光学全混洗网络互连函数的矩阵描述及其应用

采用自由空间光学互连技术实现的全混洗网络是数字光计算系统的基本互连网络,本文针对全混洗互连函数现有描述方法的不足,引入了描述全混洗互连函数的互连矩阵,并给出了全混洗网络互连矩阵的具体形式,为模拟或验证全混洗网络实验结果提供了理论依据。     

反-逆混洗光电混合循环排序网

提出了一种新型光电混合循环排序网络。排序网的互连级采用自由空间光学反－逆混洗（Ｃｏｍｅｇａ）互连,比较交换节点列阵采用硅互补金属－氧化物－半导体－自由光效应器件（ＣＭＯＳ－ＳＥＥＤ）光电混合集成电路来实现。由于反－逆混洗多级网络各互连级完全相同,该排序网络通过采用循环结构大大地简化系统所需的硬件。通过采用并行比较交换节点进一步提高了排序网络中比较操作的速度。     

全混洗交换Omega互连网络的光学实现

本文提出了一种由左、右全混洗和空间光开关列阵组成的等效Omega网络;成功地设计了一种实现全混洗互连的低损耗,等程的光学组合棱镜.由两块光学组合棱镜和空间光开关列阵组合成的光学系统实现了全混洗交换光学互连网络,该光学互连网络已在实验中得到了证实.     

利用硅波导实现全混洗变换的新方法

全混洗变换在光互连中具有重要的作用.本文提出并实现了一种新的全混洗变换实现方法——硅波导实现全混洗变化.分析了全混洗变化的基本理论及其特点;利用软件OptiFDTD仿真并分析了4×4和8×8的PS变换结构;根据仿真结果,利用感应耦合等离子体刻蚀等工艺对SOI基片进行加工,制作了基于硅基的片上全混洗变换结构.结果显示,该结构的传输效率在80%以上,而且此结构的串扰在1%左右,该结构具有传输效率高,插入损耗和串扰较低等特点,并且在结构上具有体积小、结构简单、易于集成等优点,将在未来的光学集成及光学计算机中发挥重要作用.     

利用硅波导实现全混洗变换研究

根据全混洗(perfect shuffle)变换的特点,利用SOI材料(silicon-on-insulator)设计硅波导,在片上实现4 4和8 8全混洗变换;对波导设计参数包括:宽度、间距和交叉角度等进行讨论和优化,得到最佳的设计参数;模拟仿真得到8 8全混洗变换的传输特点,并对传输效率和串扰进行讨论;实验结果表明片上光波导能够有效的实现全混洗变换,具有插入损耗低和串扰低等特点,在光通信和光互连领域具有一定的应用。     

实现交叉光互连的全息元件的研究

光学互连与电互连相比,具有并行处理、传输速度快、信息容量大、空间频带宽、串音小和能量损耗低等优点,因此在光计算和信息处理领域中成为越来越吸引人的课题[1~4].在光信息处理中,光互连在实行多种函数及变换过程中具有重要的地位[5].在数字光计算中,光互连可实行多种算法和构造,其中自由空间规则光互连如全混洗(perfect shuffle)光互连、交叉(crossover)光互连及蝶(butterfly)光互连已得到广泛研究和应用[6~8].     

光致聚合物全混洗光互连全息元件的制备

采用只对红光敏感的光致聚合物全息干版通过 Ｈｅ－Ｎｅ ６３２ｎｍ激光波长两次掩膜曝光,在面积为３０ｍｍ × ６０ｍｍ的全息干版上制备出全息光学元件,并成功地用于全混洗光学互连的实验演示。全息光学元件的衍射效率为 ４０～ ５２％。     

微闪耀光栅列阵实现全混洗变换研究

在8台阶、相位深度为2π的微闪耀光栅透过率函数的基础上,根据标量衍射理论分析了波长0.632 8 μm的He-Ne激光通过闪耀光栅发生菲涅耳衍射的复振幅分布,并得到了其满足1级闪耀输出的特点.将He-Ne激光通过8通道的微闪耀光栅列阵后菲涅耳衍射光场的分布规律与全混洗变换的特点相结合,得到微闪耀光栅列阵实现全混洗变换的周期公式.实验表明该微闪耀光栅列阵能够实现全混洗变换.     

