薄膜铌酸锂微环滤波器阵列、光学矢量-矩阵乘法器制造技术

本发明专利技术提供了一种薄膜铌酸锂微环滤波器阵列、光学矢量

【技术实现步骤摘要】
薄膜铌酸锂微环滤波器阵列、光学矢量
‑
矩阵乘法器


[0001]本专利技术涉及集成光学领域，特别涉及薄膜铌酸锂微环滤波器阵列、光学矢量
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矩阵乘法器。

技术介绍

[0002]光学矢量
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矩阵乘法器是使用光学的方法来实现矢量
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矩阵乘法计算过程的器件。目前，可以使用微环滤波器将光学矢量
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矩阵乘法器集成在芯片上。微环滤波器对接收到的多波长光信号进行谐振滤波，并输出与谐振波长对应的光信号。
[0003]目前，已采用硅微环滤波器实现片上集成光学矢量
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矩阵乘法器，硅微环滤波器主要利用硅的等离子体色散效应，通过外加电场改变硅的载流子浓度来控制硅的折射率，进而改变硅微环滤波器的谐振波长。
[0004]在实际应用中，因为硅微环滤波器的谐振波长变化是基于等离子体色散效应，所以基于硅微环滤波器的片上集成光学矢量
‑
矩阵乘法器功耗较大。

