用偏振方法实现二元图象的光逻辑运算

用偏振方法实现二元图象的光逻辑运算何永蓉（南京大学物理系２１０００８）一、引言图象间的逻辑关系可以提供两图象间很多有用的信息．例如两个图象间的“等价”和“异或”的关系，实际上就是图象的相加和相减．用光学方法进行逻辑运算是光信息处理的重要课题．本实验提...     

利用半导体光放大器实现10 Gb/s全光半减器的组合逻辑实验研究

提出了一种新型全光半减器组合逻辑方案.该方案基于两个半导体光放大器(SOA)和窄带光滤波器(NOBPF).利用SOA的四波混频(FWM)和交叉增益调制(XGM)效应,通过调整NOBPF的中心波长,第一个SOA产生逻辑"A·B"门,提供半减器的"借位",同时该SOA产生"同或"逻辑;第二个SOA产生"非"逻辑,两个SOA级联后产生逻辑"异或"门,提供半减器的"差"位.实验中,实现了两路10 Gb/s伪随机归零(RZ)码信号间的全光半减逻辑运算.     

基于单个半导体光放大器的高速多功能逻辑门

采用半导体光放大器(SOA)中的非线性效应可以实现多种多样的高速全光信号处理. 利用SOA的非线性效应(包括四波混频、交叉增益调制、瞬态交叉相位调制等)实现了多种功能的逻辑运算,包括“与”、“或非”、“同或”、“或”和“非”. 由于SOA用于全光信号处理的调制速率受到增益恢复时间较慢的限制而无法实现高速的信号处理,在SOA后面级联一个带宽为0.32nm的失谐滤波器可以提高SOA的工作速率,仅用一个SOA实现了40Gbit/s的多功能逻辑门. 关键词： 半导体光放大器 全光逻辑门 瞬态交叉相位调制     

捕捉瞬变光现象的利器──超高速变象管相机

许多人早已熟悉普通相机的原理、性能和操作,但对高速照相技术可能还比较陌生.顾名思义,高速照相技术主要是研究高速运动目标或瞬变光现象和流逝过程的复演(摄影)问题.对照相系统而言,所谓“高速”指两个方面:一是意味着具有很高的拍摄频率(用单位时间内拍摄多少帧图象描述);另     

细菌视紫红质用于光子逻辑门的研究

本文对基于细菌视紫红质变种材料D96N的三种基本光逻辑操作进行了研究.随着入射黄光强度的增加,菌紫质对黄光的吸收呈饱和吸收特性,此时紫光的照射将会使此饱和吸收阈值增加.在黄光和紫光对样品的共同作用下,透射光强度会被调制,调制的程度取决于这两束光的相对强度以及被调制光波长.通过观测被调制的525nm检测光强度,我们模拟了几种基本的光子逻辑运算:“非”、“或”和“与”运算.     

皮秒量级的快速率可重构光混沌逻辑运算

基于垂直腔表面发射激光器(VCSEL)自身的光反馈以及线性电光调制效应,设计了一种实现动态可重构的光混沌逻辑运算的技术方案.归一化注入电流被调制为逻辑输入,横向电场被调制为控制信号,逻辑输出通过对VCSEL输出的x偏振光光强的均值与阈值做差进行解调.通过转换控制信号与逻辑输入的逻辑运算关系,系统就能在基本的逻辑运算如N...     

皮秒量级的快速率可重构光混沌逻辑运算（英文）

基于垂直腔表面发射激光器(VCSEL)自身的光反馈以及线性电光调制效应,设计了一种实现动态可重构的光混沌逻辑运算的技术方案。归一化注入电流被调制为逻辑输入,横向电场被调制为控制信号,逻辑输出通过对VCSEL输出的x偏振光光强的均值与阈值做差进行解调。通过转换控制信号与逻辑输入的逻辑运算关系,系统就能在基本的逻辑运算如NOT、AND、NAND、OR、NOR、XOR以及XNOR间自由切换。码元宽度为600 ps且噪声强度高达2.75×10~9情况下,逻辑运算的成功概率仍为1,表明系统具有良好的抗噪声性能。并且噪声强度等于2.5×10~9时,码元宽度至少达到579 ps,逻辑运算的成功概率才恒为1。本文研究对于研发快速稳定的组合逻辑运算器件等具有参考价值。     

