[发明专利]一种单片集成的光学矩阵-向量乘法器

权利要求书

1.一种单片集成的光学矩阵-向量乘法器，其特征在于：它包括一硅基，所述硅基上集成一多波长光源模块、一波长可选择调制模块、一功率分束模块、一微环调制器矩阵模块和一探测器阵列模块；所述多波长光源模块输出具有n+1个不同波长的多波长光信号到所述波长可选择调制模块，所述波长可选择调制模块对多波长光信号中的每一波长光信号进行选择性调制后发送到所述功率分束模块，所述功率分束模块对多波长光信号进行1：m等功率分束，并将分束后的多波长光信号发送到所述微环调制器矩阵模块，所述微环调制器矩阵模块对m路多波长光信号进行处理，并将处理结果发送到所述探测器阵列模块，所述探测器阵列模块对输出的每一路光信号进行探测。

2.如权利要求1所述的一种单片集成的光学矩阵-向量乘法器，其特征在于：所述多波长光源模块包括一半导体激光器、一高Q值微环和一与所述高Q值微环耦合的直波导；所述半导体激光器发射某一波长的泵浦光经所述直波导耦合进入所述高Q值微环，泵浦光在所述高Q值微环中通过级联四波混频效应产生n+1个频率边带，得到具有n+1个不同波长的多波长光信号后，重新耦合进入所述直波导并将多波长光信号发送到所述波长可选择调制模块。

3.如权利要求1所述的一种单片集成的光学矩阵-向量乘法器，其特征在于：所述波长可选择调制模块包括n+1个依次并排的硅微环、n+1个设置在每一所述硅微环上方的微加热器和一与n+1个所述硅微环耦合的直波导；n+1个所述硅微环的谐振频率与多波长信号的各频率一一对应，所述多波长光信号从所述直波导耦合依次进入每一所述硅微环，根据所需要的输入向量b对每一所述硅微环分别进行控制：当所述硅微环两端不加电压时，所述硅微环的谐振频率与相应频率的光信号相匹配，经所述硅微环后输出的光信号较弱，当所述硅微环两端外加电压时，所述硅微环的谐振频率将产生红移与相应频率的光信号形成失配，经所述硅微环后输出的相应频率的光信号较强，依次对每一所述硅微环进行控制实现对每一波长光信号的选择性调制。

4.如权利要求2所述的一种单片集成的光学矩阵-向量乘法器，其特征在于：所述波长可选择调制模块包括n+1个依次并排的硅微环、n+1个设置在每一所述硅微环上方的微加热器和一与n+1个所述硅微环耦合工作的直波导；n+1个所述硅微环的谐振频率与多波长信号的各频率一一对应，所述多波长光信号从所述直波导耦合依次进入每一所述硅微环，根据所需要的输入向量b对每一所述硅微环分别进行控制：当所述硅微环两端不加电压时，所述硅微环的谐振频率与相应频率的光信号相匹配，经所述硅微环后输出的光信号较弱，当所述硅微环两端外加电压时，所述硅微环的谐振频率将产生红移与相应频率的光信号形成失配，经所述硅微环后输出的相应频率的光信号较强，依次对每一所述硅微环进行控制实现对每一波长光信号的选择性调制。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种单片集成的光学矩阵-向量乘法器，其特征在于：所述功率分束模块包括一分束器，所述分束器对接收的多波长光信号分束成m路等功率信号。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种单片集成的光学矩阵-向量乘法器，其特征在于：所述微环调制器矩阵模块包括一个m*n硅微环阵列和m个分别与每一行所述硅微环耦合的直波导，每一所述硅微环上方设置一用于调节其直径大小的微加热器；每一列所述硅微环具有相同的直径，每一行所述硅微环与等功率分束后的多波长光信号中的n个波长的频率一一对应，等功率的m路多波长光信号同时发送到第一列的各个所述硅微环中，并依次通过每一行的各所述硅微环，根据所需要的输入矩阵a，对每一所述硅微环分别进行控制。

7.如权利要求5所述的一种单片集成的光学矩阵-向量乘法器，其特征在于：所述微环调制器矩阵模块包括一个m*n硅微环阵列和m个分别与每一行所述硅微环耦合的直波导，每一所述硅微环上方设置一用于调节其直径大小的微加热器；每一列所述硅微环具有相同的直径，每一行所述硅微环与等功率分束后的多波长光信号中的n个波长的频率一一对应，等功率的m路多波长光信号同时发送到第一列的各个所述硅微环中，并依次通过每一行的各所述硅微环，根据所需要的输入矩阵a，对每一所述硅微环分别进行控制。