本申请提供了一种衍射神经网络及三维衍射神经网络。本申请所提供的衍射神经网络包括：输入端口、衍射系统和输出端口；其中，输入端口用于接收输入光，并将输入光引导至所述衍射系统；衍射系统包括衍射层和聚焦光控系统；衍射层包括超表面，超表面用于对所述输入光进行调制；超表面包括至少两个基于相变材料的可重构微纳单元；聚焦光控系统用于通过控制激光对衍射层中的相变材料进行相变调控；输出端口用于接收来自经聚焦光控系统相变调控的衍射层的输出光，并将输出光发射至用于接收输出光的探测器阵列。本申请所提供的衍射神经网络的训练效率高，加快了处理光计算任务的速度。