果。     

Optical Learning Neural Network Using Photorefractive Waveguides

A model of an optical neural network with learning ability is proposed. We numerically evaluate the learning ability of the proposed network by using parameters determined by experiments. Adaptive connections between artificial neurons are implemented using photorefractive (PR) waveguides that can be optically modified by guided beams. The network consists of three layers and has bipolar weights within the limited range. The bipolar weight is encoded as the difference between optical power transmittances of signal beams in two channels of the PR waveguides. The adaptivity of the transmittance of PR waveguide is experimentally evaluated and is incorporated into the proposed network simulated in a computer. The proposed network is trained by a simplified local learning algorithm. Numerical results showed that the proposed three-layered network with six hidden neurons can solve the exclusive-or problem.     

Optical bipolar associative memory based on inner-product scheme

A new method is proposed to represent the bipolar states of a neural network. An optoelectronic system based on an inner-product multiplier is suggested to implement the bipolar associative memory which has a larger storage capacity and a higher error-correction capability than those of unipolar one. The experimental results are also given and discussed.     

Image feature extraction by dynamic neural filtering and phase-only joint transform correlation

Neural network-based image processing algorithms present numerous advantages due to their supervised adjustable properties. Among various neural network architectures, dynamic neural networks, Hopfield and Cellular networks, have been found inherently suitable for filtering applications. Combining supervised and filtering features of dynamic neural networks, this paper presents dynamic neural filtering technique based on Hopfield neural network architecture. The filtering technique has also been implemented by using phase-only joint transform correlation (POJTC) for optical image processing applications. Filtering structure is basically similar to the Hopfield neural network structure except for the adjustable filter mask and 2D convolution operation instead of weight matrix operations. The dynamic neural filtering architecture has learnable properties by back-propagation learning algorithm. POJTC presents significant advantages to achieve the operation of summing the cross-correlation of bipolar data by phase-encoding bipolar data in parallel. The image feature extraction performance of the proposed optical system is reported for various image processing applications using a simulation program.     

光电混合实现全双极WTA模型的新方法

提出了一种光电混合实现全双极Ｗｉｎｎｅｒ－Ｔａｋｅ－Ａｌｌ（ＷＴＡ）神经网络模型的新方法，并应用于ＷＴＡ模式识别系统，给出了实验结果。该方法能更有效地利用系统空间，取阈方便，能够进行非存储模式的判断和容错性识别，使系统具有更大的存储容量和寻址能力。     

用光阀和光栅实现神经网络的并行相减

本文在以波长编码实现双极光神经网络的方案基础上,对表示加权求和正、负值的两组光.点,通过在光寻址液晶光阀的相应位置加上不同.的偏置,使其分别工作在正、反态,从而实现对代表正、负值的光强的调制.然后利用光栅的移位作用,把各组的两个光点叠加到一起,其合光强即是所期望的加权求和正、负值的相减结果.通过调整液晶光阀的工作参数,得到了理想输入输出响应曲线;并用光栅实现了移位,从而在实验上验证了该方案的可行性.     

一种改进型HOPFIELD神经网络模型及其单通道光学实现

提出一种改进型HOPFIELD神经网络模型。通过对存贮模式进行互补扩展,消除了存贮模式中0和1个数不等问题。利用扩展模式互补性和由扩展模式所形成的连接权的镜象对称性,在不增加神经元个数和连接权矩阵维数的情况下,提高了网络的存贮能力和容错能力。在此基础上设计了全正光学连接权矩阵,在单通道内实现了双极寻址,降低了光学系统的复杂性。     

多状态,多阈值神经网络模型的光电混合实现

提出了一种采用高分辨率液晶电视（ＬＣＴＶ）实现Ｈｏｐｆｉｅｌｄ神经网络多值算法的光电系统，文章给出了平面多状态，多阈值的全互连Ｈｏｐｆｉｅｄ神经网络模型，并采用该系统对颜色进行了联想和记忆的实验，初步的实验结果可以证实，此种高分辨率液晶电视神经网络系统是可行的。     

Fundamental Properties of 10 Gbit/s Coherent Optical Code Division Multiplexing: Experiment

Coherent optical code division multiplexing is a novel method using the phase of optical pulse as the bipolar code for future fiber-optic communication networks. Some optical bipolar codes with a repetition frequency over 10 GHz are generated experimentally and their fundamental properties are elucidated. The key features of the method, auto- and cross-correlation of these codes, are shown experimentally and compared with the theoretical results. Interference between two optical narrow pulses with high repetition frequency is investigated experimentally under various conditions of optical phase and wavelength as the basis of the method. A guaranty of realization of the technique is shown.     

多值神经网络改进模型及其光学实现

本文提出一种改进的光学神经网络模型,并利用空间光调制器PROM构成的光学系统实现了这种模型的联想记忆运算.计算机模拟和实验结果表明,改进模型提高了光学神经网络的识别能力,并在—定程度上提高了存贮容量.     

一维局域互联关联存贮的光学实现

本文提出了一维局域互联关联存贮的光学实现方法，讨论了可用来实现局域互联网的三种光电混合系统。基于光电相关系统并用图象监示器编码互联权重矩阵，液晶显示器编码输入矢量，给出了一维光学实验结果。