技术实现思路

[0005]为了解决基于硅微环滤波器的片上集成光学矢量
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矩阵乘法器功耗较大的问题，本专利技术提供了一种薄膜铌酸锂微环滤波器阵列、光学矢量
‑
矩阵乘法器。
[0006]本专利技术的第一方面提供了一种薄膜铌酸锂微环滤波器阵列，包括第一目标行数及第一目标列数的薄膜铌酸锂微环滤波器、第一目标行数的薄膜铌酸锂输入波导以及第一目标行数的薄膜铌酸锂输出波导；
[0007]每一行的薄膜铌酸锂微环滤波器都对应一个薄膜铌酸锂输入波导和一个薄膜铌酸锂输出波导，任一薄膜铌酸锂输入波导用于将接收到的多波长光信号分别输入至对应行中所有薄膜铌酸锂微环滤波器；多波长光信号包括多个波长；任一薄膜铌酸锂输出波导用于接收并输出对应行中所有薄膜铌酸锂微环滤波器的谐振滤波结果；
[0008]每行中所有薄膜铌酸锂微环滤波器的初始谐振波长互不相同，且能够与多波长光信号中的波长一一产生谐振；
[0009]每个薄膜铌酸锂微环滤波器都设置有一个驱动模块；驱动模块用于将对应的薄膜铌酸锂微环滤波器的初始谐振波长调整为目标谐振波长。
[0010]可选的，驱动模块在将对应的薄膜铌酸锂微环滤波器的初始谐振波长调整为目标谐振波长时，用于执行：
[0011]根据目标输入矩阵的元素来判断是否将对应的薄膜铌酸锂微环滤波器的初始谐振波长调整为目标谐振波长；
[0012]其中，当所述目标输入矩阵的元素为1时，则不将对应的薄膜铌酸锂微环滤波器的初始谐振波长调整为目标谐振波长；
[0013]当所述目标输出矩阵的元素为0时，则将对应的薄膜铌酸锂微环滤波器的初始谐振波长调整为目标谐振波长。
[0014]可选的，任一薄膜铌酸锂输入波导和任一薄膜铌酸锂输出波导都是直波导。
[0015]本专利技术的第二方面提供了一种光学矢量
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矩阵乘法器，包括本专利技术第一方面公开的任一薄膜铌酸锂微环滤波器阵列，还包括激光源模块、分束模块和探测器阵列；
[0016]激光源模块用于发出超连续激光；
[0017]分束模块用于将所述超连续激光分成多个多波长光信号；任一多波长光信号的功率相同；
[0018]薄膜铌酸锂微环滤波器阵列用于将接收的多个多波长光信号进行谐振滤波，输出谐振滤波结果；
[0019]探测器阵列用于接收所述谐振滤波结果。
[0020]可选的，激光源模块发出超连续激光的预设波长包含第一数量个不同波长；第一数量等于第一目标列数，第一目标列数为薄膜铌酸锂微环滤波器阵列的列数。
[0021]可选的，分束模块用于将超连续激光分成第二数量个多波长光信号；第二数量等于第一目标行数，第一目标行数为薄膜铌酸锂微环滤波器阵列的行数。
[0022]可选的，探测器阵列包含第三数量个探测器；第三数量等于第二数量。
[0023]可选的，每一个所述探测器的前端设置有一个滤光片。
[0024]本专利技术提供了一种薄膜铌酸锂微环滤波器阵列、光学矢量
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矩阵乘法器，包括薄膜铌酸锂微环滤波器阵列；第一目标行数及第一目标列数的薄膜铌酸锂微环滤波器、第一目标行数的薄膜铌酸锂输入波导以及第一目标行数的薄膜铌酸锂输出波导，每个所述薄膜铌酸锂微环滤波器都设置有一个驱动模块；所述驱动模块用于将对应的薄膜铌酸锂微环滤波器的初始谐振波长调整为目标谐振波长。本专利技术利用薄膜铌酸锂的电光效应特性来改变微环滤波器的谐振波长。使用本专利技术的薄膜铌酸锂微环滤波器阵列集成的光学矢量
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矩阵乘法器的功耗小，每字节小于20fJ。
附图说明
[0025]图1为本申请第一实施例提供的一种薄膜铌酸锂微环滤波器阵列的结构示意图；
[0026]图2为本申请第一实施例提供的一种薄膜铌酸锂微环滤波器阵列的局部结构示意图；
[0027]图3为本申请第二实施例提供的一种光学矢量
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矩阵乘法器的结构示意图。
具体实施方式
[0028]为便于对申请的技术方案进行，以下首先在对本申请所涉及到的一些概念进行说明。
[0029]矢量
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矩阵乘法原理是实现一个输入向量x和一个输入矩阵w之间的乘法运算，并得到输出向量y，具体计算公式为：
[0030][0031]为了解决实际应用中，基于硅微环滤波器的片上集成光学矢量
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矩阵乘法器功耗较大的问题，本专利技术提供的一种薄膜铌酸锂微环滤波器阵列以及基于薄膜铌酸锂微环滤波
器的光学矢量
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矩阵乘法器。
[0032]本申请的第一实施例公开了一种薄膜铌酸锂微环滤波器阵列，包括N行M列的薄膜铌酸锂微环滤波器w
ij
，N个薄膜铌酸锂输入波导以及N个薄膜铌酸锂输出波导，如图1所示。
[0033]其中，N是第一目标行数，M是第一目标列数,i＝1,2,
……
,N，j＝1,2,
……
,M；在实际应用中N与输入矩阵的列数相对应，M与输入矩阵的行数相对应。
[0034]每一行的薄膜铌酸锂微环滤波器w
i1
,w
i2
,
……
w
iM
都对应一个薄膜铌酸锂输入波导和一个薄膜铌酸锂输出波导，任一薄膜铌酸锂输入波导用于将接收到的多波长光信号分别输入至对应行中所有薄膜铌酸锂微环滤波器；其中，多波长光信号包括多个波长；任一薄膜铌酸锂输出波导用于接收并输出对应行中所有薄膜铌酸锂微环滤波器的谐振滤波结果。
[0035]进一步的，任一薄膜铌酸锂输入波导和任一薄膜铌酸锂输出波导都是直波导。
[0036]每行中所有薄膜铌酸锂微环滤波器的初始谐振波长互不相同，且能够与多波长光信号中的波长一一产生谐振。
[0037]其中，多波长光信号的预设波长为x1,x2,
……
x
M
，第i行的薄膜铌酸锂微环滤波器的初始谐振本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄膜铌酸锂微环滤波器阵列，其特征在于，包括第一目标行数及第一目标列数的薄膜铌酸锂微环滤波器、第一目标行数的薄膜铌酸锂输入波导以及第一目标行数的薄膜铌酸锂输出波导；每一行的薄膜铌酸锂微环滤波器都对应一个薄膜铌酸锂输入波导和一个薄膜铌酸锂输出波导，任一所述薄膜铌酸锂输入波导用于将接收到的多波长光信号分别输入至对应行中所有所述薄膜铌酸锂微环滤波器；所述多波长光信号包括多个波长；任一所述薄膜铌酸锂输出波导用于接收并输出对应行中所有所述薄膜铌酸锂微环滤波器的谐振滤波结果；每行中所有所述薄膜铌酸锂微环滤波器的初始谐振波长互不相同，且能够与所述多波长光信号中的波长一一产生谐振；每个所述薄膜铌酸锂微环滤波器都设置有一个驱动模块；所述驱动模块用于将对应的薄膜铌酸锂微环滤波器的初始谐振波长调整为目标谐振波长。2.根据权利要求1所述的一种薄膜铌酸锂微环滤波器阵列，其特征在于，所述驱动模块在将对应的薄膜铌酸锂微环滤波器的初始谐振波长调整为目标谐振波长时，用于执行：根据目标输入矩阵的元素来判断是否将对应的薄膜铌酸锂微环滤波器的初始谐振波长调整为目标谐振波长；其中，当所述目标输入矩阵的元素为1时，则不将对应的薄膜铌酸锂微环滤波器的初始谐振波长调整为目标谐振波长；当所述目标输入矩阵的元素为0时，则将对应的薄膜铌酸锂微环滤波器的初始谐振波长调整为目标谐振波长。3.根据权利要求1或2所述的一种薄膜铌酸锂微环滤波器阵列，其特征在于，任一所述薄膜铌酸锂输入波导和任一所述薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹志军，崔国新，许志城，
申请(专利权)人：南京南智先进光电集成技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：