Перестраиваемая матрица весовых коэффициентов — оптический управляемый транспарант

В результате анализа зарубежных и отечественных работ были выбраны два направления создания устройств для воспроизведения перестраиваемых изображений: магнитооптические управляемые транспаранты (МОУТ) и жидкокристаллические управляемые транспаранты (ЖКУТ).

Совместно с ВНИИМЭТ (г. Калуга) была разработана технология и созданы функционирующие экспериментальные образцы МОУТ с использованием эффекта Фарадея. Образцы были изготовлены в двух вариантах: с числом элементов 32x32 и 128x128. Их оптическая эффективность составила 10%, контрастность 50:1, время записи информации 0,1 с. На технологию и конструкции МОУТ в 1982-86 гг. было получено пять авторских свидетельств.

Однако эти транспаранты позволяли отображать только бинарные изображения, причем глубина модуляции света (различие ”1 ” и ”0”) существенно зависела от длины волны и ширины спектра считывающего света, что практически исключило возможность использования в процессоре матриц светоизлучающих диодов.

Значительное поглощение света в транспаранте делало также невозможным построение оптоэлектронного процессора с двумя последовательными транспарантами (для воспроизведения входного и эталонного изображений) и лазерным диодом в качестве источника света: на фотоприемник попадало слишком малое число фотонов и необходимо было увеличивать время накопления. Следствием этого была потеря быстродействия. Поэтому основное внимание было направлено на разработку технологии ЖКУТ.

Первый вариант ЖКУТ был изготовлен на основе пассивной ЖК-матрицы с использованием В-эффекта. Созданный образец ЖКУТ имел число элементов 128x128, эффективность около 10%, контрастность 10:1 и быстродействие, позволявшее воспроизводить 1-5 изображений в секунду.

Необходимость повышения глубины модуляции света (контраста), оптической эффективности и быстродействия ЖКУТ заставила перейти от варианта пассивного ЖК-транспаранта к созданию активного.

Совместно с НИИМВ и заводом ”Элма” была проведена разработка управляющей матрицы тонкопленочных полевых транзисторов на гидрогенезированном аморфном кремнии, ЖК индикатора и ЖК пространственно-временного модулятора света на их основе.

В дальнейшем эта работа была продолжена в направлении создания активной матрицы для цветного ЖК- экрана карманного телевизора и завершилась изготовлением нескольких действующих образцов цветных телевизионных экранов с последующей передачей работы на завод ”Элма”.

К концу 80-х годов несмотря на некоторые успехи оптического нейрокомпьютерного направления, особенно в США и Японии, на основании анализа и собственного опыта был сделан вывод о том, что вопреки распространенным оптимистичным прогнозам, оптоэлектронное направление не сможет составить серьезной конкуренции микроэлектронному (такие фирмы, как Intel, Motorola, Hitachi и др. в настоящее время уже приступили к серийному выпуску нейронных СБИС). В то же время уровень отечественной микроэлектроники затрудняет разработку нейрочипов.

Для решения задач научного и прикладного значения в нейроинформатике необходимо было перейти к созданию собственных нейросетевых программ, поскольку аппаратные и программные нейросетевые продукты до последнего времени были практически недоступны отечественным разработчикам. Переход на программное моделирование, исследование алгоритмов искусственных нейронных сетей и анализ перспективных направлений нейроинформатики в НИИФП совпал с началом 90-х годов.