[發(fā)明專利]一種集成數(shù)字編碼光學(xué)相干運(yùn)算器及其方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010664674.7
• 申請日: 2020-07-10
• 公開（公告）號: CN111665903A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周治平;許鵬飛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京愛杰光電科技有限公司;北京大學(xué)深圳研究院
• 主分類號: G06E3/00
• 分類號: G06E3/00;H04B10/54
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發(fā)明公開了一種集成數(shù)字編碼光學(xué)相干運(yùn)算器及其方法，應(yīng)用于微電子集成技術(shù)領(lǐng)域，包括：集成光波導(dǎo)，用以相干光信號的傳輸；電光調(diào)制器單元，對相干光信號的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制；光學(xué)混合器單元，接收電光調(diào)制器單元輸出的經(jīng)過強(qiáng)度調(diào)制的相干光信號和集成光波導(dǎo)輸出的未經(jīng)強(qiáng)度調(diào)制的相干光信號，將兩路相干光信號進(jìn)行相互干涉，并將干涉后的相干光信號通過光學(xué)混合器單元的輸出端輸出；光探測單元，接收光學(xué)混合器單元輸出的干涉后的相干光信號，并對該相干光信號進(jìn)行解調(diào)，輸出結(jié)果。本發(fā)明制備基于光電子的高速位運(yùn)算器，通過高速的電光調(diào)制器，實(shí)現(xiàn)信號的寬帶高速運(yùn)算；實(shí)現(xiàn)集成數(shù)字編碼光相干運(yùn)算，可以在人工智能等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)高速的位運(yùn)算。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電子集成技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種集成數(shù)字編碼光學(xué)相干運(yùn)算器及其方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)階段微電子處理器在進(jìn)行超高速位運(yùn)算過程中面臨的時(shí)鐘頻率、熱功耗和能效、電磁干擾等一系列限制和問題。

為解決這些問題，實(shí)現(xiàn)運(yùn)算性能突破，提一種集成光學(xué)相干運(yùn)算器及其方法，通過光電子器件的寬頻帶、高碼率、低電磁干擾、易于操控等特點(diǎn)，制備基于光電子的高速位運(yùn)算器，通過兩路高速的電光調(diào)制器，實(shí)現(xiàn)兩路信號的寬帶高速運(yùn)算，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種集成數(shù)字編碼光學(xué)相干運(yùn)算器及其方法，

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種集成數(shù)字編碼光學(xué)相干運(yùn)算器，包括：

一集成光波導(dǎo)，用以相干光信號的傳輸；以及

一電光調(diào)制器單元，所述電光調(diào)制器單元的輸入端連接所述集成光波導(dǎo)的第一輸出端，所述電光調(diào)制器單元接收所述集成光波導(dǎo)傳輸?shù)南喔晒庑盘枺υ撓喔晒庑盘柕膹?qiáng)度進(jìn)行調(diào)制，將經(jīng)過強(qiáng)度調(diào)制的相干光通過所述電光調(diào)制器單元的輸出端輸出；

一光學(xué)混合器單元，所述光學(xué)混合器單元的第一輸入端連接所述電光調(diào)制器單元的輸出端，所述光學(xué)混合器單元的第二輸入端連接所述集成光波導(dǎo)的第二輸出端；所述光學(xué)混合器單元接收所述電光調(diào)制器單元輸出的經(jīng)過強(qiáng)度調(diào)制的相干光信號和所述集成光波導(dǎo)輸出的未經(jīng)強(qiáng)度調(diào)制的相干光信號，將兩路相干光信號進(jìn)行相互干涉，并將干涉后的相干光信號通過所述光學(xué)混合器單元的輸出端輸出；

一光探測單元，所述光探測單元的輸入端與所述光學(xué)混合器單元的輸出端連接，所述光探測單元接收所述光學(xué)混合器單元輸出的干涉后的相干光信號，并對該相干光信號進(jìn)行解調(diào)，輸出結(jié)果。

優(yōu)選的，所述電光調(diào)制器單元包括至少兩路電光調(diào)制器，用以將對相干光信號加載數(shù)字編碼強(qiáng)度調(diào)制信號。

優(yōu)選的，所述光探測單元將所述光學(xué)混合器單元輸出的相干光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并輸出該電信號。

優(yōu)選的，所述集成光波導(dǎo)為介質(zhì)材料制成。

一種集成數(shù)字編碼光學(xué)相干運(yùn)算方法，具體包括如下步驟：

S1、相干光信號通過所述集成光波導(dǎo)一路傳輸至所述電光調(diào)制器單元，另一路傳輸至所述光學(xué)混合器單元；

S2、所述電光調(diào)制器單元對輸入的相干光信號加載高速電信號數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對相干光信號強(qiáng)度調(diào)制，將調(diào)制后的相干光信號傳輸至所述光學(xué)混合器單元；

S3、所述光學(xué)混合器單元實(shí)現(xiàn)兩路相干光信號匯合，將兩路相干光信號進(jìn)行相互干涉，實(shí)現(xiàn)兩路信號高速運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果傳輸至所述光探測單元；

S4、所述光探測單元對接收到的相互干涉的相干光信號進(jìn)行解調(diào)，將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并輸出結(jié)果。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：