[發明專利]一種可實現高精度光輸入的光電計算裝置及校準方法

在審

• 申請號: 202011112962.8
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112230709A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 潘紅兵;李張南;顧郅揚;柴智;胡心怡;王子豪;沈凡翔;王凱;王宇宣
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G06E3/00
• 分類號: G06E3/00;G02B5/20;H01L27/32
• 代理公司: 江蘇法德東恒律師事務所 32305
• 代理人: 李媛媛

1.一種可實現高精度光輸入的光電計算裝置，包括發光陣列、光電計算陣列和光學調制機構，其中，發光陣列由多個發光單元周期性排列組成，光電計算陣列由多個光電計算單元周期性排列組成，光學調制機構用于對發光單元發出的光子進行調制，其特征在于，所述光電計算裝置還包括輔助對準機構，所述輔助對準機構使得發光單元發出的光子經過光學調制機構后能夠入射在計算關系上與所述發光單元相對應的光電計算單元中；所述輔助對準機構包括至少一個可成像陣列，所述可成像陣列與發光陣列或光電計算陣列二者之一在整個裝置的光路中相對于另一者具有對易性。

2.根據權利要求1所述的一種可實現高精度光輸入的光電計算裝置，其特征在于，所述光電計算陣列表面設置有對準標記物。

3.根據權利要求2所述的一種可實現高精度光輸入的光電計算裝置，其特征在于，所述輔助對準機構包括升降平移臺、微調裝置、折返鏡、輔助成像陣列以及輔助透鏡組；

所述光學調制機構采用兩組光學鏡頭或兩組透鏡組或兩組光纖陣列或兩組光纖錐陣列，并分為上半段組和下半段組；所述上半段組和下半段組中間放置所述折返鏡，發光陣列發出的光直接進入上半段組后出射到折返鏡的上表面，其中折射光透過折返鏡后進入下半段組，然后照射到光電計算陣列表面被部分反射，原路再入射到下半段組，并在折返鏡表面被反射；反射后的反射光入射到輔助透鏡組，輔助透鏡組的出射光入射到輔助成像陣列的表面；

所述光電計算陣列放置在所述升降平移臺上；所述發光陣列以及輔助成像陣列分別位于兩個所述微調裝置上，微調裝置用于調節兩者與所述折返鏡之間的距離。

4.根據權利要求2所述的一種可實現高精度光輸入的光電計算裝置，其特征在于，所述輔助對準機構包括Z平移臺、XY平移臺和輔助成像陣列；所述光電計算陣列和發光陣列中的一個設置在Z平移臺上，另外一個與輔助成像陣列位于XY平移臺上且二者在Z方向上等高；所述輔助成像陣列的面積大于發光陣列的面積；所述光學調制機構采用光學鏡頭、透鏡組、光纖陣列、光纖錐陣列、微透鏡或濾色片陣列。

5.根據權利要求4所述的一種可實現高精度光輸入的光電計算裝置，其特征在于，所述光學調制機構采用濾色片陣列時，發光陣列的相鄰發光單元發出不同波長的方式，濾色片陣列設置在發光陣列和光電計算陣列之間，且與發光陣列按照相同的波長周期排布，即發光單元與正下方的濾色片單元為相同波長。

6.根據權利要求2所述的一種可實現高精度光輸入的光電計算裝置，其特征在于，所述輔助對準機構包括Z平移臺、XY平移臺、反光鏡、第一輔助成像陣列和第二輔助成像陣列；所述光電計算陣列和第一輔助成像陣列分別設置在兩個Z平移臺上，所述發光陣列和第二輔助成像陣列設置在XY平移臺上，所述反光鏡位于光電計算陣列和光學調制機構之間；所述光學調制機構采用光學鏡頭、透鏡組、光纖陣列或光纖錐陣列；所述第一輔助成像陣列成像面的法線和光電計算陣列的光生載流子收集區所在平面的法線關于反光鏡反光平面鏡像對稱，以確保從光路中撤出反光鏡后從光學調制機構出射并入射光電計算陣列的光子可以在反光鏡插入光路后所述光子可以被反光鏡反射到第一輔助成像陣列表面。