[发明专利]一种光学混沌信号分离装置

说明书

本申请属于光学信号处理技术领域，公开了一种光学混沌信号分离装置，该装置包括：多个信号发生链路，用于生成第一线性信号和第二线性信号；第一结合器，用于结合多个第一线性信号；第二结合器，用于结合多个第二线性信号；第一输入层模块，用于混沌叠加信号的掩模和比例运算；第二个输入层模块，用于混沌组合信号的掩模和比例运算；耦合模块，用于耦合离散叠加信号和离散组合信号；第一储备池层，用于输出虚拟节点状态；第一分束器，用于分离虚拟节点状态；第一输出层，用于对第一虚拟节点状态进行加权和线性求和；第二输入层，用于对第二虚拟节点状态进行加权和线性求和。本申请达到了稳定地分离混合的光学混沌信号的效果。

技术领域

本申请涉及光学信号处理技术领域，尤其涉及一种光学混沌信号分离装置。

背景技术

光学混沌信号分离的应用中，需要从一组组合的光学混沌信号中提取出原始的光学混沌信号。而近年来，第一储备池层计算已被证明是从数据预测混沌系统的有效方法。由Appeltant等人首先提出的基于延迟的RC(基于延迟的RC指在集成电路中由电阻R控制电容C充放电过程引起的信号延迟)由一个非线性物理节点和一个延迟反馈环路组成，被证明是一种有效且简单的硬件实现神经网络计算的方法。基于延迟的RC的许多硬件实现已经在实验和理论上得到证明，例如电子系统、光电系统、全光学系统和激光动力系统。

然而，如何将随后混合的光学混沌信号分离成它们的分量仍然面临新的挑战。与电混沌信号的分离相比，光混沌信号的分离面临更大的困难，因为光混沌信号具有比电混沌信号更快、更复杂的动力学行为和更高的维数。现有技术中存在无法分离混合的光学混沌信号的问题。

发明内容

本申请提供了一种光学混沌信号分离装置，能够稳定地分离混合的光学混沌信号。

本申请实施例提供了一种光学混沌信号分离装置，该装置包括多个信号发生链路、第一结合器、第二结合器、第一输入层模块、第二输入层模块、耦合模块、第一储备池层、第一分束器、第一输出层和第二输出层；

信号发生链路分别连接第一结合器和第二结合器；第一结合器和第一输入层模块连接，第二结合器和第二输入层模块连接；耦合模块分别连接第一输入层模块和第二输入层模块，耦合模块、第一储备池层和第一分束器依次连接，第一分束器分别连接第一输出层和第二输出层；

信号发生链路用于生成第一线性信号和第二线性信号，并将第一线性信号发送至第一结合器，将第二线性信号发送至第二结合器；第一结合器用于将多个第一线性信号进行结合，得到混沌叠加信号，并将混沌叠加信号发送至第一输入层模块；第二结合器用于将多个第二线性信号进行结合，得到混沌组合信号，并将混沌组合信号发送至第二输入层模块；

第一输入层模块用于对混沌叠加信号进行处理，得到离散叠加信号，并将离散叠加信号发送至耦合模块；第二输入层模块用于对混沌组合信号进行处理，得到离散组合信号，并将离散组合信号发送至耦合模块；耦合模块用于将离散叠加信号和离散组合信号进行耦合，得到光注入信号，并将光注入信号发送至第一储备池层；

第一储备池层用于对光注入信号进行延迟处理和反馈，并输出虚拟节点状态至第一分束器；第一分束器用于将虚拟节点状态分为第一虚拟节点状态和第二虚拟节点状态，并将第一虚拟节点状态发送至第一输出层，将第二虚拟节点状态发送至第二输出层；第一输出层用于对第一虚拟节点状态进行加权和线性求和，得到第一线性信号分离结果；第二输出层用于对第二虚拟节点状态进行加权和线性求和，得到第二线性信号分离结果。