[发明专利]一种基于数字微镜器件的光计算装置

说明书

本发明公开了一种基于数字微镜器件的光计算装置，包括数据处理模块、光源编码模块以及光计算模块。所述光源编码模块包括LED灯、数字微镜器件、数字微镜器件驱动模块，光计算模块包括数字微镜器件、数字微镜器件驱动模块、光电探测器。其中，数据处理模块将需要计算的数据发送给光源编码模块，实现光编码操作，以不同的光点表示数据。编码后的光照射到光计算模块的数字微镜器件上，通过偏转不同位置的数字微镜实现逻辑运算，运算结果反射到光电转换器上，得到计算结果，并发送给数据处理模块。光计算技术具有更快的传播速度和更高的信息容量，本发明相较于传统方法，提高了计算速度，降低了系统实现复杂度，且能够进行级联运算。

技术领域

本发明涉及光计算机和光计算技术领域，具体涉及一种基于数字微镜器件的光计算装置。

背景技术

目前，大规模集成电路的集成度几乎达到物理电子和工艺技术的“极限”，为了满足人们对高速计算和对海量数据进行有效处理越来越高的需求，采用并行处理技术是提高计算能力的一种有效途径。光与电子相比，交叉光束之间不容易发生互相干扰的问题，同时光波束能够承载二维图像信息，从本质上具有并行处理能力。

若要充分发挥光互连的快速、并行、无干扰优势，开发逻辑、运算、搜索和系统的并行性，系统中对光信号的处理最好都能以并行、流水方式进行处理。而计算机对构成其系统的最基本逻辑器件有一定的要求，这些要求主要有：可级联性、必须具备简单而完备的逻辑函数功能、具有逻辑级重建能力，器件必须能制成大的阵列等。对于一个逻辑代数系统，同时使用与门、或门和非门可以构成任何功能的逻辑电路，因此与门、或门和非门是一个完备集。逻辑非和逻辑与、逻辑或分别组成的复合逻辑（NAND）、（NOR）及逻辑非和逻辑与，或者逻辑非和逻辑或构成的集合（AND·NOR）、（OR，NOT）都是完备集，以上完备集中的门可以构成任何逻辑电路。

传统的光学处理器的光学计算部分通过级联光学相关器实现，如通过4f系统、8f系统空间滤波实现AND逻辑运算，该方案对光学器件性能的依赖性极强，且体积大、逻辑级重建能力差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种基于数字微镜器件的光计算装置，通过数字微镜实现光计算所需的简单而完备的逻辑函数，具有更快的计算速度，更加简单的系统结构，不需依赖复杂光学结构即可实现高速关计算的特性。

实现本发明目的的具体技术方案是：

一种基于数字微镜器件的光计算的装置，特点是该装置包括数据处理模块、光源编码模块以及计算模块，所述数据处理模块分别连接光源编码模块和计算模块，所述光源编码模块和计算模块相连；其中：

所述光源编码模块包括LED灯、第一数字微镜器件及第一数字微镜器件驱动模块，所述LED灯与第一数字微镜器件相连，第一数字微镜器件与第一数字微镜器件驱动模块相连，第一数字微镜器件驱动模块与数据处理模块相连；

所述计算模块包括第二数字微镜器件、第二数字微镜器件驱动模块及光电探测器，所述第二数字微镜器件分别与第二数字微镜器件驱动模块及光电探测器相连，第二数字微镜器件驱动模块、光电探测器分别与数据处理模块相连，第二数字微镜器件与第一数字微镜器件相连。

上述装置实现光计算包括以下具体步骤：

步骤1：通过光源编码模块中的第一数字微镜器件对需要计算的两个数据完成光学编码

ⅰ）LED灯发出的光照射到第一数字微镜器件上；

ⅱ）数据处理模块将需要计算的数据发送至第一数字微镜器件驱动模块，第一数字微镜器件驱动模块控制数字微镜的偏转状态，以第一数字微镜器件的四个微镜为一个单元对进行计算的数据进行编码，以排列方式不同的光点表示不同的数据对应的组合结果，实现数据的光编码过程；

步骤2：光计算

ⅰ）经过光源编码模块编码后的光信号照射到第二数字微镜器件上；