基于循环阵列波导光栅的二维光子卷积运算芯片及系统
申请人信息
- 申请人:之江实验室
- 申请人地址:311121 浙江省杭州市余杭区中泰街道科创大道之江实验室
- 发明人: 之江实验室
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 基于循环阵列波导光栅的二维光子卷积运算芯片及系统 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202410220245.9 |
| 申请日 | 2024/2/28 |
| 公告号 | CN117784313A |
| 公开日 | 2024/3/29 |
| IPC主分类号 | G02B6/12 |
| 权利人 | 之江实验室 |
| 发明人 | 郭清水; 尹坤; 刘硕; 熊婉姝 |
| 地址 | 浙江省杭州市文一西路1818号 |
摘要文本
本发明公开了基于循环阵列波导光栅的二维光子卷积运算芯片及系统，本发明二维光子卷积运算芯片由功分器、两级延时波导阵列、循环阵列波导光栅、微环加权阵列及平衡探测器阵列一体化集成。本发明将待处理信号分别加载到包含M个波长的多波长光载波上，功分为M路后通过第一级延时波导实现第一级时间交织，在此基础上，循环阵列波导光栅实现不同波长信号的循环路由分配，继而，通过第二级延时波导实现二级时间交织，并通过调节微环加权阵列中微环实现不同载波信号的卷积核系数加权，最后，通过平衡探测器阵列将光信号转为电信号，平衡探测器阵列输出电信号串联求和得到的电信号经过采集与数据重组即可完成卷积运算，得到特征信号。。
专利主权项内容
1.一种基于循环阵列波导光栅的二维光子卷积运算芯片，其特征在于，所述芯片由依次连接的1×M功分器、第一级延时波导阵列、M×M循环阵列波导光栅、第二级延时波导阵列、微环加权阵列及平衡探测器阵列一体化集成；其中：所述1×M功分器用于接收外部多波长调制光信号；第一级延时波导阵列、第二级延时波导阵列均包含M段长度依次增加的延时波导；多波长调制光信号通过1×M功分器及第一级延时波导阵列分为M路延时依次等间隔增加的子多波长调制光信号；多波长调制光信号是待卷积信号通过调制器加载到多波长光载波信号上得到的，待卷积信号为二维待卷积信号经矩阵平坦化处理后得到的一维信号；M个子多波长调制光信号在M×M循环阵列波导光栅中根据输入输出端口不同波长信号路由拓扑关系实现不同波长信号循环路由，输出光信号经第二级延时波导阵列分别延时后得到M个延时子多波长调制光信号；微环加权阵列包含M个微环加权单元，每个微环加权单元由1个直通波导、1个耦合波导与M个微环谐振器串联组成，直通波导的输出端与耦合波导的输出端为微环加权单元的一对光输出端；微环加权阵列分别接收M路延时子多波长调制光信号，通过控制每个微环加权单元中M个微环谐振器的耦合系数与传输系数分别实现延时子多波长调制光信号中M个波长的卷积核系数加权，光输出端得到M对子加权强度调制光信号；探测器阵列包含M个平衡探测器，用于将所述M对子加权强度调制光信号转换为电信号，串联求和后作为芯片的电输出信号，经过数据采集与重组得到待卷积信号完成卷积运算后的特征信号。 来自：