Изобрехение относитс к технике оптических аналоговых средств обработки сигналов, точнее к коррел цио ной обработке оптических сигналов, в том числе двумерных изображений, и может быть использовано дл сложной многоканальной фильтрации сигналов , определени пространственного спектра изображений, распознавани образов и т.д. Известен оптоэлектронный коррел тор, содержащий источник посто нног напр жени , модул тор, вход которог вл етс одним .из входов коррел тор проектор с оптическим транспарантом весовой функции и полупроводниковый множительно-запоминающий слой ij . В этом устройстве один из сигнал записываетс на полупроводниковом слое в виде потенциального рельефа, который измен етс в процессе считы вани информации вследствие стеканй зар дов, образующих ток считыва ни , что снижает точность получени оценки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс оп тоэлектронный коррел тор, содержащий источник посто нного напр жени и расположенные последовательно на од ной оптической оси источник света, коллиматор, модул тор света, электри ческий вход которого вл етс первым , входом коррел тора, дефлектор, множительно-запоминаниций блок и прое трр .изображени весовой функции, оп тический вход которого вл етс вто рым входом коррел тора, при этом множительно-запоминающий блок состоит из первого пленочного электрода, полупроводникового сло и второго пленочного электрода, причем пленоч ные электроды подклю.чены через нагру зочный резистор к источнику ПОСТОЯНного напр жени . Обрабатываемый сигнал и в есова функци в виде :оптичес . кого изображени ввод тс на противолежащие поверхности множительноэапоминающех-о сло , а результат обработки информации снимаетс s виде интегрального тока, текущего в цепи электродов 2 . Недостаток этого устройства заключаетс в том, что обрабатываемый опти} еский сигнал, который проектируетр в виде изображени на полупроводниковый слой, проникает сквозь этот слой и дос.тигает области объемного зар да р-п-перехода, при этом возникает паразитна модул ци проводимости р-П-перехода. Это вызывает искажение весовой функции, котора вводитс непосредственно в область р-И-перехода с помощью специального оптического проектора. Попытки избавитьс от указанных искажений путем регулировани толщины полупроводникового сло или коэффициента поглощени света (т.е. длины волны рабочего источника света) дают лишь ограниченный результат, так как ослабление светового потока по мере прохождени его в .глубину сло происходит по экспоненциальному закону. При этом дл обеспечени модул ции проводимости на всю глубину фоторезистивного полупроводникового сло необходимо -соблюдение услови , где к - коэффициент поглощени света на рабочей длине волны; d - толщина фоторезистивного сло . Поэтому интенсивность паразитной засветки потоком, выход щим из фоторезистивного сло в область р-п-перехода, вл етс довольно значительной. Ее величина определ етс по формуле 4 - -kd 3 3ое Например, при толщине фоторезистив-. ного сло 10 и при обычном значении коэффициента поглощени света k - 210см интенсивность света, попадающего на р- -переход после прохождени через фоторезистивный слой будет 3 Зо© 0,14 Go , т.е. - 14% от первоначальной интенсивности сигнала. Этот остаточный (паразитный ) световой поток искажает весовую функцию, вводимую в виде распределени освещенности р-п-перехода, что приводит к снижению точности работы коррел тора.. Цель изобретени - повышение точности . Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство/ содержащее источник посто нного напр жени и расположенные последовательно на одной оптической оси источник света, коллиматор, модул тор света, электрический вход которого вл етс первым входом коррел тора, дефлектор, множительно-запоминающий блок и проектор изображени весовой функции, оптический вход которого вл етс вторым входом коррел тора, при этом множительно-запоминающий блок состоит из первого„пленочного электрода, полупроводникового сло и второго пленочного электрода, причем пленочные электродал подключены через нагрузочный резистор к источнику посто нного напр жени , введен генератор развертки, между дефлектором и проектором изображени весовой функции введена вакуумна цилиндрическа колба, снабженна фотокатодом, первый пленочный электрод выполнен прозрачным и размещен на внутренней торцовой стекл нной поверхности вакуумной цилиндрической колбы, снабженной фокусирующей и отклон ющей катушками , подключенными к генератору развертки, на противоположной внутренней торцовой стекл нн.