1.一种支持存算一体及波长‑模式混合复用的光学矩阵乘法器,包括依次相连接的输入模块、运算模块以及输出模块;其特征在于,
所述输入模块包括激光器阵列、波分复用器和第一分光器,所述激光器阵列用于产生多个不同波长的连续光信号,所述波分复用器用于对多个不同波长的连续光信号复用,所述第一分光器用于对所述波分复用器复用后的光信号分光;
所述运算模块包括多个第二分光器和多层光学运算层,所述每个第二分光器用于对第一分光器分光后的光信号再次进行分光,每个第二分光器对应一个光学运算层,每一光学运算层包含一个点积计算单元阵列,每一列的点积计算单元工作在不同的波长上,用于对第二分光器分光后的相应束光信号进行运算;其中,每个点积计算单元包括第一MR、第二MR和一段含GST材料的波导;所述点积计算单元包括上、中和下排列的三个直波导以及两个环形波导;第一环形波导置于第一直波导与第二直波导之间构成第一MR,第二环形波导置于第二直波导与第三直波导之间构成第二MR;在第二直波导上包含一段GST材料的波导;其中,所述第一环形波导和所述第二环形波导具有相同的物理参数;
所述输出模块包括多个模式转换器组成的模式复用器,所述模式复用器用于复用不同光学运算层运算后的光信号。
2.根据权利要求1所述的一种支持存算一体及波长‑模式混合复用的光学矩阵乘法器,其特征在于,所述输入模块中,激光器阵列包括多个连续波激光产生器,不同激光产生器产生同一模式下的不同波长的连续光信号,经过调制后分别输入到对应的多个波导中,将多个波导中的调制信号通过波分复用器复用到同一波导中,将同一波导的复用信号通过第一分光器产生多路分光信号。
3.根据权利要求1所述的一种支持存算一体及波长‑模式混合复用的光学矩阵乘法器,其特征在于,所述运算模块中,所述每个第二分光器对第一分光器分光后的其中一束光信号进行分光,在每一光学运算层中,通过每一列的点积计算单元的第一MR分别对第二分光器的每一束光信号进行波长选择,用GST材料对选择出的特定波长的光信号进行加权,每一个加权后的光信号通过第二MR,被耦合到同一波导之中。
4.根据权利要求1所述的一种支持存算一体及波长‑模式混合复用的光学矩阵乘法器,其特征在于,利用第一MR进行波长选择的过程包括所述第一直波导用于传输具有多个波长的光信号,当第一环形波导与其中某个波长的光信号满足谐振条件时,该某个波长的光信号被耦合到第一环形波导中。
5.根据权利要求1所述的一种支持存算一体及波长‑模式混合复用的光学矩阵乘法器,其特征在于,所述输出模块中,通过楔形波导连接不同的模式转换器,从而形成多路模式复用器;该多路模式复用器将运算模块中的每一光学运算层的输出进行不同的模式转换,并复用到一个波导上,进行混合复用输出。
6.根据权利要求5所述的一种支持存算一体及波长‑模式混合复用的光学矩阵乘法器,其特征在于,每个模式转换器均包括两个并排波导,其中,并排的第一波导支持第一模式,并排的第K+1波导支持第一模式到第K+1模式,K表示当前模式转换器在多路模式复用器所处的顺序,K≥1。