6.2.3. Многозначная пороговая логика и электрооптические устройства

Рассмотрим теперь реализацию пороговых вентилей с помощью оптических или электрооптических устройств. Для непосредственной реализации пороговой функции необходимо осуществить операции перемножения сигналов и весовых коэффициентов, суммирования взвешенных сигналов и квантования взвешенных сумм по отношению к набору заданных пороговых значений (в процессе, названном «пороговым кодированием»).

Проблема умножения может быть решена традиционным образом в гибридных системах с помощью электрооптически моделируемых волноводов [3, 5, 21]. Данный процесс основан на управляемом эффекте поглощения оптического носителя информации. Очевидно, что это ограничивает возможность выполнения операции умножения лишь диапазоном величин от 0 до 1 (см. лемму 6.1). Однако масштаб весовых коэффициентов и пороговых функций может изменяться в любом желаемом диапазоне. (Наряду с этим может потребоваться изменить масштаб для «подгонки» динамического диапазона операции умножения к наиболее линейной части рабочей характеристики модулятора.)

Сложение оптических сигналов представляет простую проблему и может быть решено с помощью светоделительных элементов или линз.

Чтобы решить проблему порогового кодирования, в идеальном случае следовало бы стремиться к созданию оптического переключающего устройства с передаточной характеристикой вход/выход, имеющей вид «лестницы». Для этого подошло бы любое оптическое пороговое устройство с управляемым порогом. Однако до настоящего времени отсутствовали работоспособные оптические переключающие элементы

какого-либо вида, хотя некоторые экспериментальные результаты, представленные в [4], вполне обнадеживают. Это означает, что пороговое кодирование все еще должно выполняться электронными способами. Такие методики хорошо известны. (Например, на рис. 6.6 показан -пороговый детектор, предназначенный для реализации четырехуровневой логики.)

Хотя трехкомпонентные узлы порогового вентиля могут быть реализованы указанным способом, общий результат не кажется удовлетворительным, в особенности из-за слишком высокой степени «гибридности», обусловленной наличием электронного выходного канала. Далее будет обсуждаться расширенный вариант пороговой логики, предполагающий реализацию ее посредством разложения по функциям определенного вида. Это направление выглядит весьма многообещающим.