[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

本發明公開了一種可實現高精度光輸入的光電計算裝置及校準方法。其裝置包括發光陣列、光電計算陣列和光學調制機構，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；光電計算裝置還包括輔助對準機構，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發光單元相對應的光電計算單元中；輔助對準機構包括至少一個可成像陣列，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。本發明不僅可以提高光輸入的精度，而且可以方便地進行現場校準或調焦。

技術領域

本發明涉及一種可以實現高精度光輸入的光電計算裝置及校準方法，屬于光學領域和半導體器件領域的結合。

背景技術

中國專利申請CN111208865A公開了一種光電計算單元，該計算單元至少由三大功能區結構組成，可以獨立運算也可以與目前的電子計算技術相結合來進行運算，其特點為單器件即可實現“存-算一體功能”，具有集成度好、能效比高、兼容性強等優點。

但是當將多個光電計算單元組合為大型的光電計算陣列，來實現各種復雜的運算加速功能時，如何給大型陣列中的每一個光電計算單元進行精準并高效的光輸入，是光電計算單元真正實用化道路上的一大障礙。因為傳統計算器件中并不存在“光與電”混合參與運算的計算方式，更不存在大型光電計算陣列進行光輸入的案例，因此找到行之有效的光輸入方案，減少光輸入串擾，提高光輸入精度，增加光電計算單元的計算準確度，對于光電計算領域而言是一件迫在眉睫的事。

中國專利申請CN110045781A中提到了一種利用光學結構輸入的光電計算陣列，為了實現高精度的光輸入，可以將光電計算的光輸入操作等效于成像領域的成像操作，借助于鏡頭的原理，通過光學機構輔助來進行光輸入。但是該方案中沒有給出一個高精度的校準方案，尤其是在光輸入陣列并不具備成像功能的大前提下。這是因為光電計算單元的基本原理雖然和成像器件在某種程度上存在相似，但是本質上光電計算單元并不具備直接成像的功能。因此當整個光電計算裝置上的各個部分發生位置的移動，或某些單元的更換導致部分參數變化后均有可能導致發光單元和對應的光電計算單元不再一一對應，使得發光陣列在光電計算陣列上的像不“合焦”，影響計算精度。

發明內容

為了進一步提高光輸入的精度，本發明提供了一種光電計算裝置，該裝置可以校準發光單元和光電技術單元的對應關系。同時本發明提供一種該光電計算裝置的校準方法。

本發明采用的技術方案為：

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，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。

本發明的光電計算裝置加入了輔助對準機構，不僅可以提高光輸入的精度，而且在裝置更換了厚度、尺寸不同的光電計算陣列或發光陣列時，亦或者當光電計算陣列中需要做光輸入的區域發生變化后，又或者因為其他因素導致之前已經完成校準的裝置被破壞，或裝置被拆散重裝后，仍能重新進行現場校準或調焦，使得運算關系上需要存在對應的光電計算單元和發光單元重新再一一對應，其校準方法操作簡單。本發明的光電計算裝置具有更好的適用性。

附圖說明

圖1為本發明實施例1中的裝置結構圖。

圖2為光電計算陣列周邊的標記點示意圖。

圖3為本發明實施例2中的裝置結構圖。

圖4為本發明實施例3中的裝置結構圖。