自律調整・自己組織機能を備えた超並列光計算デバイスの平面的構築法

具有自主调节和自组织功能的大规模并行光计算装置的平面构建方法

• 批准号: 13878053
• 负责人: 熊澤 逸夫
• 金额: --
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13878053/
• 关键词: 光計算; コヒーレンス; 並列計算; レーザ; 自律調整; 干渉

本研究では、従来の光計算方式の問題点を「光学素子の3次元配置に伴う実装の困難さ」、「製造時あるいは使用時に光学素子配置に求められる精度とその維持」そして「計算内容の変更しにくさ」の3点にあると認識し、これらの問題点を克服する新しい光計算デバイスを開発することを目的としていた。研究機関内に以上の3つの問題点に対して次のように対応した。1 平面的構成を持つ光計算方式を考案し、光計算デバイスを集積化・小型化可能として実装困難さに対応した。2 光計算デバイスに自律調整機能を付加して製造時の誤差や使用時の変形を許容できるようにした。3 光路を可変とする機構により光計算デバイスに自己組織機能を導入し、計算内容を柔軟に変更できるようにした。研究期間が限られていたため、実際のデバイスの製作には到らなかったが、物性、加工技術面での実現可能性の調査・検討、計算機シミュレーションによる最適構成の確定とその動作の検証を行った。本助成金により、キーエンス社製のレーザ干渉測定器を購入して、レーザの干渉精度、平板状空間内での導波形態を実験し、限られた加工技術面での制約下で提案方式を実現できることを確認した。特にレーザ干渉測定器を利用して干渉と光路の誤差・ノイズを評価して、その特性を反映しながら平板内の光の伝搬を計算機シミュレーションして最適構成を確定した。

在这项研究中，我们将解决传统光学计算方法的问题，例如“由于光学元件的三维排列而导致安装困难”、“制造或使用过程中光学元件放置所需的精度及其认识到存在“难以改变”这三个问题，我们的目标是开发一种新的光学计算设备来克服这些问题。针对上述三个问题，研究机构回应如下。 1 我们设计了一种平面结构的光学计算方法，使光学计算装置的集成化和小型化克服了实现困难。 2 我们为光学计算设备添加了自主调整功能，以允许制造过程中出现误差和使用过程中发生变形。 3 我们利用光路可变的机制，在光学计算装置中引入了自组织功能，可以灵活地改变计算内容。由于研究周期有限，我们无法制造出实际的装置，但我们从物理性能和加工技术方面进行了可行性研究和考虑，通过计算机模拟确定了最佳配置，并验证了其运行情况。利用这笔资助，我们购买了一台基恩士激光干涉测量仪，在平坦的空间中对激光干涉精度和波导形式进行了实验，并在有限的加工技术限制下开发了所提出的方法，并证实它是可以实现的。特别是，我们使用激光干涉仪来评估干涉、光路误差和噪声，并通过反映这些特性的计算机模拟平板内的光传播来确定最佳配置。