用于使用集成光子学进行光学傅里叶变换的密集数据打包和收发器电路的制作方法

本公开涉及一种光学傅里叶变换装置以及一种操作光学傅里叶变换装置的方法。

背景技术：

1、与使用电子电路执行诸如傅里叶变换等数学运算相比，光学和光子计算方法有望以更高的速度和更低的能耗执行类似运算。传统上使用自由空间光学来执行光学傅里叶变换（oft），而最近则使用集成光子学。

2、用于光学傅里叶变换（oft）的光子集成电路（pic）包括能够执行一维oft的集成光子设备。oft设备的输入是输入波导或光信道的阵列，该阵列承载光。

3、在oft设备内部，来自输入波导或光信道的光发生衍射，其衍射属性由oft设备的几何结构决定（在专利1中描述）。oft设备的几何结构——包括输入和输出波导阵列的布置——被选择为使衍射光在oft设备内形成照亮输出波导阵列的输出光束。该输出光束是入射到oft设备上的光场的光学傅里叶变换，其是输入波导阵列所引入的。

4、在oft设备中，如果输入和输出的数量被限制为仅四个端口（四元），并且输入数据进一步被限制为无符号1位（二进制），即四元-二进制oft系统，则接收器设计被简化为五电平（pam5）设计。这使得能够进行类似于光子收发器的更快的数据处理，光子收发器用于数据和电信系统。

5、数据和电信系统中的信号完整性受限于奈奎斯特频率、信道损耗，并影响系统的数据速率。现有通信系统还依赖于与背板基础设施和传统技术的兼容性。最先进的光子收发器和背板基础设施被设计用于四电平（pam4）信号。因此，四元-二进制oft系统中的pam5信号天然不兼容传统通信基础设施。

技术实现思路

1、本发明在所述附权利要求中限定。

1.一种用于处理来自光学傅里叶变换装置的输出信号的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信道中的电平数量大于4，可选地，其中，所述信道承载pam5信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述信道表示所述光学傅里叶变换的实部，可选地，其中，所述信道对应于所述光学傅里叶变换装置的第一或第三输出信道。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，修改所述信道包括减少所述信道中的所述电平数量以形成所述pam4信号，可选地，其中，所述信道承载pam5信号并且所述电平数量减少到4。

5.根据权利要求2、3或4所述的方法，其中，修改所述信道包括检测所述信道的最高电平并从所述信道中去除所述最高电平，可选地，其中，所述信道承载pam5信号，并且修改所述信道包括从所述pam5信号中去除第五电平。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，从所述信道中去除所述最高电平包括：

7.根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述信道承载具有少于4个电平的信号，可选地pam3信号。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，修改所述信道包括向所述信道添加一个或多个电平以形成所述pam4信号。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述信道承载实部或虚部，并且，其中，所述信道对应于所述光学傅里叶变换级的第二或第四输出信道。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的方法，其中，修改所述信道包括通过添加一个或两个电平以创建第四电平来形成所述pam4信号。

11.根据前述任一权利要求所述的方法，其中，所述输出向量包括来自所述光学傅里叶变换级的所述光学傅里叶变换的所述完整复数结果。

12.根据前述任一权利要求所述的方法，还包括通过pam4链路传输所述pam4信号。

13.根据前述任一权利要求所述的方法，还包括通过反转所述信道的所述修改而从所述pam4信号恢复所述正确的完整复数oft数据。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，恢复所述正确的完整复数oft数据包括从所述pam4信号推导出从所述原始输出数据中去除的所述一个或多个电平。

15.一种用于处理来自光学傅里叶变换装置的输出信号的方法，所述方法包括：

16.根据权利要求15所述的方法，其中，从所述输出信号恢复所述光学傅里叶变换装置的所述完整复数输出包括解码所述pam4信号。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，解码所述pam4信号包括从所述pam4信号推导出具有大于四层数的信号，可选地，从所述pam4信号推导出pam5信号。

18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，解码所述pam4信号包括从所述pam4信号推导出具有少于四层数的信号，可选地，从所述pam4信号推导出pam3信号。

19.根据权利要求17或权利要求18（当从属于权利要求17时）所述的方法，其中，从所述pam4信号恢复的所述光学傅里叶变换装置的完整复数输出至少部分地由所述pam3和/或pam5信号限定。

20.一种用于操作光学傅里叶变换（oft）装置的方法，所述oft装置包括n个输入信道和k个输出信道，所述方法包括：

21.根据权利要求20所述的方法，其中，量化所述输入信道处的光包括将每个输入信道发射的所述光限制为有限数量的可能的输入状态，和/或

22.根据权利要求21所述的方法，其中，每个输入信道的所述可能的输入状态的数量为2、3或4。

23.根据权利要求21或22所述的方法，其中，对于一个输入信道的所述可能的输入状态与对于每个其他输入信道的所述可能的输入状态相同。

24.根据权利要求21-23中任一项所述的方法，其中，所述可能的输入状态包括或由以下组成：

25.一种方法，包括：

26.一种系统，包括：

27.一种或多种有形或无形、暂态或非暂态计算机可读介质，其存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令，当由一个或多个处理器或控制器执行时，使所述一个或多个处理器或控制器执行包括根据权利要求1-25中任一项所述的方法的操作。