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基础型光学处理器的结构设计与实验研究

作　者: 侯晓光
导　师: 谭吉春
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 物理学
关键词: 信息光学光计算计算全息光学数字乘法器光学逻辑运算器光学矢量-矩阵乘法器
分类号: O438
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 33次
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内容摘要

论文调研了国内外光学数字乘法器、光学逻辑运算器和光学矢量-矩阵乘法器等光学运算的基本原理和最新进展,基于He-Ne激光器、偏振片、光学透镜、DMD(Digital Micromirror Devices,数字微镜器件,一种反射式电寻址空间光调制器)、VCSELs、CCD等光电子器件,对可实现并行运算操作的偏振调制光学数字乘法器、光学并行逻辑运算器和光学矢量-矩阵乘法器等光学并行处理器进行了光学设计,并搭建了实验系统进行实验分析。提出了一些建设性的观点,为今后从事光计算的研究拓宽了思路。本文主要包括以下三个方面内容:1.把偏振片阵列用于光学数字乘法器中,设计了偏振调制光学数字乘法器,并根据设计搭建了乘法器实验系统,对乘法器进行了实验分析,结果表明该乘法器能够实现快速并行数字运算。2.在光学阴影成型技术和双轨空间编码方法的基础上,把相关器滤波方法运用到并行逻辑运算器的设计当中,基于光学相关器设计了光学并行逻辑运算器,并搭建了实验系统对光学矩阵逻辑运算进行实验和分析,结果表明该光学并行逻辑运算器能够实现各种并行逻辑运算。3.对双DMD光学矢量-矩阵乘法器进行了改进设计,采用反射式结构进行单DMD矢量-矩阵乘法器的光学结构设计,根据设计搭建了单DMD矢量-矩阵乘法器实验系统,进行了实验分析。论文还对所研究的不同类型并行光学处理器的特点和应用前景进行了讨论,并对各种因素对系统的影响和相应解决方法进行了有意义的探索,获得了有积极指导意义的结果,对光计算机的研究和发展具有积极的推动作用。

全文目录

摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第一章绪论  11-16
  1.1 光计算技术背景  11-12
  1.2 研究光学处理器的意义  12-13
  1.3 光学处理器研究进展  13-15
  1.4 本文主要研究内容  15-16
第二章基础型光学处理器相关器件  16-23
  2.1 典型光学处理器构成  16
  2.2 数字微镜器件  16-18
  2.3 光电探测器件  18-19
  2.4 垂直腔面发射激光器（VCSELs）  19-21
  2.5 其它器件  21-22
  2.6 本章小结  22-23
第三章偏振调制光学数字乘法器的原理与实验  23-28
  3.1 偏振调制光学数字乘法器的工作原理  23-25
  3.2 偏振调制光学数字乘法器的实验过程和结果  25-26
  3.3 分析与展望  26-27
  3.4 本章小结  27-28
第四章并行光学逻辑运算器的原理与实验  28-38
  4.1 并行光学逻辑运算器的实现原理与设计  28-32
    4.1.1 光学阴影成型技术实现并行光逻辑运算的原理  28-30
    4.1.2 基于光学相关器的并行光学逻辑运算器设计  30-32
  4.2 光学逻辑运算器的实验过程和结果  32-36
  4.3 分析与展望  36-37
  4.4 本章小结  37-38
第五章单DMD光学矢量-矩阵乘法器的原理与实验  38-43
  5.1 光学矢量-矩阵乘法器的工作原理  38-39
  5.2 单DMD光学矢量-矩阵乘法器的系统设计  39-40
  5.3 单DMD光学矢量-矩阵乘法器实验过程和结果  40-41
  5.4 分析与展望  41-42
  5.5 本章小结  42-43
第六章结束语  43-45
  6.1 本文完成的工作  43-44
  6.2 下一步工作  44-45
致谢  45-46
作者在学期间取得的学术成果  46-47
参考文献  47-51
附录  51-52

基础型光学处理器的结构设计与实验研究

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