일반기술

홀로그램어레이를 이용한 광 병렬 연산장치

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야홀로그램 어레이를 이용한 광 연산장치.2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제컴퓨터로 설계된 홀로그램을 이용하여 위와 같은 벡타와 행렬의 곱 연산을 광학적으로 수행하고자 함.3. 발명의 해결방법의 요지입력된 광신호의 세기에 따라 투과시키거나 차단하는 수단, 통과한 빛이 회절되어 얻어지는 빛의 세기가 행렬의 한 컬럼의 값에 비례하도록 모든 컬럼값에 대하여 각 보조 홀로그램을 구성하고, 상기 각 보조 홀로그램을 좌에서 우로 그리고 위에서 아래 방향의 순서대로 임의의 간격의 2차원으로 배열하여 상기 투과/차단수단의 출력이 공간 주파수에 따라 각기 다른 각도를 가지고 회절하도록 하여 입력 벡타와 행렬의 한 컬럼을 일대일로 곱셈하는 수단, 상기 곱셈수단으로부터 출력되는 같은 각도로 회절된 빛을 초평면의 한점으로 모아주는 집광수단 및 상기 집광수단의 출력을 화면상에 출력하는 수단을 구비함.4. 발명의 중요한 용도광 병렬 시스템에 이용됨본 발명은 홀로그램 어레이를 이용한 광 연산장치에 관한 것으로, 특히 컴퓨터로 설계된 홀로그램 어레이와 퓨리에 렌즈를 이용하여 벡터 행렬의 곱 연산을 광학적으로 수행하는 광 연산장치에 관한 것이다.광학적으로 벡터와 행렬과의 곱 연산의 구현은 기존의 전자컴퓨터와는 달리 빛을 이용하며, 또한 완전 병렬처리를 한다는 점에서 크게 다르다. 따라서 연산의 속도면에서 매우 빠르고, 대용량 정보를 병렬로 처리할 수 있게 한다는 점에 있어서 기본적이고도 중요한 의의를 가진다. 예를 들어 신경회로망의 연결 메모리는 행렬로 표현되고, 입력 정보가 메모리와의 상호관계에 의하여 새로운 출력정보를 생성하는 것은 행렬과 벡터의 곱으로 모델링이 가능하기 때문에 이러한 곱 연산을 광학적으로 정확하게 구현할 수 있다면 광 컴퓨터, 광 영산기억시스템 및 패턴인식과 같은 광 병렬처리를 구현하는데 있어 매우 유용하게 사용될 수 있다. 따라서 본 발명은 컴퓨터로 설계된 홀로그램을 이용하여 벡터와 행렬의 곱 연산을 광학적으로 상당히 정확하게 수행할 수 있고, 빛의 속도와 병렬성의 장점을 이용하여 곱 연산이 빛이 진행하면서 순식간에 이루어질 수 있도록 하며, 또한 레이저와 렌즈만을 이용하는 비교적 간단한 시스템으로 구현되어 대용량 곱 연산뿐만 아니라 곱 연산으로 모델이 되는 광 신경망의 대용량 메모리 칩 등 여러가지 병렬 광 정보처리를 쉽게 구현할 수 있는 효과가 있다.