一个简单可行的实现光逻辑运算的方法

本文介绍用光的偏振实现逻辑运算的方法．两个二元图像黑或白的部分用１／２波片编码，放在二次成像光路的物平面上．通过三个偏振片与１／２波片间的组合可完成十六种逻辑运算．装置简单，实验结果直观．     

一个简单可行的实现光逻辑运算的方法

本文介绍用光的偏振实现逻辑运算的方法，两个二元图像黑或白的部分用１／２波片编码，放在二次成像光路的物平面上，通过三个偏振片与１／２波片间的组合可完成十六种逻辑运算。装置简单，实验结果直观。     

实现对比度倒转的两种实验方法

I.原理 对比度倒转在光信息处理中是一种比较简单的处理。这种有趣的实验,可作为光信息处理的入门。用通俗的话来讲,对比度倒转就是使图象中亮的部份变黑,黑的部份变亮。怎样实现?其机理如何?下面以二元一维物为例加以说明。 图象一般都是二维的,为了简单起见,以下只讨论一维图象,所得的结论易于推广到二维。所谓二元物指的是物的振幅只取两个值(0,A)或更简单地用(0,1)表示。制作二元物的方法很简单,只要在一不透光的屏上开孔,然后用均匀平行光照射即可。在开孔处光的振幅作为1,未开孔处光的振幅为0。图一(a)说明一个二元一维物的振幅随x坐…     

简易全息装置

全息照相术一词来自希腊文,意思是“全写”。它分两个过程:(1)用相干光照明景物,使它在光敏介质,例如照相乳胶上形成干涉条纹;(2)再用相同波长的光照射已经显影的干涉图样,由此产生原物的三维图象。用这种方法所看到的图象跟原物的     

高速运动物体的表观长度和Terrell转动

一、运动尺子的表观长度 在阐述狭义相对论的文章或教科书中,处处要提到“观察者”,且总是把“观察者”依附于某一参照系,以说明某事件的空一时特征,这无疑是一种方便的表述方法.但当我们读到“从S系中的观察者看来……”这一经常使用的口头语时,就需十分小心了.这种表述容易造成一种假象,以为某观察者真的可看到或观察到他所在的参照系中在同一瞬时发生的各事件的总图象.事实上这是不可能的,因为观察者只能直接了解他所在地点的事件,而别的地方在同一瞬时发生的事件只能依靠某种信号(如光信号)的传递才能得知.一切信号的传递速度都是有限…     

基于磁电子学的微处理器

计算机的能力随着Si芯片中晶体管数量的增多而变得愈发强大.但是,这种趋势不可能永远持续下去.在传统计算机中,每一种逻辑运算对应一种专门的逻辑线路.不可能对一个硬件逻辑单元通过编程实现不同的逻辑运算(AND ,OR ,NAND或NOR) .传统计算机的弱点还在于:它的内存是易失性的,为     

光的三进制逻辑运算与光学加密

运用θ调制和空间滤波原理,在8f系统中以光的二进制逻辑运算为基础,设计并实现了光的三进制逻辑运算. 用不同取向的光栅对2个输入进行编码,通过2次空间滤波,分别筛选出2个输入的部分信息,这样在输出面上就可得到2个输入不同取向组合所对应的不同输出结果,从而实现光的逻辑运算和光学加密. 利用Matlab对设计思路进行了计算机模拟,不仅能与实验相互验证,还能对实验上实现起来困难的部分加以模拟,得到了较理想的结果.     

基于非线性定向耦合器的光二进制逻辑器件

本文提出了一种新的非双稳态光学逻辑器件,它由一个双端输入的非线性光波导耦合器产生相应的输入输出波形,再经过多级单端输入的非线性耦合器进行波形限幅和整形,以获得阶跃开关特性.通过理论计算说明适当选择输入条件,这种器件可以实现所有六种基本的二进制逻辑运算功能:与、或、与非、与或、异或和同或.     

