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基于光学共振腔的集成光子矩阵向量乘法计算器及其方法技术

技术编号:46023999 阅读:13 留言:0更新日期:2025-08-05 19:28
本发明专利技术提供一种基于光学共振腔的集成光子矩阵向量乘法计算器及其方法。本发明专利技术通过在片上利用光学共振腔阵列构造出了连续体束缚态,通过耦合模理论和传输矩阵理论分析输出光谱和光场,输入光的振幅组成一维的输入向量作为一个乘数,耦合模理论或传输矩阵法计算得到的调控矩阵作为另一个乘数,构造出智能光子矩阵向量乘法计算器,实现了片上大规模紧凑连续体束缚态BIC的构造,并引入非厄米调控BIC系统产生宇称‑时间破缺,完成连续体束缚态BIC模式的单模输出,进一步提高了基于BIC构型的智能光子矩阵向量乘法计算器的计算鲁棒性和可扩展性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光子乘法计算器技术,具体涉及一种基于光学共振腔的集成光子矩阵向量乘法计算器及其实现方法。


技术介绍

1、随着信息技术的快速发展,人工智能和大模型展现出卓越的性能并得到广泛应用,于此同时带来了对计算平台的计算能力和计算功耗的更高需求。由于光子具有超高的传播速度、超低功耗、高带宽等特点,利用光子作为信息载体进行光计算在解决传统的冯·诺依曼架构无法解决的问题方面具有独特的潜力。现有的光计算主要集中于三个方案:基于级联马赫-曾德尔干涉仪的光网络,基于光学共振腔和波分复用的光网络以及基于超表面的衍射光网络。而上述方案都受限于加工工艺的精度,面对实验和应用时需要进行大量的校准工作,并且缺乏稳定性。其中基于光学共振腔的波分复用光网络由于较高的集成度和调控灵活度受到广泛关注,但由于其计算方案基于每个光学共振腔在连续域中形成的向外辐射能量的共振态,这种模式具有较低的稳定性。而连续体束缚态虽然存在于连续域中,却不向外辐射能量,其实现方案目前集中在超表面和光子晶体中,缺乏片上集成实现方案,其应用目前集中在非线性激光和滤波传感等领域,缺乏智能光计算的应用场景。...

【技术保护点】

1.一种基于光学共振腔的集成光子矩阵向量乘法计算器,其特征在于,所述集成光子矩阵向量乘法计算器包括:衬底和多个光学共振腔;在衬底上形成多个光学共振腔;其中,基底的折射率小于光学共振腔的折射率;光学共振腔的形状为具有厚度的圆环形;

2.如权利要求1所述的集成光子矩阵向量乘法计算器,其特征在于,所述光学共振腔的直径为30~60μm;波导宽度为0.45~0.50μm。

3.如权利要求1所述的集成光子矩阵向量乘法计算器,其特征在于,所述相邻的两个光学共振腔之间的距离为200~300nm。

4.如权利要求1所述的集成光子矩阵向量乘法计算器,其特征在于,所述直波导...

【技术特征摘要】

1.一种基于光学共振腔的集成光子矩阵向量乘法计算器,其特征在于,所述集成光子矩阵向量乘法计算器包括:衬底和多个光学共振腔;在衬底上形成多个光学共振腔;其中,基底的折射率小于光学共振腔的折射率;光学共振腔的形状为具有厚度的圆环形;

2.如权利要求1所述的集成光子矩阵向量乘法计算器,其特征在于,所述光学共振腔的直径为30~60μm;波导宽度为0.45~0.50μm。

3.如权利要求1所述的集成光子矩阵向量乘法计算器,其特征在于,所述相邻的两个光学共振腔之间的距离为200~300nm。

4.如权利要求1所述的集成光子矩阵向量乘法计算器,其特征在于,所述直波导的长度为5~8μm。

5.如权利要求1所述的集成光子矩阵向量乘法计算器,其特征在于,所述光学共振腔中的掺为杂磷或硼,以引入...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡小永龚旗煌王芋霏钟明衡
申请(专利权)人:北京大学
类型:发明
国别省市:

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