一种可重构的光学微分方程组求解器制造技术

本发明专利技术公开了一种可重构的光学常微分方程组求解器。该求解器包括多个光学谐振腔、合束器、分束器、输入波导、输出波导及反馈波导。一路或多路光学脉冲作为自变量输入，多路光学脉冲作为因变量输出。本发明专利技术通过在级联的光学谐振器之间引入反馈波导，实现不同变量之间的相互耦合，从而构建并求解复杂的常微分方程组。通过调节光学谐振腔耦合区的耦合系数，合束器的合光比以及分束器的分光比，调节方程的系数，实现不同形式的微分方程组或者不同阶数的微分方程。本发明专利技术结构简单、可扩展性好、工作速度快，利用现有的加工技术，使得器件体积小、功耗低、易与电学元件集成，有望在未来的高速光学计算系统中得到应用。

A reconfigurable optical differential equation solver

The invention discloses a reconfigurable optical ordinary differential equation set solver. The solver consists of several optical resonators, beam combiner, beam splitter, input waveguide, output waveguide and feedback waveguide. One or more optical pulses are used as independent variable inputs, and the multiplexed optical pulses are output as dependent variables. The invention realizes the coupling between different variables by introducing a feedback waveguide between the cascaded optical resonators so as to construct and solve the complex ordinary differential equations. By adjusting the coupling coefficient of optical resonator coupling region, combiner photosynthesis ratio and splitter splitting ratio, adjustment coefficient equation, differential equation for differential equations of different forms or different orders. The invention has the advantages of simple structure, good scalability, high working speed, using the existing processing technology, the device has the advantages of small volume, low power consumption, easy integration and electrical components, is expected to calculate the system application in future high-speed optical.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学行业光计算领域，更具体的，涉及一种可重构的微分方程组求解器。
技术介绍
时至今日，信息处理技术的飞速发展已经给人们的生活带来了巨大的影响和变革，计算机作为信息处理技术的基础，已经得到了广泛的应用，而随着人类对自然系统更深入的研究和对人工系统更复杂的设计制造，尤其是对一些超快现象或者海量数据的分析，又给信息处理技术提出了更高的要求。因此，如何实现更高性能的计算迫在眉睫，也成为了当前的众多科研人员的研究方向。传统的电子计算机的依然在不停的发展，芯片上晶体管的密度还在不断增加，同时晶体管尺寸和工艺制程也在不断减小，但值得注意的是，这些接近物理极限的小尺寸也带来了新的问题。由于尺寸的缩小，晶体管栅极绝缘层厚度已经接近原子尺度，制作工艺的误差可能会带来晶体管性能的不稳定以及漏电流的产生，而更为严重的是，芯片内铜互连线尺寸和间距的减小，引入了更大的电阻和电容，这不仅极大的限制了整个芯片的工作速率，也导致了更大的能耗。目前，光互联技术的发展和实用一定程度上缓解了电互联的问题，但光传输与电芯片处理之间的速率失配，依然制约着计算性能的整体提高。针对这些问题，基于一些新机理的计算已经本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可重构的光学常微分方程组求解器，其特征在于，包括：多个级联的光学谐振腔，依次排列，每个所述光学谐振腔都具有一个输入端和一个输出端，次序相对靠前的所述光学谐振腔的输出端连接相邻的次序相对靠后的所述光学谐振腔的输入端；多个合束器，每个合束器具有至少两个输入端，一个输出端，用于将不同的波导耦合到单根波导；多个分束器，每个分束器具有一个输入端，至少两个输出端，用于将单根波导耦合到不同的波导；一根或多根输入波导，其中一根所述输入波导连接到第一个所述光学谐振腔的输入端，其他所述输入波导通过所述合束器连接到不同的所述光学谐振腔的输入端，用于输入预设中心波长的光学脉冲，作为所述常微分方程组的自变量；多根输...

【技术特征摘要】
1.一种可重构的光学常微分方程组求解器，其特征在于，包括：多个级联的光学谐振腔，依次排列，每个所述光学谐振腔都具有一个输入端和一个输出端，次序相对靠前的所述光学谐振腔的输出端连接相邻的次序相对靠后的所述光学谐振腔的输入端；多个合束器，每个合束器具有至少两个输入端，一个输出端，用于将不同的波导耦合到单根波导；多个分束器，每个分束器具有一个输入端，至少两个输出端，用于将单根波导耦合到不同的波导；一根或多根输入波导，其中一根所述输入波导连接到第一个所述光学谐振腔的输入端，其他所述输入波导通过所述合束器连接到不同的所述光学谐振腔的输入端，用于输入预设中心波长的光学脉冲，作为所述常微分方程组的自变量；多根输出波导，其中一根所述输出波导连接到最后一个所述光学谐振腔的输出端，其他所述输出波导通过所述分束器连接到不同的所述光学谐振腔的输出端，用于输出光学脉冲，作为所述常微分方程组的因变量；至少一根反馈波导，其输入端通过所述分束器连接到连有所述输出波导的所述光学谐振腔的输出端，其输出端通过所述合束器连接到次序相对靠前并且连有所述输入波导的所述光学谐振腔的输入端，或者通过所述合束器连接到次序相对靠前并且连有所述输出波导的所述光学谐振腔的输出端。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新亮，侯杰，董建绩，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42