[發明專利]一種基于光學神經網絡的光子芯片

在審

• 申請號: 202211220531.2
• 申請日: 2022-10-08
• 公開（公告）號: CN115508958A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 趙振宇;王斌;魏源
• 申請（專利權）人: 深圳中科天鷹科技有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42;G06N3/067;H01S5/026
• 代理公司: 西安迪業欣知識產權代理事務所(普通合伙) 61278
• 代理人: 史冬梅

本發明公開了一種基于光學神經網絡的光子芯片，屬于信號處理技術領域，能夠解決現有的基于光學神經網絡的實現系統存在尺寸大，不易小型化和集成化的問題。所述光子芯片包括：激光光源以及依次設置在光路上的分光件、波譜整形組件、調制放大組件、延時輸出件和信號接收組件；激光光源用于發射激光信號；分光件用于將激光信號分成多個不同波長的光信號；波譜整形組件用于對各波長的光信號分別進行調制整形，并將調制整形后的各波長的光信號合束為一束光信號；調制放大組件用于對合束后的光信號進行調制放大；延時輸出件用于將調制放大后的光信號按波長大小依次延時輸出；信號接收組件用于接收各延時輸出的光信號。本發明用于制作光子芯片。

技術領域

本發明涉及一種基于光學神經網絡的光子芯片，屬于信號處理技術領域。

背景技術

光學神經網絡(Optical neural network，ONN)是一種具有前景的替代人工神經網絡的方法，能有效減輕軟件和電子硬件兩者的部分運算。人工神經網絡中耗能和耗時最多的部分是密集矩陣乘法，但在光學神經網絡中，矩陣乘法可以在光速下執行。人工神經網絡中的非線性在光學神經網絡中也可以通過非線性光學元件實現。并且，一旦光學神經網絡訓練完成，這個結構可以在無額外能量輸入的情況下執行光信號計算。此外，光學神經網絡還具有高帶寬、高互聯性、內在并行處理等特點。然而現有的基于光學神經網絡的實現系統通常存在尺寸大，不易小型化和集成化等缺陷。

發明內容

本發明提供了一種基于光學神經網絡的光子芯片，能夠解決現有的基于光學神經網絡的實現系統存在尺寸大，不易小型化和集成化的問題。

本發明提供了一種基于光學神經網絡的光子芯片，包括：激光光源以及依次設置在光路上的分光件、波譜整形組件、調制放大組件、延時輸出件和信號接收組件；

所述激光光源用于發射激光信號；

所述分光件用于將所述激光信號分成多個不同波長的光信號；

所述波譜整形組件用于對各波長的光信號分別進行調制整形，并將調制整形后的各波長的光信號合束為一束光信號；

所述調制放大組件用于對合束后的光信號進行調制放大；

所述延時輸出件用于將調制放大后的光信號按波長大小依次延時輸出；

所述信號接收組件用于接收各延時輸出的光信號。

可選的，所述波譜整形組件包括加載件、多個傳輸件、多個第一調制件、以及第一合束件；所述第一調制件與所述傳輸件一一對應；

所述加載件的一端與所述分光件連接，另一端與所述傳輸件連接；所述傳輸件的另一端與所述第一合束件連接；

所述加載件用于將所述分光件分成的多個不同波長的光信號分別加載到各傳輸件上；

所述傳輸件用于傳輸其上的光信號；

每個所述第一調制件設置在與其對應的傳輸件上，用于對所述傳輸件上傳輸的光信號進行調制整形；

所述第一合束件用于將經過調制整形后的各波長的光信號合束為一束光信號。

可選的，所述調制放大組件包括第二調制件和放大件；

所述第二調制件的一端與所述第一合束件連接，另一端與所述放大件連接，所述放大件的另一端與所述延時輸出件連接；

所述第二調制件用于將所述第一合束件合束后的光信號進行調制；

所述放大件用于對所述第二調制件調制后的光信號進行放大。

可選的，所述信號接收組件包括第二合束件和N個信號接收件；N為大于或等于2的整數；

所述第二合束件的一端與所述延時輸出件連接，另一端與多個所述信號接收件連接；