ой поверхности колбы размещен фотокатод, оптически св занный с проектором изображени весовой функций,второй пленочный электрод выполнен прозрач ным дл электронов, а полупроводниковый слой выполнен в виде слоистой гетероструктуры, состо щей из после довательно размещенных за первым пл ночным электродом первого сло полу проводника, имеющего ширину запреще ной зоны Е и второго сло полупроводника , имеющего ширину запрещенно зоны. Е„ , причем , 5 кТ, где Т - посто нна Вольцмана, а Т температура . На чертеже изображена схема пред лагаемого оптико-электронного корре л тора . Оптико-электронный коррел тор со д№ржит источник 1 света, коллиматор 2, модул тор 3 света, дефлектор 4, множительно-запоминающий блок, состо щий из первого прозрачного пл ночного электрода 5, первого сло 6 полупроводника, второго сло 7 по лупроводника и второго прозрачного дл электронов пленочного электрода 8. Вс структура множительно-запоми нающего блока размещена на внутренней торцовой поверхности цилиндрической вакуумной колбы 9, снабженной фокусирующей и отклон ющими катушками 10, которые подключены к генератору 11 развертки. Колба 9 также снабжена фотокатодом.12, размещенным на противоположной внутрен ней торцовой поверхности колбы. Фотокатод оптически св зан с проектором 13 изображени весовой функции, а пленочные электроды подключены через нагрузочный резистор 14 к источнику 15 посто нного напр жени . Электрод 5-может быть выполнен, например, из SnOg, слой полупроводника 6 может выть выполнен из QoiAs h-типа, слой 7 - из более широкозон ного полупроводника, например pAPnuO;j. AS , а электг;од 8 - из ло AU толщиной 0,1 мкм. Оптико-электронный коррел тор ра ботает следующим образом. Обрабатываемый сигнал подаетс на вход модул тора 3 света и преобразуетс модул тором в световой пучок , модулированный по закону сигна ла. Модулированный световой пучок с помощью дефлектора 4 вводитс через прозрачную подложку и электрод 5 в фоторезистивный первый слой 6, в результате чего в нем образуетс рельеф неравновесной фотопроводимос ти, т.е. запись сигнала в форме изо бражени . Врем запоминани сигнала в каждом элементе изображени определ етс временем релаксации фотопроводимости в фоторезистивном полупроводнике и может регулироватьс в зависимости от конкретных требований к коррел тору путем подбора полупроводникового материала, легирующих примесей и технологических режимов изготовлени в пределах многих пор д-. ков величины от л- Ю до 1 с. Длина волны Л источника 1 света и толщина (3 сло б выбираютс такими , чтобы выполн лось условие полной модул ции проводимости фоторезистивного сло сЗ, 1 (1) где KV - коэффициент поглощени света на длине волны в узкозонном полупроводнике. Модул ци проводимости образносмещенного р-ц-перехода осуществл етс независимо с помощью опорного оптического изображени (весовой функции), проектируемого, на поверхность фотокатода 12. Плотность потока эмиттированных фотокатодом электронов повтор ет рельеф освещенности на поверхности фотокатода,т.е. форму опорного изображени . Фокусирующа и отклон юща катушки 10 формируют на поверхности множительно-запоминающего блока движущеес электронное изображение, передающее форму весовой функции. Пленочные электроды 5 и 8 подключены к источнику посто нного напр жени в такой пол рности, чтобы р-п-переход был смещен в обратном направлении. Отпирание р-п-перехода происходит пропорционально плотности потока электронного пучка, чем и осуществл етс ввод весовой функции, определ ющей характер обработки информации коррел тором. Результирующий сигнал коррел тора снимаетс в виде полного тока в цепи электродов 5 и 8. В описанном устройстве достигаетс полна независимость модул ции фоторезистивного сло р-ц-перехода. Фоторезистивный слой модулируетс оптическим изображением, отображающим пространственную и временную структуру сигнала S)i,j,i:) . p-hПереход модулируетс электронным изображением, т.е. потоком ускоренных электронов, отображающим весовую функцию V(x,ij,t). Поток ускоренных электронов полностью.поглощаетс в области р-п-перехода и не проникает в фоторезистивный слой из-за малости длины пробега элeктpoнoв d г ). Световой поток сигнала S(n,у,i) не оказывает паразитного вли ни на р-ппереход из-за Toroj что последний выполнен из более ширбкозонного полупроводникового материала, дл которого световой поток S(x,i),i) вл етс не фотоактивным. Таким образом, -более высока точность работы предлагаемого коррел тора по сравнению с прототипом обеспечиваетс тем, что свет от источника 1 с длиной волныThe present disclosure relates to the technique of optical analog signal processing, more precisely to the correlation processing of optical signals, including two-dimensional images, and can be used for complex multi-channel filtering of signals, determining the spatial spectrum of images, pattern recognition, etc. An optoelectronic correlator is known that contains a constant voltage source, a modulator whose input is one of the inputs to the correlator, a projector with an optical transparency of the weighting function, and a semiconductor memory memory layer ij. In this device, one of the signal is recorded on the semiconductor layer in the form of a potential relief, which changes during the reading of information due to glass charges forming the read current, which reduces the accuracy of the estimate. The closest to the proposed technical entity is an optoelectronic correlator containing a constant