一种基于多模干涉仪以及相干检测的神经网络加速器制造技术

本申请提出了一种基于多模干涉仪以及相干检测的神经网络加速器，涉及光学神经网络领域，包括半导体激光器、多模干涉仪模块、耦合器模块与平衡探测器模块，其中，半导体激光器模块提供光信号；多模干涉仪模块将光信号分为多路，并调节光信号的相位，输出处理光信号与参考光信号；耦合器模块用于实现处理光信号与参考光信号的相干检测，并将处理光信号与参考光信号耦合到同一波导；平衡探测器模块将在同一波导中传输的处理光信号与参考光信号进行拍频，并将拍频后的光信号转换为电信号，作为人工神经网络下一层的输入信号。本申请通过引入多模干涉仪，且在多模干涉区域内引入电极，结合相干检测，实现复数域内的神经网络，从而增强网络的拟合能力。强网络的拟合能力。强网络的拟合能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多模干涉仪以及相干检测的神经网络加速器


[0001]本申请涉及光学神经网络领域，尤其涉及一种基于多模干涉仪以及相干检测的神经网络加速器。

技术介绍

[0002]目前实现光学神经网络的方案主要可以分为基于级联的马赫曾德尔干涉仪方案以及基于波长的方案。基于级联的马赫曾德尔干涉仪方案是根据矩阵分解的原理，将一个矩阵分解为三个矩阵的乘积，这三个矩阵分别由三个不同的马赫曾德尔干涉仪级联网络的传输矩阵构成。基于波长的方案则是利用波分复用技术串联多个微环调制器，每个微环调制器对应的谐振波长都不相同,调节一个微环调制器的电信号仅改变该微环调制器对应谐振波长的光信号。
[0003]基于级联的马赫曾德尔干涉仪方案所需器件的复杂度与其实现矩阵的维度成平方关系，而且马赫曾德尔干涉仪器件的尺寸相对较大，在几百微米的数量级，因此相干方案难以实现较大规模的集成。而基于微环调制器的方案所使用的器件尺寸较小，虽然能集成更大的系统，但由于微环对于工艺的敏感性，通常需要添加额外的加热器来控制微环调制器的谐振波长，因此基于微环调制器的方案会产生更高的能耗。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多模干涉仪以及相干检测的神经网络加速器，其特征在于，包括半导体激光器、多模干涉仪模块、耦合器模块与平衡探测器模块，其中，所述半导体激光器、所述多模干涉仪模块、所述耦合器模块与所述平衡探测器模块依次连接；所述半导体激光器模块为所述多模干涉仪模块提供光信号；所述多模干涉仪模块将所述光信号分为多路，并调节所述光信号的相位，输出处理光信号与参考光信号至所述耦合器模块；所述耦合器模块用于实现所述处理光信号与所述参考光信号的相干检测，并将所述处理光信号与所述参考光信号耦合到同一波导；所述平衡探测器模块将在所述同一波导中传输的所述处理光信号与所述参考光信号进行拍频，并将所述拍频后的光信号转换为电信号，作为人工神经网络下一层的输入信号。2.根据权利要求1所述的神经网络加速器，其特征在于，所述半导体激光器，包括：分布反馈式半导体激光器；分布式布拉格半导体激光器。3.根据权利要求1所述的神经网络加速器，其特征在于，所述多模干涉仪模块，包括：第一多模干涉仪模块，将所述光信号均分到N+1路中，确定N路的待处理光信号与第N+1路的参考光信号；第二多模干涉仪模块，所述第二多模干涉仪模块为N输入N输出的多模干涉仪，用于执行矩阵运算，输出处理光信号；第一移相器模块，用于作用于所述第二多模干涉仪模块的输入波导，调节所述待处理信号的相位，其中，所述第一移相器模块的电信号为神经网络中输入向量的值；第二移相器模块，用于作用于所述第二多模干涉仪模块的输出波导，调节传输矩阵；第三移相器模块，用于调节所述参考光信号的相...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘炜炜，陈锦华，姚偌云，彭张皖，熊婉姝，宫敏，吉晨，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：