[发明专利]一种基于自旋垂直腔面发射激光器的深度储备池计算系统及方法

权利要求书

1.一种基于自旋垂直腔面发射激光器的深度储备池计算系统，其特征在于：包括：

输入层，其包括驱动激光器和n个连接所述驱动激光器的调制器，每个所述调制器对应连接有一波形发生器，所述波形发生器用于产生掩码信号，所述调制器根据掩码信号对驱动激光器的输入信号进行调制；

深度储备池层，连接所述调制器，其包括k个储备池层，每个储备池层包括n个储备池单元，所述储备池单元包括自旋垂直腔面发射激光器和反馈回路，

所述自旋垂直腔面发射激光器其连接有泵浦源，所述泵浦源与自旋偏振垂直腔面发射激光器之间连接有偏振控制器，所述偏振控制器用于调节泵浦源的泵浦光的偏振椭圆率，从而调节自旋垂直腔面发射激光器输出信号的偏振态；

所述反馈回路包括光耦合器，其用于将自旋垂直腔面发射激光器的输出信号经过所述光耦合器反馈输入到自旋垂直腔面发射激光器；

输出层，其包括光电探测器、加法器a、加法器b和可编程门控阵列，每个所述光耦合器均连接一所述光电探测器，同一储备池层连接的光电探测器连接一所述加法器a，各储备池层对应的所述加法器a连接下一层储备池层并连接到所述加法器b，所述加法器b连接所述可编程门控阵列。

2.如权利要求1所述的一种基于自旋垂直腔面发射激光器的深度储备池计算系统，其特征在于：所述波形发生器产生的掩码信号与驱动激光器的输入信号相乘，产生深度储备池层的注入光信号，其中，每个波形发生器产生的掩码信号序列排布不相同。

3.如权利要求1所述的一种基于自旋垂直腔面发射激光器的深度储备池计算系统，其特征在于：所述波形发生器为相位调制器或强度调制器。

4.如权利要求1所述的一种基于自旋垂直腔面发射激光器的深度储备池计算系统，其特征在于：每个储备池层内，所述自旋垂直腔面发射激光器经过所述光耦合器输出的光信号分为三路输出信号，所述三路输出信号包括：

第一路输出信号，经过所述反馈回路注入到自旋垂直腔面发射激光器；

第二路输出信号，依次经过光电探测器和加法器a注入下一层储备池层；

第三路输出信号，依次经过光电探测器和加法器a注入加法器b。

5.如权利要求4所述的一种基于自旋垂直腔面发射激光器的深度储备池计算系统，其特征在于：所述反馈回路还包括光环形器、可变光衰减器和延迟光纤，所述自旋垂直腔面发射激光器的第一路输出信号依次经过光环形器、光耦合器、可变光衰减器和延迟光纤后，通过光环形器注入回所述自旋垂直腔面发射激光器；所述可变光衰减器用于调节第一路输出信号的反馈强度。

6.如权利要求5所述的一种基于自旋垂直腔面发射激光器的深度储备池计算系统，其特征在于：每个储备池单元的延迟光纤长度相同。

7.如权利要求4所述的一种基于自旋垂直腔面发射激光器的深度储备池计算系统，其特征在于：加法器b叠加k个储备池层的输出信号后输送到可编程门控阵列，第k个储备池层中，所述第三路输出信号通过光电探测器转换为n个电信号，经加法器a构成第k层储备池成的输出信号X_k(t)，k个电信号经加法器b构成深度储备池层的输出X＝X₁(t)+X₂(t)+……X_k(t)。

8.如权利要求7所述的一种基于自旋垂直腔面发射激光器的深度储备池计算系统，其特征在于：所述可编程门控阵列用于训练深度储备池层的输出X，得到深度储备池层的输出权重，并采用线性回归算法和岭回归算法进行训练。

9.一种基于自旋垂直腔面发射激光器的深度储备池计算方法，其特征在于：采用如权利要求1-8中任一项所述的一种基于自旋垂直腔面发射激光器的深度储备池计算系统进行信息处理。

10.如权利要求9所述的一种基于自旋垂直腔面发射激光器的深度储备池计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、通过驱动激光器输入一原始光信息进入调制器，所述调制器根据波形发生器产生的掩码信号对原始光信息进行调制，调制后的输出光注入深层储备池层中；其中，每个波形发生器产生的掩码信号序列排布不同，注入n个储备池单元的输出光信息相异；

S2、自旋垂直腔面发射激光器接收调制后的输出光后输出偏振光，并通过偏振控制器调节泵浦源的泵浦光的偏振椭圆率从而改变自旋垂直腔面发射激光器输出光的偏振态；

S3、所述偏振光经过光耦合器分为三路输出信号，其中，所述三路输出信号包括：第一路输出信号，经过所述反馈回路注入到自旋垂直腔面发射激光器；第二路输出信号，依次经过光电探测器和加法器a注入下一层储备池层；第三路输出信号，依次经过光电探测器和加法器a注入加法器b；

S4、加法器b叠加k个储备池层的输出信号后输送到可编程门控阵列，所述可编程门控阵列训练深度储备池层的输出X，得到深度储备池层的输出权重。