voltage source and a light source arranged in series on one optical axis, a collimator, a light modulator whose electrical input is the first, a correlator input, a deflector , the multiplication-memorization unit and the projection of the weight function, the optical input of which is the second input of the correlator, while the multiplication-storage unit consists of the first film electrode, half conductor layer and the second film electrode, and the film electrodes are connected via a load resistor to the source of the DC voltage. The signal being processed is also in the ES function as: optical. Whose images are inserted on the opposite surfaces of the memory layer — and the result of processing information is taken as the integral current flowing in the circuit of the electrodes 2. The disadvantage of this device is that the processed optical signal, which projects as an image onto the semiconductor layer, penetrates through this layer and reaches the bulk charge region of the pn-junction, with parasitic modulation of the p-type conductivity. P-junction. This causes a distortion of the weighting function, which is introduced directly into the P – I junction region using a special optical projector. Attempts to get rid of these distortions by adjusting the thickness of the semiconductor layer or the light absorption coefficient (i.e., the wavelength of the working light source) provide only limited results, since the attenuation of the light flux as it passes into the depth of the layer occurs exponentially. At the same time, in order to ensure modulation of conductivity over the entire depth of the photoresistive semiconductor layer, it is necessary to observe the condition, where k is the absorption coefficient of light at the working wavelength; d is the thickness of the photoresistive layer. Therefore, the intensity of the parasitic illumination by the flux exiting the photoresistive layer into the pn junction region is quite significant. Its value is determined by the formula 4 - -kd 3 3rd For example, when the thickness is photoresistive-. At the usual level of the light absorption coefficient k - 210 cm, the intensity of the light falling on the p -transition after passing through the photoresistive layer will be 3 ° C 0.14 Go, i.e. - 14% of the original signal intensity. This residual (parasitic) luminous flux distorts the weighting function introduced in the form of the distribution of illumination of the pn-junction, which leads to a decrease in the accuracy of the correlator. The aim of the invention is to increase the accuracy. The goal is achieved in that a device / containing a constant voltage source and a light source arranged in series on the same optical axis, a collimator, a light modulator whose electrical input is the first input of the correlator, a deflector, a multiplier and an image projector the weight function, the optical input of which is the second input of the correlator, while the multiplication-storage unit consists of a first film electrode, a semiconductor layer and a second film electrode a electrode was connected via a load resistor to a source of direct voltage, a sweep generator was inserted, a vacuum cylindrical flask fitted with a photocathode was inserted between the deflector and the image projector of the weight function, the first film electrode was made transparent and placed on the inner end glass surface of a vacuum cylindrical a flask fitted with a focusing and deflecting coil connected to a sweep generator on the opposite inner face glass The photocathode optically connected to the projector of the image of the weighting functions is placed on the surface of the bulb, the second film electrode is made transparent to electrons, and the semiconductor layer is made in the form of a layered heterostructure consisting of successively placed behind the first electrode layer of the first layer of the conductor floor having a band gap E and a second semiconductor layer having a band gap. E „, and, 5 kT, where T is constant Wolzman, and T is temperature. The drawing shows a diagram of the proposed optoelectronic corrector. The optoelectronic correlator with light source 1, collimator 2, light modulator 3, deflector 4, multiplication-storage unit consisting of the first transparent electrode of the electrode 5, the first semiconductor layer 6, the second semiconductor layer 7, and the second electron-transparent film electrode 8. The entire structure of the multiplying-storing block is placed on the inner end surface of a cylindrical vacuum flask 9, equipped with focusing and deflecting coils 10, which are connected to the sweep generator 11. The flask 9 is also provided with a photocathode 12 placed on the opposite inner end surface of the flask. The photocathode is optically coupled to the projector 13 with the image of the weighting function, and the film electrodes are connected