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公开(公告)号：CN112232504B
公开(公告)日：2024-06-21
申请号：CN202010956262.0
申请日：2020-09-11
申请人： 联合微电子中心有限责任公司
IPC分类号： G06N3/067
摘要： 一种光子神经网络，包括：光调制单元，将待处理信号调制到光的实振幅，并在调制时在实振幅与光的相位之间引入非线性对应关系，得到第一阵列的光学信号；光子矩阵计算单元，接收第一阵列的光学信号并进行矩阵计算以得到第二阵列的光学信号，进行矩阵计算时同时执行矩阵乘法和非线性变换；投影计算单元，接收第二阵列的光学信号并基于光学干涉提取第二阵列的光学信号的复振幅的实部，以得到第三阵列的光学信号，实部表征矩阵乘法和非线性变换的运算结果；光接收单元，接收第三阵列的光学信号以获取处理后信号。本发明方案提供一种能够同时进行线性和非线性运算的光子人工智能芯片，功耗低、运算速度快、神经网络集成度高且非线性运算可重构。
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公开(公告)号：CN112001487B
公开(公告)日：2024-05-28
申请号：CN202010700756.2
申请日：2020-07-20
申请人： 联合微电子中心有限责任公司
IPC分类号： G06N3/067
摘要： 一种光子神经网络，包括：光发射模块，所述光发射模块根据待处理信号调制得到第一阵列的光学信号；光信号处理模块，与所述光发射模块耦接以接收所述第一阵列的光学信号，所述光信号处理模块至少对所述第一阵列的光学信号进行线性运算以得到第二阵列的光学信号，其中，对于所述第一阵列的光学信号中的每一束光学信号，所述光信号处理模块对所述光学信号中各波长的光的线性运算是独立进行的；光接收模块，与所述光信号处理模块耦接以接收所述第二阵列的光学信号，所述光接收模块基于所述第二阵列的光学信号获取处理后信号。通过本发明方案能够极大地提高光子人工智能芯片的算力及灵活性。
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公开(公告)号：CN111860822B
公开(公告)日：2023-09-26
申请号：CN202010696295.6
申请日：2020-07-20
申请人： 联合微电子中心有限责任公司
摘要： 本发明公开了一种光学神经网络的全光非线性激活函数实现方法和装置。方法包括步骤：获取待处理信号光信号、与待处理信号光信号相干的参考光信号；将待处理信号光信号与参考光信号输入至第一移相模块，第一移相模块对待处理信号光信号与参考光信号进行移相操作得到第一阵列的光学信号；将第一阵列的光学信号输入光学干涉模块，在光学干涉模块中对第一阵列的光学信号进行非线性运算得到第二阵列的光学信号，第二阵列的光学信号作为待处理的信号光信号的非线性响应输出。本发明技术方案解决了已有光学非线性函数计算单元对光功率和跨阻放大器的要求高的问题，且参数可调能提供的非线性函数灵活可控。
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公开(公告)号：CN111624791A
公开(公告)日：2020-09-04
申请号：CN202010628005.4
申请日：2020-07-02
申请人： 联合微电子中心有限责任公司
IPC分类号： G02F1/01
摘要： 本公开涉及热光移相器、热光移相器网络及光电装置。提供了一种热光移相器，包括：多个第一波导，每个第一波导具有第一宽度并且沿第一方向延伸；以及多个第二波导，每个第二波导具有不同于第一宽度的第二宽度并且沿第一方向延伸，其中，多个第一波导和多个第二波导交替地在不同于第一方向的第二方向上间隔布置，其中，多个第一波导和多个第二波导中的至少一个波导被掺杂以用作热光移相器的发热单元，以及其中，多个第一波导和多个第二波导中的未被掺杂的波导光学地串联耦接，以在两端分别提供热光移相器的光输入端口和光输出端口。
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公开(公告)号：CN118036674A
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202211383520.6
申请日：2022-11-07
申请人： 联合微电子中心有限责任公司
摘要： 一种非线性激活单元、光电神经网络及光子芯片，所述非线性激活单元包括：光电探测模块，包括串联连接的第一光电二极管和第二光电二极管，第一光电二极管用于接收第一光学输入信号并进行光电转换，第二光电二极管用于接收第二光学输入信号并进行光电转换；信号接收模块，所述信号接收模块与所述第一光电二极管的正极耦接，以及与所述第二光电二极管的负极耦接，以接收所述第一光电二极管的正极与第二光电二极管的负极之间的电流信号；其中，第一光电二极管的正极与第二光电二极管的负极相连；第一光电二极管的负极上施加正电压，第二光电二极管的正极接地。采用上述方案可以降低神经网络算法中非线性运算的计算资源消耗、提升运算速度。
