[发明专利]一种基于级联VCSELs光子神经的模式识别装置及方法

权利要求书

1.一种基于级联VCSELs光子神经的模式识别装置，其特征在于，包括：能够产生脉冲序列的任意波形发生器，从任意波形发生器输出的信号经马赫-曾德尔调制器调制由可调激光器产生的连续波以得到光学脉冲序列，从所述马赫-曾德尔调制器输出的信号被分成三路，该三路信号分别无延时的注入到三个级联VCSELs光子神经元，各神经元输出的信号经光电探测器PD转换成电信号后输入示波器OSC，采集所述示波器的信号并利用计算机进行处理运算，根据运算的结果调节控制输入神经元的脉冲信号，以使其实现脉冲序列的模式识别；

所述三个级联VCSELs光子神经元包括神经元1、神经元2、神经元3；神经元1和神经元2之间的时延为τ12；神经元2和神经元3之间的时延为τ23，神经元1到神经元3之间的时延为τ13；τ13 = τ12 + τ23；

所述三路信号包括神经元一路、神经元二路、神经元三路；

所述神经元一路为：从调制器MZM输出的信号经耦合器FC1后分成两路，其中一路信号经耦合器FC2后分成两部分，一部分经偏振控制器PC3、可调衰减器VA3、光纤延迟线DL3及光纤环形器OC1后进入到VCSEL1；

所述神经元二路由两路组成；其中一路为：经所述耦合器FC1分成的一部分信号经耦合器FC2后再次分成两部分，其中一部分经偏振控制器PC2、可调衰减器VA2、光纤延迟线DL2及耦合器FC4后进入到VCSEL2；

另一路为：从所述光纤环形器OC1输出的信号经耦合器FC3分成两部分，其中一部分经偏振控制器PC4、可调衰减器VA4、光纤延迟线DL4及所述耦合器FC4后进入到VCSEL2；

所述神经元三路由三路组成；其中第1路为：经所述耦合器FC1后分成的另一路经偏振控制器PC1、可调衰减器VA1、光纤延迟线DL1、耦合器FC7、光纤环形器OC2后进入到VCSEL3；

第2路为：从所述VCSEL2输出的信号经耦合器FC5、偏振控制器PC5、可调衰减器VA5、光纤延迟线DL5、耦合器FC6、所述耦合器FC7、所述光纤环形器OC2后进入到VCSEL3；

第3路为：从所述耦合器FC3分出的另一路信号经耦合器FC8、偏振控制器PC6、可调衰减器VA6、光纤延迟线DL6后，也输入所述耦合器FC6，从所述耦合器FC6输出的信号经所述耦合器FC7、所述光纤环形器OC2后进入到VCSEL3。

2.根据权利要求1所述的基于级联VCSELs光子神经的模式识别装置，其特征在于，耦合器FC1的信号分成比例为3:7，其中30%的输出信号经偏振控制器PC1；70%的输出信号经耦合器FC2；所述耦合器FC2、耦合器FC3、FC4、耦合器FC6、耦合器FC7的信号分成比例为5:5。

3.根据权利要求1所述的基于级联VCSELs光子神经的模式识别装置，其特征在于，从所述神经元1、神经元2、神经元3输出的信号分别通过PD1、PD2、PD3将其信号转换成电信号；

所述PD1的输入信号来自于所述耦合器FC8分出的一部分信号；所述PD2的输入信号来自于所述耦合器FC5分出的一部分信号；所述PD3的输入信号来自于所述光纤环形器OC2输出的信号。

4.根据权利要求3所述的基于级联VCSELs光子神经的模式识别装置，其特征在于，所述耦合器FC8、耦合器FC5的信号分成比例为90:10；其中10%的信号输入PD1和PD2。