基于FP-SA和MZM的相干光子脉冲神经网络装置

技术特征：
1.一种基于fp-sa和mzm的相干光子脉冲神经网络装置，其特征在于，包括：dqpsk mzm、光环形器及fp-sa；其中，所述dqpsk mzm，用于：接收外部输入的两路电脉冲信号；通过自身包含的两个mzm对所述两路电脉冲信号分别进行电光转换并同时为转换的每路光子脉冲信号均赋予权重；通过连接于所述两个mzm中的任一mzm之后的、具有0相移的移相器以及输出端用于合路的光耦合器，对被赋予权重后的两路光子脉冲信号进行求和，得到表征加权求和结果的第一光信号；其中，所述权重是通过配置所述mzm的偏置电压赋予所述光子脉冲信号的；所述第一光信号通过所述光环形器进入所述fp-sa；所述fp-sa，用于对所述第一光信号进行非线性响应实现非线性运算，表征非线性运算结果的第二光信号通过所述光环形器对外输出。2.根据权利要求1所述的相干光子脉冲神经网络装置，其特征在于，所述两路电脉冲信号非同时到达所述dqpsk mzm。3.根据权利要求1所述的相干光子脉冲神经网络装置，其特征在于，配置所述mzm的偏置电压为所述光子脉冲信号赋予权重的方式，包括：根据两路光子脉冲信号需被赋予的权重之比w1:w2，从预先测得的实验数据中，查询所述两个mzm输出的功率之比等于w1:w2时，该两个mzm对应配置的偏置电压；按照查询结果，配置所述两个mzm的偏置电压。4.根据权利要求1所述的相干光子脉冲神经网络装置，其特征在于，所述fp-sa被配置为工作在调q脉冲阈值以下；所述调q脉冲阈值被定义为：在fp-sa无外光输入以及工作在给定的反偏电压的条件下，fp-sa被激发出调q脉冲状态的最小增益区电流。5.根据权利要求4所述的相干光子脉冲神经网络装置，其特征在于，所述反偏电压的取值范围为-6v～0v。6.根据权利要求1所述的相干光子脉冲神经网络装置，其特征在于，还包括：两个射频放大器；所述射频放大器，用于对所述电脉冲信号进行放大，以驱动所述mzm。7.根据权利要求1所述的相干光子脉冲神经网络装置，其特征在于，还包括：可调光衰减器和偏振控制器；所述可调光衰减器，用于调节所述第一光信号的光功率；所述偏振控制器，用于调节所述第一光信号的偏振状态。8.根据权利要求1所述的相干光子脉冲神经网络装置，其特征在于，所述mzm为钛扩散铌酸锂单驱动mzm。9.一种基于fp-sa和mzm的相干光子脉冲神经网络芯片，其特征在于，包含如权利要求1～8任一项所述的基于fp-sa和mzm的相干光子脉冲神经网络装置。10.一种光计算方法，其特征在于，包括：准备如权利要求1～8任一项所述的基于fp-sa和mzm的相干光子脉冲神经网络装置，并确定所述装置的权重参数；根据所述权重参数，确定并配置所述装置中的dqpsk mzm所包含的两个mzm的偏置电压；
向所述dqpsk mzm输入两路电脉冲信号，以利用所述装置实现以下光计算：所述dqpsk mzm对所述两路电脉冲信号进行电光转换并同时为转换的每路光子脉冲信号均赋予权重；其中，两路所述光子脉冲信号分别对应的权重构成所述权重参数；连接于所述两个mzm中的任一mzm之后的、具有0相移的移相器以及输出端用于合路的光耦合器，对被赋予权重后的两路光子脉冲信号进行求和，得到表征加权求和结果的第一光信号；所述第一光信号被所述光环形器送入所述fp-sa；所述fp-sa对所述第一光信号进行非线性响应实现非线性运算，表征非线性运算结果的第二光信号通过所述光环形器进行输出。

技术总结
本发明公开了一种基于FP-SA和MZM的相干光子脉冲神经网络装置，包括：DQPSK MZM，用于接收两路电脉冲信号，通过两个MZM对两路电脉冲信号分别进行电光转换并同时为转换的每路光子脉冲信号均赋予权重；通过0相移的移相器以及输出端用于合路的光耦合器对被赋予权重后的两路光子脉冲信号进行求和，得到表征加权求和结果的第一光信号；第一光信号通过光环形器进入，FP-SA对第一光信号进行非线性响应实现非线性运算，表征非线性运算结果的第二光信号通过光环形器对外输出。基于本发明提供的该装置可以实现具有更高处理线性速率、易于实现产业化应用及权重参数可重构的光子脉冲神经网络。网络。网络。


技术研发人员：项水英 郑殿壮 郭星星 张雅慧 施跃春 郝跃
受保护的技术使用者：西安电子科技大学
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/12/1