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公开(公告)号：CN112666726B
公开(公告)日：2024-02-06
申请号：CN202011532636.2
申请日：2020-12-23
申请人： 联合微电子中心有限责任公司
IPC分类号： G02F1/01
摘要： 本发明提供一热光移相器及其制备方法，热光移相器包括：形成于半导体衬底中的传播波导；至少一条掺杂电阻线，形成于半导体衬底中且位于传播波导的至少一侧；第一绝缘层，形成于半导体衬底、传播波导及掺杂电阻线表面；至少一条金属电阻线，形成于第一绝缘层上表面且金属电阻线与掺杂电阻线在垂直方向上的投影不重叠；第二绝缘层，形成于第一绝缘层及金属电阻线表面；第一通孔连线，至少形成于掺杂电阻线两端；第二通孔连线，至少形成于金属电阻线两端；第一、第二通孔连线通过导电线进行连接，以此对掺杂电阻线及金属电阻线进行电连接，从而引出两个供电端。通过本发明提供的热光移相器及其制备方法，解决了现有热光移相器存在移相速率低的问题。
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公开(公告)号：CN111198593B
公开(公告)日：2023-08-25
申请号：CN201911415675.1
申请日：2019-12-31
申请人： 联合微电子中心有限责任公司
摘要： 本发明提供了一种超线程光子计算结构，包含分光系统、用于对光信息进行线性运算的光学调相网络，所述分光系统将所接收的光分束为信号光、A参考光与B参考光，A参考光与B参考光对应的光程差为A或B参考光的四分之一波长；分光系统对应信号光的输出光路与光学调相网络的输入光路连接；A或B参考光分束后，分别与光学调相网络的各输出光路连接，以形成两组干涉光；任一干涉光分像输出或分为两路含有互反相位分量的光输出，并对应光路连接至两个光探测器，且两个光探测器的输出做差运算即得运算结果。本发明能够在同一时间内实现输入一套数据，能够得到两套结果，达到算力翻倍的结果。
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公开(公告)号：CN113805641B
公开(公告)日：2023-08-01
申请号：CN202111116962.X
申请日：2021-09-23
申请人： 联合微电子中心有限责任公司
IPC分类号： G06E1/00 , G06N3/0464
摘要： 本发明提供了一种光子神经网络，包括激光器阵列、调制器阵列、第一合束器、调制器、分束器、延时线、第二合束器和探测器；激光器阵列发出多束波长不同的激光；调制器阵列对激光器阵列输出的激光进行调制，将卷积核的权重加载到激光器阵列发出的光上；该第一合束器将调制后的多束激光合束，得到第一光束；调制器对第一光束进行调制，将待处理信息加载到第一光束上；分束器将加载待处理信息的第一光束分束，得到波长不同的多束光；延时线使分束后的多束光产生等差延时；第二合束器将产生等差延时后的多束光合束，得到第二光束；探测器接收第二光束，实现信号的错位相加。减少了控制电路的数目，同时也消除了因性能差异导致的计算误差。
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公开(公告)号：CN110956259B
公开(公告)日：2023-05-12
申请号：CN201911158372.6
申请日：2019-11-22
申请人： 联合微电子中心有限责任公司
摘要： 本发明涉及一种基于正向传播的光子神经网络训练方法，在光子神经网络的输入端设置光源，输出端设置光探测器，仅通过一次正向传播即可实现对整个网络所有参数的并行更新，优于现有电子芯片中训练神经网络所常用的反向传播‑逐层更新网络的方法。本发明仅需在输入端引入光源，在输出端配置光探测器即可实现参数梯度的计算；利用训练和推理都同样是通过正向传播来完成的特征，基于本发明的光子神经网络芯片可以实现训练和推理的同步进行；本发明可以给出额外的线索，帮助避免网络参数的训练陷入某些不正确的局域极值点，从而获得更好的训练效果。
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公开(公告)号：CN110852431B
公开(公告)日：2023-03-31
申请号：CN201911073083.6
申请日：2019-11-05
申请人： 联合微电子中心有限责任公司
IPC分类号： G06N3/067
摘要： 发明提供了一种光子人工智能计算芯片的数字式信号调制方法，将一个或多个数字电信号组调制为光信号；所述数字电信号组包含若干在固定时间周期内顺序输出的时序信号；各时序信号具有相同的基础时钟与信号时间长度；传递N位数字信息的单个时序信号具有2N‑1个基础时钟，时序信号中高电平信号或数字信号“1”所占的基础时钟数量值为时序信号的信号值，与被传递的N位数字信息值相等；所述时序信号为电信号转换光信号的调制信号。相对已有的基于数模转换+模拟信号调制的计算方案而言，不需要成本和功耗较高的数模转换转换器，能够与电子芯片的数字信号直接衔接，避免了对数字信号进行数模转化时的量化误差。
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