[发明专利]光除法模块、光子神经网络芯片、芯片系统及光除法器

说明书

本申请提供一种光除法模块、光子神经网络芯片、芯片系统及光除法器，光除法模块包括n个级联的、具有确定的损耗和分束比例的分束器，n个分束器构成具有一个输入端和至少n+1个输出端的分束器连接结构，分束器连接结构的输入端用于接收待进行除法运算的光输入信号，至少n+1个输出端中的至少一个输出端与该输出端对应的目的输出设备连接，光输入信号从分束器连接结构的输入端输入后，依次经由分束器连接结构进行传输，从至少n+1个输出端中的至少一个输出端输出至各输出端对应的目的输出设备。该光除法模块可以实现光域中的除法操作，且可以设置于相关需要进行光信号除法运算的设备中，从而降低这类设备的复杂度，具有较高的应用价值。

技术领域

本申请涉及光学技术领域，具体而言，涉及一种光除法模块、光子神经网络芯片、芯片系统及光除法器。

背景技术

在光学领域，出于计算需要，有时需要在光域中对输入的光信号进行除法操作。但不同于电域的运算方法，光域中进行的是模拟计算，电域的运算方法在光域里面并不能直接通用。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种光除法模块、光子神经网络芯片、芯片系统及光除法器，用以实现光域中的除法操作。

本申请实施例提供了一种光除法模块，包括：

n个分束器，所述n个分束器级联，构成具有一个输入端和至少n+1个输出端的分束器连接结构；所述n大于等于1；各所述分束器具有确定的损耗和分束比例；所述分束器连接结构的输入端用于接收待进行除法运算的光输入信号；所述至少n+1个输出端中的至少一个输出端与该输出端对应的目的输出设备连接，所述光输入信号从所述分束器连接结构的输入端输入后，依次经由所述分束器连接结构进行传输，从所述至少n+1个输出端中的至少一个输出端输出至各输出端对应的目的输出设备。

在上述实现结构中，通过n个分束器级联，构成具有一个输入端和至少n+1个输出端的分束器连接结构，且各分束器具有确定的损耗和分束比例。使用分束器连接结构的输入端接收待进行除法运算的光输入信号，而至少n+1个输出端中的至少一个输出端与该输出端对应的目的输出设备连接。而应当理解的是，在光学领域损耗表示一个相对值，可以用10*lg(A/B)表示，式中A表示光信号损耗前的功率或光强，B表示光信号损耗后的功率或光强大。基于具有确定损耗的分束器，可以得到该分束器输入光信号光强和总输出光信号光强的比值。而公知的，分束器是可将一束光分成两束光或多束光的元件，因此分束器在具有的确定的分束比例以及损耗时，各分束器输出端所输出的光信号的光强与输入光信号的光强之间的比例关系是确定的，通过具有的确定的分束比例和损耗的各分束器构成的分束器连接结构，即可实现对于光信号的除法运算，输出降低所需倍数的光信号至目的输出设备。例如一个损耗为10*lg2dB，分束比例为1比1的分束器，其两个输出端输出的光信号的光强为输入该分束器输入端的光信号的光强1/4，即该分束器的两个输出端均实现了除数为4的除法运算。这样，即实现了光域中的除法操作，可以不将光信号转换为电信号就实现对光信号的除法操作，可以设置于相关需要进行光信号除法运算的设备中，从而降低这类设备的复杂度，具有较高的应用价值。

进一步地，所述n大于等于2，所述n个分束器中包含第一级分束器至第m级分束器；所述m为大于1且小于等于所述n的整数；所述第一级分束器有且仅有一个分束器，所述第一级分束器的输入端为所述分束器连接结构的输入端，所述第一级分束器的至少一个输出端与该输出端所对应的第二级分束器的输入端连接；所述第m级分束器的输入端与其对应的第m-1级分束器的输出端连接。