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。

基于相位计算全息的完美涡旋光产生和调控方法

空间光调制器模拟锥透镜法是目前最为广泛使用的产生完美涡旋光的方法,但是该方法无法调控光束环宽,为了解决这个问题,提出了使用傅里叶空间相位计算全息法产生、调控完美涡旋光。通过理论分析和实验测量证明,改变编码相位可以实时调控完美涡旋光的光环半径、环宽和拓扑荷数。该方法光路简单,产生的光束质量高,且光路只需进行一次调整,操作简便。另外,该方法还具有通用性强的优点,可用于产生各类变形完美涡旋光。实验产生了不同参数的椭圆形完美涡旋光,实验测量结果与理论结果吻合得很好。因此,傅里叶空间相位计算全息法是一种简便、通用、实用性更强的完美涡旋光产生、调控方法。

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。

全混洗互连网络中RPS、LPS和IPS的矩阵处理

讨论全混洗光互连网络中左混洗(LPS)、右混洗(RPS)的数学定义与矩阵处理,针对全混洗中关于左逆混洗和右逆混洗现有文献讨论的不足,提出左逆混洗和右逆混洗的数学定义与矩阵描述,讨论各种全混洗之间相互转化和变换关系,完善了全混洗的理论分析,为模拟或验证全混洗网络实验结果提供了理论依据.

循环级联式的多级PS光学互连网络

提出了一种可实现多级 PS光学互连的循环系统 .该循环系统主要是在现有的单级 PS光学互连实验基础上 ,由 LCD、CCD等光电子器件和计算机构成 .这个循环系统可以实现多级 PS光学互连和 FPS光学互连 .

全混洗光互连的矩阵处理与研究

引入矩阵的方法分析处理全混洗互连变换，用矩阵方程形式直观地表达了一些已知的，以及一些新的全混洗互连性质，并阐明了其物理意义，同时提出了全混洗互连、逆全混洗互连的光学实现方法。

一种新型的光电混合多项式求值并行处理系统

本文提出了一种新型的并行求解多项式值的光电混合数字计算系统。系统中，我们采用了一种新的自由空间互连网络：逆全混洗互连，并用一特殊的组合棱镜和向列型液晶空间光调制器配合，在光学上实现了逆全混洗互连。

洗牌型图样间联想光学神经网络模型(英文)

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．

台阶型微闪耀光栅面阵实现二维全混洗变换

基于台阶型微闪耀光栅衍射效率高、特征尺度小、集成度高和加工容易等特点,提出了利用台阶型微闪耀光栅面阵实现二维全混洗变换的方法。讨论了一维和二维全混洗的变换规则和数学定义;通过对刻蚀过程中各单元光栅的刻槽取向和周期的控制,使信号光满足所需要方向的闪耀输出,制作出一维和二维的微闪耀光栅面阵,在自由空间分别实现信号光的一维和二维全混洗变换。最后,比较与讨论了微闪耀光栅实现全混洗变换的方法。理论分析和实验结果均表明:该方法与传统的通过信号光矩阵的分割成像、放大、重组、叠加操作不同,它利用单一器件的衍射特性来控制信号光的取向和光强的分布,从而实现二维全混洗变换。因此,该方法具有光能量利用率高、控制简便、易操作和易集成的特点,充分体现了二维全混洗变换在光通信和光信息处理中具有的高空间带宽积和多自由度的特点。

全混洗变换的光学实现方法

在有关文献对全混洗讨论的基础上,补充、完善了左逆混洗、右混洗和右逆混洗的研究。针对目前已经采用的实现左混洗变换方法的不足,提出了利用微光学衍射元件(微闪耀光栅阵列)实现全混洗变换的方法。通过对微闪耀光栅阵列周期参数的确定,可以控制信号光在空间闪耀输出的方向和闪耀角的大小。利用反应性离子刻蚀技术制得了1×8的微闪耀光栅阵列,成功地实现左混洗变换,该方法同样可以实现左逆混洗、右混洗和右逆混洗变换。实验结果表明,与其它实现方式相比,该方法具有器件尺寸小、衍射效率高(理论上衍射效率可达到95%左右)、光路简便易行、易微型化和集成化等特点,能够用于多级互连构建全混洗光互连网络。

