[发明专利]基于微环谐振器的集成化光学向量-矩阵乘法器

权利要求书

1.一种集成化光学向量-矩阵乘法器，其特征在于，该光学向量-矩阵乘法器由可扩展的内积运算单元构成，该内积运算单元由一维排列的多个可调谐的平行波导结构的微环谐振器构成，该光学向量-矩阵乘法器采用集成光学的方式实现M×N矩阵与N×1向量的乘法，其中矩阵和向量中的元素均为0或1的二进制数，M、N为自然数。

2.根据权利要求1所述的集成化光学向量-矩阵乘法器，其特征在于，该微环谐振器是输入输出直波导相互平行的微环谐振器，而不是交叉波导结构的微环谐振器，微环谐振器的环之间不存在耦合。

3.根据权利要求1所述的集成化光学向量-矩阵乘法器，其特征在于，该微环谐振器包括两个相互平行的直波导和一个环形波导，该环形波导与两个直波导相切。

4.根据权利要求1所述的集成化光学向量-矩阵乘法器，其特征在于，该向量-矩阵乘法器的功能实现过程是：

输入端为M个内积运算单元的直波导端口，输入信号由初始向量决定，若初始向量的第i个元素为1，则全部M个端口输入都含有对应波长成分λ_i的激光脉冲；若初始向量的第i个元素为0，则全部M个端口的输入都不含该波长信号；

若矩阵的第i行第j列元素为1，则第i个内积运算单元的第j个MRR的谐振波长被调谐至λ_j；若矩阵的第i行第j列元素为0，则第i个内积运算单元的第j个MRR的谐振波长被调整至非λ₁，λ₂，...，λ_N的任一波长处，其中j＝1，2，...，N；

在光学向量-矩阵乘法器的M个输出端口进行探测，所得光强依次为向量-矩阵乘法所得M维结果向量的元素。

5.根据权利要求1所述的集成化光学向量-矩阵乘法器，其特征在于，该向量-矩阵乘法器输入向量中的不同元素分别对应不同波长的激光脉冲，当输入向量中的某个元素为0时，对应波长的激光脉冲功率为零；当某个元素为1时，对应波长的激光脉冲的功率为预设的一个常值；每次运算中，向量-矩阵乘法器各个端口的输入完全相同。

6.根据权利要求1所述的集成化光学向量-矩阵乘法器，其特征在于，用MRR的谐振状态来表征输入矩阵的元素，矩阵的每一行对应一个内积运算单元，第i行第j列元素为1时，第j个微环的谐振频率为λ_j；当该元素为0时，第j个微环的谐振频率为非λ₁，λ₂，...，λ_N的任一波长，其中j＝1，2，...，N。