via a load resistor 14 to a constant voltage source 15. Electrode 5-can be made, for example, from SnOg, the semiconductor layer 6 can be made of h-type QoiAs, layer 7 - from a more wide-gap semiconductor, for example, pAPnuO; j. AS, and electr; o 8 - from lo AU 0.1 microns thick. The optoelectronic correlator operates as follows. The signal to be processed is fed to the input of the modulator 3 of the light and is converted by the modulator into a light beam modulated by a signal law. The modulated light beam with the help of the deflector 4 is introduced through the transparent substrate and the electrode 5 into the photoresistive first layer 6, as a result of which a relief of non-equilibrium photoconductivity is formed in it, i.e. recording of the signal in the form of the image. The signal storage time in each image element is determined by the photoconductivity relaxation time in a photoresistive semiconductor and can be adjusted depending on the specific requirements for the correlator by selecting a semiconductor material, dopants, and manufacturing modes for many pores. cov values from n to 10 s. The wavelength L of the light source 1 and thickness (3 layers are chosen such that the condition of complete modulation of the conductivity of the photoresistive layer s3 is fulfilled, 1 (1) where KV is the absorption coefficient of light at the wavelength in a narrow-gap semiconductor. Modulation of the conductivity of the displaced p The q transition is carried out independently using a reference optical image (a weight function) projected onto the surface of the photocathode 12. The flux density of electrons emitted by the photocathode repeats the relief of the illuminance on the surface of the photocathode. a, i.e., the shape of the reference image. The focusing and deflecting coils 10 form a moving electronic image on the surface of the multiplying storage unit that transmits the shape of the weighting function. The film electrodes 5 and 8 are connected to a constant voltage source in such a way that The pn-junction was shifted in the opposite direction.The uncoupling of the pn-junction is proportional to the flux density of the electron beam, and this introduces a weighting function that determines the nature of information processing by the correlator. The resulting correlator signal is taken as a total current in the circuit of the electrodes 5 and 8. In the described device, complete modulation of the p-junction photoresistive layer is achieved. The photoresistive layer is modulated by an optical image that reflects the spatial and temporal structure of the signal S) i, j, i :). The p-h transition is modulated by an electronic image, i.e. a stream of accelerated electrons representing the weight function V (x, ij, t). The flux of accelerated electrons is completely absorbed in the region of the pn junction and does not penetrate into the photoresistive layer due to the short path length of the electron d g). The luminous flux of the signal S (n, y, i) does not have a parasitic effect on the p-junction because of Toroj that the latter is made of a more broadband semiconductor material for which the luminous flux S (x, i), i) is not photoactive . Thus, the higher the accuracy of the proposed correlator compared to the prototype is ensured by the fact that the light from source 1 with a wavelength
Х , дл которой коэффициент поглощени света К,, в указанном полупроводнике достаточно велик, чтобы обеспечить выполнение услови (iV/ не . поглощаетс в широкозонном материале и, тем самым, не вли ет на ток р-п-перехода, а также тем, что энергию электронов в электронном пучкеX, for which the light absorption coefficient K ,, in the specified semiconductor is sufficiently large to ensure the fulfillment of the condition (iV / n. Is absorbed in the wide-gap material and, thus, does not affect the pn junction current, and also electron energy in an electron beam
выбирают такой, чтобы пробег электронов 1| , описываемый формулой Томсона-Виддингтона I, м U в слое широкозонного полупроводника был равен толщине этого сло d , т.е. чтобы электронный пучок не проникал в фоторезистивный слой.choose such that the electron path 1 | described by the Thomson-Widdington formula I, m U in the layer of the wide-gap semiconductor was equal to the thickness d of this layer, i.e. so that the electron beam does not penetrate into the photoresistive layer.
Использование современной пленочной технологии позвол ет широко варьировать параметры полупроводниковых компонентов множительно-запоминак дего блока и, тем самым, получать целую гамму оптико-электронных коррел торов различного функционального назначени .The use of modern film technology makes it possible to widely vary the parameters of the semiconductor components of the replica memory of the dego block and, thus, to obtain a whole range of optical-electronic correlators for various functional purposes.