量子Harr小波变换及其逻辑实现

由于量子计算相比于经典计算的突出优越性,量子小波变换的实现对于小波变换的理论完善和实际应用具有重要的意义。在给出了正移置换矩阵的量子逻辑线路后,运用矩阵扩展Kronecker积,基于W-H变换和正移置换矩阵对Harr小波矩阵进行了分解,给出了相应的数学表达式和量子逻辑线路。并对其实现复杂度和物理实现可能性进行了分析。

可重排无阻塞全混洗光网络光学实现方法

针对全混洗互连网络在光通信和光信息处理中的应用,提出一种利用二元光学方法制作的深浮雕微闪耀光栅列阵构建全混洗(Perfect Shuffle,PS)光互连网络的方法。该方法通过逆混洗(Inverse Perfect Shuffle,IPS)和左混洗(Left Perfect Shuffle,LPS)的串联,构成多级的可重排、无阻塞的Omega网络,采用二分图法(Bipartition Graph)依次确定各级节点开关的状态(直通或交叉),最后通过偏振分光棱镜(Polarizing Beam Splitter,PBS)、半波片(λ/2 wave plate)和PSPlate的组合,得到可重排、无阻塞的Omega网络交换模块。理论分析和实验结果表明该模块可以实现N=8输入信号按任意序列输出,不会发生路径冲突。该方法实现的全光交换和排序具有自由空间交换、交换透明、串扰小、带宽高的特点,在光通信以及信号处理中具有一定的应用。

二维全混洗变换的理论分析

基于全混洗变换在光信息处理和全光排序中的应用,讨论了全混洗变换的数学定义和变换规则;重点研究了二维全混洗变换的特点,对2D-fold shuflle变换和2D-separable shuffle变换进行了详细的讨论,得到其相互间转换的操作规则;在此基础上分析了一维混洗变换与二维混洗变换的关系,提出了从一维到三维的映射规则和实现步骤,理论分析表明二维全混洗变换可以有效地利用空间自由度,提高信息处理的容量,带宽和器件的集成度。

光计算中一种等效全混洗交换光互连网络的实现方法

提出了一种等称全混洗交换（ｐｅｒｆｅｃｔｓｈｕｆｆｌｅ／ｅｘｃｈａｎｇｅ）光互连网络的光学实现方法。该方法采用液晶空间光调制器作为光交换控制器件，用Ａｒ＋离子激光器提供光源，光互连系统由偏振分光棱镜、光束分束器和液晶空间光调制器组成。在实验上成功实现了８×８全混洗交换网络的光互连。

一种适合于光学实现的洗牌型2D全互连多层神经网络模型

提出一种适合于光学实现的洗牌型二维全互连多层神经网络模型。该模型采用神经元的层内局部互连通过层间洗牌级联构成洗牌型神经网络模型的拓扑结构，具有很高的神经元／权重比，可以极大地压缩神经网络的互连权矩阵ＩＷＭ（Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｗｅｉｇｈｔ Ｍａｔｒｉｘ）。推导出适合于洗牌型神经网络模型的修正ＢＰ算法，分析了网络的收敛性、容错性和反馈机制。计算机模拟结果表明，该模型具有稳定性好、收敛快、容错性高等特点。该模型结构整齐、简单，十分适合于神经网络算法的并行化以及光学实现。

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％。

洗牌置换与广义洗牌置换

对n为任意正整数的洗牌置换性质进行研究 ,同时对这种置换进行推广 ,提出了广义洗牌置换的定义 。

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.

比累对剖透镜在光计算中的应用

比累对剖透镜能将像场及频谱分为两个部分,这种特性可以用来完成在光计算机中起重要作用的光全加器及完善洗牌互连网络。实验结果表明本文所提出的光学系统是成功的.