[发明专利]光子信号处理

权利要求书

1.一种用于信号的光学处理的装置，包括：

光学采样器，其被配置成通过对连续的光信号进行采样来获得多个并行光学样本；

光学神经网络，其与所述光学采样器相关联并且包括多个互相连接的光学神经元，所述光学神经网络被配置成对所述并行光学样本进行光学处理并提供通过所述处理而产生的最终输出光信号，所述光学神经元中的每一个被配置成输入多个光信号并输出包括输入的光信号的加权和的光信号，所述加权是通过在求和之前对所述输入的光信号进行相移而建立的；以及

相移控制器，其与所述光学神经网络相关联，所述相移控制器被配置成控制相移，以便获得关于所述输入的光信号的所需加权。

2.根据权利要求1所述的装置，还包括以下中的至少一个：

光电数据转换器，其与所述光学神经网络相关联，所述光电数据转换器被配置成将所述最终输出光信号转换为电数据信号；以及

光学连接器，其被配置成将所述最终输出光信号耦合至光传输介质。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述光电数据转换器包括：

光学逻辑门，其被配置成将所述光学神经网络输出信号的数据内容提取为光信号状态；以及

光电转换器，其与所述光学逻辑门相关联，所述光电转换器被配置成将光数据状态转换为电数据信号。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中，所述光学采样器包括通过相应的光学延迟线串联连接的多个采样元件，所述采样元件中的每一个包括：

分光器，其被配置成将所述连续的光信号分成第一分量信号和第二分量信号；

第一相位调制器和第二相位调制器，所述第一相位调制器和所述第二相位调制器与所述分光器相关联，所述第一相位调制器和所述第二相位调制器被配置成分别对所述第一分量信号和所述第二分量信号进行相位调制；以及

多模干涉耦合器，其与所述相位调制器相关联，所述多模干涉耦合器被配置成使经相位调制的第一分量信号和经相位调制的第二分量信号耦合；

其中，所述相位调制器在所述采样元件的采样间隔期间将所述连续的光信号切换到所述采样元件的第一输出端，而所述相位调制器在所述采样元件的所述采样间隔之间将所述连续的光信号切换到所述采样元件的第二输出端。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中，所述光学神经网络包括：

a)输入层，其被配置成将来自所述光学采样器的所述并行光学样本传送至所述光学神经网络中的所述光学神经元中的至少一些；

b)光学神经元的至少一个内部层，所述光学神经元中的每一个包括经由相应的可控移相器光学地连接至所述光学神经网络的前一层的光学输出端的多个光学输入端，并且所述光学神经元中的每一个被配置成输出经相移的所述前一层的光学输出信号之和；以及

c)至少一个输出光学神经元，其包括经由相应的可控移相器光学地连接至光学神经元的所述内部层中的最后一层的光学输出端的多个光学输入端，并且所述至少一个输出光学神经元被配置成输出所述内部层中的经相移的所述最后一层的所述光学输出信号之和作为所述最终输出光信号。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述相移控制器被配置成：通过将相应的电信号施加至所述移相器来控制所述加权。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，其中，所述光学神经元中的至少一个包括多模干涉耦合器(MMIC)。

8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述相移控制器包括在所述装置的操作期间要施加至所述移相器的电信号电平的表。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述电信号电平在所述光学神经网络的训练阶段期间被确定。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的装置，还包括：

反馈信号生成器，其被配置成从所述最终输出光信号生成电反馈信号和光反馈信号中的至少一个；以及

电子门阵列，其被配置成基于电反馈信号和光反馈信号中的所述至少一个来训练所述光学神经网络。