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专利号: 2024110295281
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于权重复用的光学卷积处理器,其特征在于,包括:

光学卷积组件,所述光学卷积组件包括依次相连接的输入模块、卷积模块和输出模块;

所述输入模块包括激光器阵列、波分复用器和分光器,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,所述分光器用于对所述波分复用器复用后的光信号进行分光处理;

所述卷积模块包括光学运算层,所述光学运算层包含一个光学计算单元阵列,每一列的光学计算单元工作在相同的多个谐振波长上,用于对分光器分光后的相应光信号的运算,每个光学计算单元同时处理多个谐振波长,实现一个权重值与多个输入信号的乘法运算;

所述光学运算层由3×3个基于非易失相变材料GST和MRR的光学计算单元组成,即MRR的光学计算单元内部含有GST材料,所述非易失相变材料GST和MRR的光学计算单元均是无源;所述光学运算层中通过每一列的光学计算单元的MRR分别对分光器的每一束光信号进行波长选择,并将处于此MRR谐振波长的多个光信号进行统一加权;

所述输出模块包括标准单模光纤和高速光电探测器,所述单模光纤和高速光电探测器使相邻加权波长副本之间的相对时间位移具有一定的渐进延迟,与数据符号持续时间相匹配,将多个波长在不同时刻进行相加,实现完整的卷积计算。

2.根据权利要求1所述的一种基于权重复用的光学卷积处理器,其特征在于,所述光学运算层由3×3个基于非易失相变材料GST和MRR的光学计算单元组成,即和MRR的光学计算单元内部含有GST材料,所述非易失相变材料GST和MRR的光学计算单元均是无源。

3.根据权利要求1所述的一种基于权重复用的光学卷积处理器,其特征在于,所述激光器阵列包括多个连续波激光产生器,连续波激光产生器产生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分光器产生多路分光信号。

4.根据权利要求1所述的一种基于权重复用的光学卷积处理器,其特征在于,所述光学运算层中通过每一列的光学计算单元的MRR分别对分光器的每一束光信号进行波长选择,并将处于此MRR谐振波长的多个光信号进行统一加权。

5.根据权利要求1所述的一种基于权重复用的光学卷积处理器,其特征在于,所述输出模块使得所有输入的时间和波长交错,由高速光电探测器检测,得到卷积运算结果。

6.根据权利要求1所述的一种基于权重复用的光学卷积处理器,其特征在于,所述波分复用器处理激光器阵列产生的连续光信号方法如下:不同波长的连续光信号经过调制后,通过波分复用器合成一束光,经过耦合到达第一个波导,通过第一个片上延时线,耦合到第二个波导,再通过第二个片上延时线,耦合到第三个波导。

7.根据权利要求6所述的一种基于权重复用的光学卷积处理器,其特征在于,所述第一个片上延时线和第二个片上延时线完全相同,延时的时间固定。

8.根据权利要求1所述的一种基于权重复用的光学卷积处理器,其特征在于,所述光学运算层对波分复用后的光信号分通过耦合,分出一部分光进入第一个波导,进行卷积操作,剩余的光经过第一个延时线后,耦合一部分光进入第二个波导,进行卷积操作,经过第二个延时线后,将剩余的光全部耦合进入第三个波导,进行卷积操作。