[發明專利]光學神經網絡的全光非線性激活函數實現方法、裝置

有效

• 申請號: 202010696295.6
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111860822B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 李強;田野;劉勝平;趙洋;王瑋;馮俊波;郭進
• 申請（專利權）人: 聯合微電子中心有限責任公司
• 主分類號: G06N3/067
• 分類號: G06N3/067;G06N3/048;G06F17/16;G02F1/21
• 代理公司: 北京北匯律師事務所 11711
• 代理人: 李英杰

1.一種光學神經網絡的全光非線性激活函數實現方法，其特征在于，包括步驟：

獲取待處理的信號光信號、與所述待處理的信號光信號相干的參考光信號；

將所述待處理的信號光信號與所述參考光信號輸入至第一移相模塊，所述第一移相模塊對所述待處理的信號光信號與所述參考光信號進行移相操作得到第一陣列的光學信號；

將所述第一陣列的光學信號輸入光學干涉模塊，在所述光學干涉模塊中對所述第一陣列的光學信號進行非線性運算得到第二陣列的光學信號，所述第二陣列的光學信號作為所述待處理的信號光信號的非線性響應輸出；

所述光學干涉模塊包括馬赫-曾德爾干涉儀和第二移相模塊，或者，所述光學干涉模塊包括第三分束器；

所述馬赫-曾德爾干涉儀包括第一分束器和第二分束器；所述馬赫-曾德爾干涉儀和所述第二移相模塊對所述第一陣列的光學信號進行非線性運算以得到第二陣列的光學信號；所述第一陣列的光學信號經所述第一分束器處理得到第三陣列的光學信號，所述第三陣列的光學信號經所述第二移相模塊處理得到第四陣列的光學信號，所述第四陣列的光學信號經所述第二分束器處理得到第二陣列的光學信號；

所述第三分束器對所述第一陣列的光學信號進行非線性運算得到第二陣列的光學信號。

2.根據權利要求1所述的光學神經網絡的全光非線性激活函數實現方法，其特征在于，所述待處理的信號光信號為光學矩陣計算單元的輸出光信號。

3.根據權利要求1所述的光學神經網絡的全光非線性激活函數實現方法，其特征在于，所述第一移相模塊，包括：

一個或二個第一移相器，對待處理的信號光信號和參考光信號中的至少一個進行移相操作。

4.根據權利要求1所述的光學神經網絡的全光非線性激活函數實現方法，其特征在于，所述第二移相模塊包括一個或二個第二移相器；

所述第二移相模塊設置于所述馬赫-曾德爾干涉儀的上干涉臂和下干涉臂中的至少一個上。

5.根據權利要求4所述的光學神經網絡的全光非線性激活函數實現方法，其特征在于，還包括步驟：調整所述待處理的信號光信號與所述參考光信號的相位差、所述參考光信號的光強度、第一移相器參數、所述第二移相器參數中的一個或多個。

6.根據權利要求1-5任意一項所述的光學神經網絡的全光非線性激活函數實現方法，其特征在于，所述參考光信號為與所述待處理的信號光信號相干的固定光強的連續參考光信號。

7.一種光學神經網絡的全光非線性激活函數實現裝置，其特征在于，包括非線性激活函數單元，所述非線性激活函數單元包括第一移相模塊、光學干涉模塊，

所述第一移相模塊，配置成對待處理的信號光信號的相位和參考光信號的相位中的至少一個進行移相操作得到第一陣列的光學信號；

所述光學干涉模塊，配置成對經所述移相模塊處理得到的第一陣列的光學信號進行非線性運算以得到第二陣列的光學信號；

所述光學干涉模塊包括馬赫-曾德爾干涉儀和第二移相模塊，或者，所述光學干涉模塊包括第三分束器；

所述馬赫-曾德爾干涉儀包括第一分束器和第二分束器；所述馬赫-曾德爾干涉儀和所述第二移相模塊對所述第一陣列的光學信號進行非線性運算以得到第二陣列的光學信號；所述第一陣列的光學信號經第一分束器處理得到第三陣列的光學信號，所述第三陣列的光學信號經第二移相模塊處理得到第四陣列的光學信號，所述第四陣列的光學信號經第二分束器處理得到第二陣列的光學信號；所述馬赫-曾德爾干涉儀的輸入端用于輸入所述第一陣列的光學信號，所述馬赫-曾德爾干涉儀的輸出端用于輸出所述第二陣列的光學信號；

所述第三分束器對所述第一陣列的光學信號進行非線性運算以得到第二陣列的光學信號；所述第三分束器的輸入端用于輸入所述第一陣列的光學信號，所述第三分束器的輸出端用于輸出所述第二陣列的光學信號。

8.根據權利要求7的光學神經網絡的全光非線性激活函數實現裝置，其特征在于，

所述第一移相模塊，包括一個或二個第一移相器，配置成對所述待處理的信號光信號的相位和所述參考光信號的相位中的至少一個進行移相操作；

所述第二移相模塊包括一個或二個第二移相器；

所述第二移相模塊設置于所述馬赫-曾德爾干涉儀的上干涉臂和下干涉臂中的至少一個上。