Dammann光栅在光互连中的应用

本文将Ｄａｍｍａｎｎ光栅［１，２］应用于光互连，提出了用Ｄａｍｍａｎｎ光栅实现完全混洗的方法．一个２×２的Ｄａｍｍａｎｎ光栅与一个成像透镜的组合，具有与四焦点透镜类似的成像作用．像面上，像的位置与Ｄａｍｍａｎｎ光栅的位置有关，适当选择光栅的位置可以实现不同元素数目及不同元素密度的完全混洗．本文给出了有关的理论推导及实验结果．     

全交叉互连的模拟实现

采用互连矩阵对全交叉网络的互连函数进行了模拟计算,计算结果与实验吻合。从而为验证光学全交叉网络的实验结果以及模拟实现全交叉网络的互连函数提供了理论依据。     

A module design of rearrangeable nonblocking double omega optical network using binary optics elements

Omega network plays an important role in all optical communication and optical interconnection networks. In this paper, a novel technology, which binary optics element (micro-blazed grating array) can realize perfect shuffle transform including inverse perfect shuffle and left perfect shuffle, is proposed. Moreover, by a cascade of inverse perfect shuffle and left perfect shuffle, a multistage rearrangeable nonblocking omega network can be constructed. Simultaneously, the bipartition graph algorithm (BGA) is adopted to ascertain the state of node switch in each node stage (straight or crossover connection). At last, a module of the rearrangeable nonblocking omega network which is integrated with polarizing beam-splitter, half-wave plate, micro-blazed grating array, is presented. It can accomplish the functions of 8-channel signal beams’ sorting and switching without routing conflict and blocking, and has advantages of being compact in structure, easy to integrate, efficient in performance etc. Finally, both the theoretical analysis and the experimental result show that this module proposed here may be helpful in free-space optical interconnection network and optical information processing.     

Optical implementation of perfect shuffle using Billet lens

This paper presents an optical system to implement perfect shuffle network us-ing Billet lens.Optical perfect shuffle network of high density and large capacity can be real-ized in this system with higher optical efficiency.     

洗牌型图样间联想光学神经网络模型

本文将洗牌型神经网络结构和图样间联想神经网络算法相结合,提出了一种洗牌型图样间联想神经网络(PS-IPA)模型。该模型具有极其简单、稀疏的互连权矩阵,十分适于大规模神经网络的光学实现。计算机模拟结果表明洗牌型图样间联想神经网络的稳定性和抑制噪音的能力均优于图样间联想网络IPA.本文还给出了洗牌互连的一般性原则,使网络结构得到优化,增强了洗牌型神经网络的灵活性和适应性。并采用3-洗牌和2-洗牌结合的PS-IPA对汽车牌照的字符进行识别,得到了较好的结果。     

Optical Perfect Shuffle Interconnection Using Computer-Generated Blazed Grating Array

In this paper a new type element that can implement perfect shuffle (PS) network of free spatial optical interconnection is presented. It is a microoptics array element consisting of a series of sub-blazed gratings with different spatial frequency. The array has highly efficient light energy and a very simple setup. It can realize 1-D, 2-D PS networks and their inverse transforms. Also, the array can conveniently realize microminiaturization and multilevel interconnection and other forms of interconnections.Presented at the International Commission for Optics Topical Meeting, Kyoto, 1994.     

Optical Inverse Perfect Shuffle Interconnection and Its Application to Polynomial Evaluation

An optoelectronic implementation of polynomial evaluation has been presented which uses a recirculating inverse perfect shuffle interconnection (IPS). The IPS interconnection is formed by a binary phase grating which permits a high density of interconnection; it can be utilized in a high order of polynomial evaluation processing system.     

用计算全息元件实现光学Perfect shuffle网络

本文介绍了一种实现光学perfect shuffie(PS)网络的方法,它是用计算机产生全息片(CGH)的方法制作的元件,该元件可以很简单地实现二维光学PS网络,实验结果表明,该方法是可行的,效果好,能推广到其它的变换网络。     

Comparison between optical interconnection processors: folded perfect-shuffle versus three-dimensional butterfly

The differences between folded perfect shuffle and three-dimensional (3-D) multi-channel butterfly optical interconnection architectures are quantified. The three-dimensional butterfly network, in particular, is used to implement Hartley transform operation.