[發明專利]光運算系統

在審

• 申請號: 202180031878.X
• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號: CN115516372A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 日下裕幸;柏木正浩
• 申請（專利權）人: 株式會社藤倉
• 主分類號: G02F3/00
• 分類號: G02F3/00;G02B5/18
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張晶;敖蓮

本發明實現一種光運算系統，其能夠使用單一的光衍射元件以光學方式且并行地執行針對不同的多個的運算。光運算系統(10A)具備由厚度或折射率相互獨立地設定的多個單元(微單元A)構成的光衍射元件(1)。向光衍射元件(1)的各單元(微單元A)輸入通過不同的信號(S1、S2、…、Sn)調制的、相位不同的多個信號光。

技術領域

本發明涉及一種使用光衍射元件進行運算的光運算系統。

背景技術

已知一種光衍射元件，其具有分別設定了折射率的多個微單元，并使透過了各微單元的光相互干涉，從而以光學方式執行預先確定的運算。在使用光衍射元件的光學運算中，與使用處理器的電運算相比，具有高速且低耗電的優點。在專利文獻1中公開了具有輸入層、中間層以及輸出層的光神經網絡。上述光衍射元件例如能夠用作這樣的光神經網絡的中間層。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：美國專利第7847225號說明書

發明內容

(一)要解決的技術問題

但是，對于現有的光衍射元件而言，當輸入了特定波長的光時，僅能執行特定的光運算。因此，無法實現如下的光運算系統，該光運算系統能夠使用單一的光衍射元件以光學方式且并行地執行針對不同的多個信號的運算。

本發明一方式針對上述問題而完成，其目的在于，實現一種光運算系統，能夠使用單一的光衍射元件以光學方式且并行地執行針對不同的多個信號的運算。

(二)技術方案

在本發明一方式的光運算系統中，采用如下結構：具備由厚度或折射率相互獨立地設定的多個單元構成的光衍射元件，向所述光衍射元件的各單元輸入通過不同的信號調制的、相位不同的多個信號光。

(三)有益效果

根據本發明一方式，能夠實現一種光運算系統，其能夠使用單一的光衍射元件以光學方式且并行地執行針對不同的多個信號的運算。

附圖說明

圖1是表示在本發明各實施方式中通用的光衍射元件的結構的俯視圖。

圖2是將圖1所示光衍射元件的一部分放大的立體圖。

圖3是表示本發明第一實施方式的光運算系統的主要部分結構的俯視圖。

圖4是圖3的光運算系統中包含的發光裝置的俯視圖。

圖5是圖3的光運算系統中包含的移相裝置的俯視圖。

圖6是圖3的光運算系統中包含的強度調制裝置的俯視圖。

圖7是表示本發明第二實施方式的光運算系統的主要部分結構的俯視圖。

圖8是圖7的光運算系統中包含的強度調制裝置的俯視圖。

具體實施方式

(光衍射元件的結構)

參照圖1和圖2對在本發明各實施方式中通用的光衍射元件1的結構進行說明。圖1是光衍射元件1的俯視圖。圖2是將光衍射元件1的一部分(在圖1中用虛線包圍的部分)放大的立體圖。

光衍射元件1是平板狀的光衍射元件，由厚度或折射率相互獨立地設定的多個微單元A(權利要求書中的“單元”的一例)構成。當信號光射入光衍射元件1時，透過了各微單元A的信號光相互干涉，從而進行預先確定的光運算。從光衍射元件1輸出的信號光的強度分布表示該光信號的結果。

在此，“微單元”例如是指單元尺寸小于10μm的單元。另外，“單元尺寸”是指單元的面積的平方根。例如，在微單元的俯視形狀為正方形的情況下，單元尺寸是指單元的一邊的長度。單元尺寸的下限沒有特別限定，例如為1nm。

圖1例示的光衍射元件1由呈矩陣狀配置的12×12個微單元A構成。各微單元A的俯視形狀例如為1μm×1μm的正方形，光衍射元件1的俯視形狀例如為12μm×12μm的正方形。