光学神经网络的可变增益电光非线性激活函数的实现方法技术

技术编号:41006421 阅读:32 留言:0更新日期:2024-04-18 21:42
本发明专利技术公开了一种光学神经网络的可变增益电光非线性激活函数的实现方法,光学神经网络模型包括N个全连接神经网络层和一个Dropout层,每个全连接神经网络层包括64×64的MZI阵列和一个可变增益电光非线性激活函数,可变增益电光非线性激活函数包括定向耦合器、电光调制部分、以及MZI;本发明专利技术的可变增益电光非线性激活函数能利用查找表改变可变增益放大器的增益控制字和调节偏置电压,从而实现对光信号的相位调制,具有增益控制字和偏置电压两个自由度,在人工搭建光学神经网络时,可以根据不同的机器学习任务灵活地选择非线性激活函数;还可以来调节非线性激活函数的阈值,对低功率的输入光信号也进行非线性调制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光学神经网络,具体涉及一种光学神经网络的可变增益电光非线性激活函数的实现方法,适用于非线性激活函数利用查找表改变可变增益放大器的放大倍数和调节偏置电压,实现对光信号的相位调制。


技术介绍

1、光学神经网络(optical neural network,onn)是一种利用光学元件和光信号来模拟人工神经网络的计算方法,运算过程主要包括光学矩阵乘法和非线性激活函数两部分。非线性激活函数是光学神经网络具有强大学习能力的关键因素,它使光学神经网络能够学习输入和输出之间的复杂非线性关系,从而提升分类准确率。然而,如何在大规模集成的光学神经网络中实现非线性激活函数仍然是一个重大挑战。实现片上光学非线性功能的主要难点之一是光子平台中的非线性相对较弱。因此,要实现强非线性激活函数,就需要非常长的波导相互作用长度和高的光信号功率,这将导致光学神经网络的占用面积和功耗增加。此外,在器件制作过程中,由于组件是固定的,所以通常光学神经网络的非线性响应是恒定的,这限制了非线性激活函数的灵活性,使得光学神经网络难以产生不同的响应以适应不同的机器学习任务。而且,光信号经过多本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.光学神经网络的可变增益电光非线性激活函数的实现方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述光学神经网络的可变增益电光非线性激活函数的实现方法,其特征在于,所述步骤1中对数据集进行预处理具体包括以下过程:

3.根据权利要求2所述光学神经网络的可变增益电光非线性激活函数的实现方法,其特征在于,所述N个全连接神经网络层的输入输出关系为:

4.根据权利要求3所述光学神经网络的可变增益电光非线性激活函数的实现方法,其特征在于,所述第i个全连接神经网络层的MZI阵列的输出mi输入到可变增益电光非线性激活函数的耦合系数为α的定向耦合器中,可变增益电光...

【技术特征摘要】

1.光学神经网络的可变增益电光非线性激活函数的实现方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述光学神经网络的可变增益电光非线性激活函数的实现方法,其特征在于,所述步骤1中对数据集进行预处理具体包括以下过程:

3.根据权利要求2所述光学神经网络的可变增益电光非线性激活函数的实现方法,其特征在于,所述n个全连接神经网络层的输入输出关系为:

4.根据权利要求3所述光学神经网络的可变增益电光非线性激活函数的实现方法,其特征在于,所述第i个全连接神经网络层的...

【专利技术属性】
技术研发人员:曹振洲王文龙邱学军王娅婷颜安妮
申请(专利权)人:中南民族大学
类型:发明
国别省市:

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