[发明专利]光学神经元

权利要求书

1.用于光学神经网络的集成光学电路，所述光学电路被配置为：

处理多个相位编码的光学输入信号；以及

为了提供作为所述相位编码的光学输入信号的函数的相位编码的光学输出信号，所述相位编码的光学输出信号相对于所述多个相位编码的光学输入信号模拟神经元功能。

2.根据权利要求1所述的集成光学电路，其中，所述集成光学电路被配置为：

将所述多个相位编码的光学输入信号转换成多个振幅编码的信号；

将所述多个振幅编码的信号组合成求和信号；以及

执行所述求和信号到所述相位编码的光学输出信号的非线性转换。

3.根据权利要求1所述的集成光学电路，包括：

参考波导，所述参考波导被配置为承载光学参考信号；

多个输入波导，所述多个输入波导被配置为接收所述多个相位编码的光学输入信号，其中，所述光学参考信号和所述光学输入信号之间的相位差代表所述各个相位编码的光学输入信号的所述各个相位；

输出波导；

光学干涉仪系统，其被配置为：

将所述多个光学输入信号和所述光学参考信号叠加为多个第一干涉信号；以及

将所述多个第一干涉信号叠加为第二干涉信号；以及

相移设备，所述相移设备被配置为作为所述第二干涉信号的函数提供所述相位编码的光学输出信号。

4.根据权利要求3所述的集成光学电路，还包括：

多个第一干涉仪，每个所述第一干涉仪被配置为：

接收所述光学参考信号和所述多个光学输入信号之一；以及

将所述光学参考信号和所述光学输入信号叠加到所述多个第一干涉信号中；以及

第二干涉仪，其被配置为接收所述多个第一干涉信号并将所述多个第一干涉信号叠加到所述第二干涉信号中。

5.根据权利要求3所述的集成光学电路，其中，所述光学干涉仪系统包括一种或多种多模干涉仪和一种或多种单模干涉仪中的至少一种。

6.根据权利要求3所述的集成光学电路，其中，所述相位编码的光学输出信号包括相对于所述光学参考信号在预定范围内的相移。

7.根据权利要求6所述的集成光学电路，其中，所述预定范围是0°至180°之间的范围。

8.根据权利要求1所述的集成光学电路，还包括：功率归一化单元，所述功率归一化单元被配置为对所述相位编码的光学输出信号的输出功率进行归一化。

9.根据权利要求8所述的集成光学电路，其中，所述功率归一化单元包括放大器和饱和吸收器。

10.根据权利要求3所述的集成光学电路，其中，所述相移设备包括非线性材料，所述非线性材料提供非线性屈光度-折射率指数转换。

11.根据权利要求10所述的集成光学电路，其中所述非线性材料选自：BaTiO3、LiNbO3、铁电钙钛矿、具有非线性光学特性的聚合物、硫族化物和III-V族化合物半导体。

12.根据权利要求3所述的集成光学电路，其中，所述相移设备包括相变材料。

13.根据权利要求12所述的集成光学电路，其中，所述相变材料选自：VO2、V4O7、V6O11、V2O3、V6O13、V5O9、VO、V8O15、NbO2、Ti2O3、LaCoO3、Ti3O5、SmNiO3、NdNiO3、PrNiO3、Fe3O4和硫属化物。

14.根据权利要求3所述的集成光学电路，其中，所述相移设备包括等离子体色散调制器。