光致异构全光逻辑门理论与实验研究

基于双光抽运探测模型，利用偶氮苯聚合物光致异构和光致双折射效应，建立了全光逻辑门的理论分析模型，提出了一种新颖的全光逻辑门设计方案.该方案基于输入抽运光和信号光的强度或偏振态，设计了“与”门、“或”门、“异或”门和“异或非”门等基本功能的全光逻辑门.以掺杂分散红1(DR1)的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜为样品进行实验，得到了比较好的逻辑门运算实验结果，与理论分析相符合.     

实现冷原子或冷分子囚禁的双层光阱列阵

提出了一种新颖的实现冷原子或冷分子囚禁的双层光阱方案,它由二元π相位板列阵和会聚透镜列阵所组成,用平面光波通过此光学系统时将在透镜焦平面两侧形成双层光阱.介绍了产生双层光阱的基本原理,分析了光阱光强分布、强度梯度等与光学系统参数间的关系,研究了双层光阱囚禁原子(或分子)的光学偶极势和自发散射速率(包括瑞利散射和拉曼散射)等.该方案不仅可用于多样品原子(或分子)的光学囚禁及全光型玻色一爱因斯坦凝聚(BEC),而且可用于制备新颖的双层2D光学晶格.     

光滞回线的演示

光滞回线是基于光学双稳态(或多态)的一种非线性光学现象。光学双稳态就是在特定情况下,一个光学系统有两种可能的光强输出(I_出)对应着一个光强输入(I_入),而真正输出究竟取二者之中的哪一个,则由输入的历史背景决定,如图1所示。由图1可见,此种光学系统的光强特性曲线与某些磁介体的磁化曲线——磁滞回线很相似,故称光滞回线(optical hysteresis curve)。不难想象,具有这种特征的光学系统必然会与磁介体一样,有着广阔的应用前景。事实上,这种系统正是全光学信息处理系统以及全光学计算机中不可缺少的器件。本文将介绍H.Y.Zhang等人(A.J.P.Vol.58,№     

一种处理运动大模糊图象的非相干光方法

运动模糊图象是由于相机与景物之间相对运动引起的;例如航空摄影以及地面上快速物体摄影.对于运动模糊图象,国外已有几种相干光处理方法.但目前相干光模拟运算,大都以透镜前后焦面的光学傅里叶变换为基础,要求点扩展函数具有空间平移不变性,只能处理平动模糊图象,难以处理转动模糊图象.在研究相干光处理方法时,鉴于目前相干光方法的这种局限性,我们又探讨研究了一种简单易行的非相干光处理方法:根据运动模糊图象(负片),严格控制洗相条件使γ=1洗印一张正片.将这样一对光密度产格“互补”的正负片重迭,沿着运动模糊图象上运动轨迹错开微小距…     

高斯势垒/阱作用下非局域矢量光孤子 的传输特性

非局域非线性介质中高斯势垒或势阱作用下矢量光孤子的传输特性,由具有高斯型线性势的耦合非局域非线性薛定谔方程描述,通过平方算子法对方程进行数值计算,并利用分步法仿真矢量光孤子的传输.在非局域非线性大块介质中,异相位矢量孤子的分量总是自发地分离,高斯势垒可以抑制分量间的排斥作用;同相位矢量孤子的分量则总是自发地融合,高斯势阱可以抑制分量间的吸引作用.通过定量分析势垒高度(或势阱深度)或宽度与矢量孤子两个分量在归一化传输距离为500处的间距之间的关系,发现如果势垒(或势阱)的高度(或深度)及宽度太大或太小,高斯线性势都不能抑制这一过程,甚至会恶化矢量光孤子的传输.对于异相位孤子,最有效抑制分量分离过程的高斯势垒设置是高度为1.10,宽度为1.00;对于同相位孤子,最有效抑制分量融合过程的高斯势阱应设置是深度为-1.50,宽度为1.00.研究结果可为全光开关、光逻辑门、光计算等光控光技术提供参考.