光子计算机的发展状况

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1、：一塑一堡⋯皇⋯壁UJlANeOMPUT鞋R光子计算机的发展状况李博(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033)【摘要】：光子计算机具有运算速度快、储存容量大、散热低等特点，是未来计算机发展的重要方向之一。本文介绍了光子计算机的概念提出，工作原理与发展历史，分析了近年来的最新研究进展，从而提出了将来光子计算机发展的方向。【关键词】：光子计算机光学逻辑光子储存1光子计算机久的将来，光子计算机将成为人类普遍的工具。光子计算机是一种利用光信号进行数字运算、逻2光子计算机技术发展现状及思考

2、辑操作、信息存贮与处理的新型计算机。它主要由激2．1计算机生成全息技术光器、反射镜、透镜、滤波器等光学元件和设备构成。计算机生成全息技术是光学处理过程中的重要激光束进入反射镜和透镜组成的阵列进行信息处理，组成部分，最初的计算机生成全息技术绝大多数都是以光子代替电子，光运算代替电运算。光子计算机具面向储存单元。80年代，光学计算机技术取得了进步，有并行计算能力，这决定了光子计算机具有超高的处大功率、超强存储能力技术得到了应用。为了获得高理速度。光子计算机还具有与人脑类似的容错性，系质量、高衍射效率的计

3、算机生成全息技术的光学重统中部分元件损坏或出错时，并不影响最后的计算结建，新的编码方法与面向点元的方法开始逐步发展。果。光子在光介质中传输的信息失真极小，光传输、转用于打印的错误扩散算法开始用于计算机生成全息换的能量消耗和散发热量极低，对环境条件的要求极编码技术，这种技术能够使重构平面从噪声中寻找的低。目标模式。迭代算法、指向二进制寻址算法、迭代傅里电子计算机是由电子来传递和处理信息。电场在叶变换算法也开始提出并被熟知。随着这些算法的成导线中传播的速度虽然比我们接触的任何运载工具熟，计算机生成全息编

4、码技术可在较高信噪比、较高运动的速度都快，但从发展高速率计算机来说，采用衍射效率下获得重构。电子做运输信息载体还不能满足快的要求，提高计算90年代，计算机生成全息技术的主要关注具有高机运算速度能力有限。光子计算机以光子作为传递信精度相位的光刻技术加工方法。用于计算机生成全息息的载体，光互连替代导线互连，以光学硬件代替电技术的衍射光学元件开始应用。由于光刻技术的发子硬件，以光学运算代替电子运算，可利用激光来传展，微型的光学衍射元件加工成为了可能，诸如极化送信号，由光导纤维与各种光学元件等构成集成光选择

5、型计算机生成全息、人造介质、单点生成器。路，进行数据运算、传输和存储。在光子计算机中，不2．2空间光调制器技术同波长、频率、偏振态及相位的光信息代表不同的数有效的空间光调制器对光信息能否成功处理至据，这远胜于电子计算机中通过电子“0”、“1”状态变关重要，80年代后，人们在空间光调制器满足光信息化进行的二进制运算，可以对复杂度高、计算量大的处理要求方面做了大量努力，光信息处理器要求具备任务实现快速的并行处理。光子计算机将使目前的运一定的处理速度、分辨率、尺寸与调制能力。1987年，算速度呈指数上升。

6、Fisher与Lee发表了2D空间光调制器技术的文章，他由于光子比电子速度极快，光子计算机的运行速们找到了最易实现空间调制器的方法，获得了度可高达一万亿次。它的存贮量是现代计算机的几万100X100分辨率元件、10Hz帧频、501zJ／cm2、105动态倍，还可以对语言、图形和手势进行识别与合成。目范围、l0％空间非均匀性的空间光调制器【”。在80—90前，许多国家都投入巨资进行光子计算机的研究。随年代，超过5O种空间光调制器被提出，许多不同的空着现代光学与计算机技术、微电子技术相结合，在不间光调制

7、器被提出后雏形也已经加工。例如，液晶空2o13年第10Bl福建电脑·77·，一～，⋯一一⋯⋯，⋯一一一一一～⋯一摄⋯一堡⋯皇⋯霹UjiANCoMP¨TER间光调制器、磁光空间光调制器、多重量子威尔斯装性不变性、方向变换性。人们提出了合成判别函数克置、可变形镜装置。然而，只有非常少的空间光调制器服矫正器的缺点。根据空间光调制器与滤波理论，大才能得以应用。今天，能商业应用的空间光调制技术量的光学矫正器被构建。这些处理器在实验室中进行主要有两种，液晶技术与数字微镜装置。了大量的实际应用测试。液晶空间光调制

8、器分很多种类。扭转丝状液晶空1982年，Cleland等人在高能物理实验室构建了间光调制器比较常用，这种空问光调制器的理论与实一个具备纠错功能的光学处理器。这个处理器用LED验特征说明该种调制器具有放大与相位链接调制功灯阵作为输入面与基尔霍夫处理面，该实验在高能物能，该种器件运行速度接近视频速度。铁电液晶空间理实验中获得了成功。光调制器能够到达几千赫兹速度，而且模拟放大调制对于确定曲线参数，Hough变换是个空间变换操器只能采用铁电液晶空间光调制器。丝状液晶空间光作。