【技术实现步骤摘要】
通用线性光计算模块及其控制方法
本专利技术涉及光信号处理
，尤其涉及一种通用线性光模块。
技术介绍
光是承载信息的理想载体，全光信息处理具有高速、高带宽、低能耗等优势。通用光计算具有非常广阔的应用前景，也受到了工业界的广泛关注。通用光计算可以表示为以下数学形式|β>＝T|α>，即复矩阵与输入向量的乘法。作为通用光计算，要求复矩阵中任何一个矩阵元都是任意可调的，而非只能实现单一功能的专用计算。目前的主流通用光计算方案可以追溯到1994年Reck等人提出的原理架构。Reck方案利用大量级联的定向耦合器和可调相位延时器，组合成大规模矩阵乘法模块。Reck方案及其变种也是目前大规模通用光计算模块的方案。由于Reck结构需要级联定向耦合器和可调相位延时器，通常对于N×N规模的矩阵运算模块，需要N2个级联的可调基本单元，因此随着矩阵维度提升，矩阵的实施复杂度急剧上升。另外，实际应用中，相位延迟期误差(来源包括热串扰、工艺误差等)不可避免。由于Reck结构的级联特性，导致每一级的相位误差会不断积累，因此R...
【技术保护点】
1.一种通用线性光模块，其特征在于，包括：第一波前相位调制装置、第二波前相位调制装置、小孔以及凸透镜；/n所述第一波前相位调制装置与所述第二波前相位调制装置距离2倍焦距，所述焦距为所述凸透镜的焦距；/n所述第一波前相位调制装置用于接收离散空间模式光组，并将所述离散空间模式光组分束为N个平行光束，得到乘运算离散光组，并将所述乘运算离散光组发射到所述第二波前相位调制装置；/n所述第二波前相位调制装置用于接收所述乘运算离散光组，并将所述离散光组中的N个平行光速进行合束，得到合束光，并将所述合束光发射到所述小孔；/n所述第二波前相位调制装置、所述小孔以及所述凸透镜依次距离1倍所述焦...
【技术特征摘要】
1.一种通用线性光模块，其特征在于，包括：第一波前相位调制装置、第二波前相位调制装置、小孔以及凸透镜；
所述第一波前相位调制装置与所述第二波前相位调制装置距离2倍焦距，所述焦距为所述凸透镜的焦距；
所述第一波前相位调制装置用于接收离散空间模式光组，并将所述离散空间模式光组分束为N个平行光束，得到乘运算离散光组，并将所述乘运算离散光组发射到所述第二波前相位调制装置；
所述第二波前相位调制装置用于接收所述乘运算离散光组，并将所述离散光组中的N个平行光速进行合束，得到合束光，并将所述合束光发射到所述小孔；
所述第二波前相位调制装置、所述小孔以及所述凸透镜依次距离1倍所述焦距设置；所述凸透镜用于将从所述小孔过来的合束光进行转换为平行光；
其中，所述离散空间模式光组是通过N个平行于光轴传播、处于不同空间位置的高斯光束定义的；每个高斯光束的自身的复振幅为输入向量的一个向量元，N为正整数。
2.根据权利要求1所述的通用线性光模块，其特征在于，所述离散空间模式光组中的N个光束沿圆环均匀分布或离散随机分布。
3.根据权利要求1所述的通用线性光模块，其特征在于，所述第一波前相位调制装置的第一衍射光栅是根据矩阵Amn的傅立叶系数设置的；
所述第二波前相位调制装置的第二衍射光栅是根据矩阵Bmn的傅立叶系数设置的；
其中，当目标转换矩阵为Tmn时，则对所述目标矩阵进行Hadamard分解：Tmn＝AmnBmn，得到所述矩阵Amn和所述矩阵Bmn。
4.根据权利要求3所述的通用线性光模块，其特征在于，所述第一波前相位调制装置的第n个用于分束的相位调制函数为：
所述第二波前相位调制装置的第m个用于合束的相位调制函数为：
其中，所述kmn为横向波矢，kmn＝k(Rn-Rm)/2f；
r为计算空间相位调制图案时使用的自变量，为矢量，表示空间光调制器上的二维坐标位置；
Rn为所述第一波前相位调制装置的第n个相位调制图案的中心坐标，为矢量，表示坐标位置；
Rm是所述第二波前相位调制装置的第m个相位调制图案的中心坐标，为矢量，表示坐标位置；
k＝λ/(2π)，λ是输入光的波长。
5.根据权利要求1所述的通用线性光模块，其特征在于，所述波前相位调制装置包括：空间光调制器、透射式超表面装置或3D打印的介质相位模板搭建的相位调制装置。
6.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯雪，李世康，欧阳嘉毅，黄翊东，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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