[发明专利]一种基于多波长光源的矩阵向量乘法器及其运算方法

权利要求书

1.一种基于多波长光源的矩阵向量乘法器，其特征在于：包括依次设置的多波长光源（1）、光调制器（2）、延迟色散元件（3）、功率分束器（4）、波长解复用器阵列（5）、可调光衰减器阵列（6）、波长复用器阵列（7）和探测器阵列（8）；

所述功率分束器（4）设置有一个输入口、N个输出口；波长解复用器阵列（5）包括N个波长解复用器（51），每个波长解复用器（51）设置有一个输入口、N个输出口；所述可调光衰减器阵列（6）包括N×N个可调光衰减器（61）；所述波长复用器阵列（7）包括N个波长复用器（71），每个波长复用器（71）设置有N个输入口、一个输出口；所述探测器阵列（8）包括N个探测器（81）；

所述多波长光源（1）的输出口与光调制器（2）的输入口连接，所述光调制器（2）的输出口与延迟色散元件（3）的输入口连接，所述延迟色散元件（3）的输出口与功率分束器（4）的输入口连接，所述功率分束器（4）的N个输出口与N个波长解复用器（51）的输入口一一对应连接，每个波长解复用器（51）的N个输出口与N个可调光衰减器（61）的输入口一一对应连接，N个可调光衰减器（61）的输出口均与一个波长复用器（71）的N个输入口一一对应连接，N个波长复用器（71）的输出口与N个探测器（81）的输入口一一对应连接；

多波长光源（1）发出具有N个等频率间隔的一组光束，光调制器（2）对该光束进行调制，得到具有N个不同频率的一组光束；延迟色散元件（3）对调制后的光束产生不同的延迟，功率分束器（4）将延迟后的光束进行分束，得到N组光束，每组光束均包含N个频率，N组光束分别进入N个波长解复用器（51），任意一组光束中N个频率的光被解复用到不同的出口，从而产生N×N组只含有一种频率的光束，N×N组光束中，每组光束被一个可调光衰减器（61）调制，加载不同的信息，经过可调光衰减器（61）调制之后的N×N组光束中，每N组光束经过一个波长复用器（71）合成一组光束，N×N组光束被合成N组光束，每组光束含有N个频率，N组光束分别进入N个探测器（81），完成加法运算。

2.根据权利要求1所述的基于多波长光源的矩阵向量乘法器，其特征在于：

所述多波长光源（1）为多波长激光器阵列。

3.根据权利要求1所述的基于多波长光源的矩阵向量乘法器，其特征在于：所述多波长光源（1）为光学频率梳。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于多波长光源的矩阵向量乘法器，其特征在于：所述延迟色散元件（3）为光纤。

5.根据权利要求1或2或3所述的基于多波长光源的矩阵向量乘法器，其特征在于：所述延迟色散元件（3）为多点布拉格反射光栅。

6.一种基于多波长光源的矩阵向量乘法器的运算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、多波长光源发出具有N个等频率间隔的一组光束，并对该光束以B的波特率进行调制，得到在不同时刻加载不同信息且具有N个不同频率的一组光束；

步骤二、对步骤一得到的光束产生色散延迟，不同频率的光在延迟色散元件中的延迟不同，任意相邻两个频率间隔为f的光束延迟之差为1/B；

步骤三、将步骤二延迟后的光束进行分束，得到N组光束，每组光束均包含N个频率；

步骤四、N组光束分别进入N个波长解复用器，任意一组光束中N个频率的光被解复用到不同的出口，从而产生N×N组只含有一种频率的光束；

步骤五、N×N组光束中，每组光束被一个可调光衰减器调制，加载不同的信息；

步骤六、经过可调光衰减器调制之后的N×N组光束中，每N组经过一个波长复用器合成一组光束，N×N组光束被合成N组光束，每组光束含有N个频率；

步骤七、N组光束分别进入N个探测器，完成加法运算。