一种三维固态激光雷达芯片及其探测方法和系统

    公开(公告)号:CN115754989B

    公开(公告)日:2023-04-07

    申请号:CN202310027424.6

    申请日:2023-01-09

    Abstract: 本发明公开了一种三维固态激光雷达芯片及其探测方法和系统,包括激光器、第一光耦合器、第一微环谐振腔、第二微环谐振腔、第一光放大器、第二光放大器、第二光耦合器、90°光混频器、第一平衡探测器、第二平衡探测器、1×N功分器、移相器阵列、光栅天线阵列,各光子组件之间通过光波导连接;发明通过频率色散技术实现光波束一个维度的扫描,单个光栅天线即可实现激光频率‑探测角度映射,基于移相器阵列实现空间波束另一个维度的扫描,通过调控移相器阵列使得相邻通道光场有相同的相位差,实现相邻通道相位差‑探测角度的映射;两种扫描方式结合调频连续波雷达探测技术和相干接收即可实现目标距离、位置及速度信息获取。

    一种面向卷积神经网络的二维光子卷积加速系统和装置

    公开(公告)号:CN115169542B

    公开(公告)日:2022-11-22

    申请号:CN202211070507.5

    申请日:2022-09-02

    Inventor: 郭清水 尹坤 吉晨

    Abstract: 本发明公开了一种面向卷积神经网络的二维光子卷积加速系统和装置,包括:多波长光源、待卷积信号源、调制器、色散模块、1×M功分器、光纤延时阵列、微环加权阵列芯片、卷积核矩阵控制单元、跨阻放大器阵列和采集处理单元。本发明基于波长‑时间交织技术实现二维卷积加速,单个调制器即可实现信号的光域加载,卷积运算速度仅限制于调制器速度;基于两级延时结合微环加权阵列芯片在单个信号周期即可实现二维数据的二维卷积核卷积加速运算,解决传统方法数据冗余问题,方案简单高效;基于微环加权阵列芯片实现卷积核矩阵系数的控制,可实现卷积核矩阵系数的快速更新,适应于实时数据处理应用,采用平衡光电探测器可实现任意卷积核系数加权。

    一种基于串联结构的二维光子神经网络卷积加速芯片

    公开(公告)号:CN115146771B

    公开(公告)日:2022-11-22

    申请号:CN202211070007.1

    申请日:2022-09-02

    Inventor: 郭清水 尹坤

    Abstract: 本发明公开了一种基于串联结构的二维光子神经网络卷积加速芯片,所述芯片由调制器、M个微环延时加权单元、M‑1个二级延时波导、波分复用器及光电探测器一体化集成。本发明基于微环谐振器阵列实现待卷积信号的任意卷积核矩阵系数加权,调节速度快,实时反馈训练提取最优卷积核矩阵;通过微环谐振器级联集成波导实现不同波长子加权调制信号一级波长‑时间交织,通过二级延时波导串联连接微环延时加权单元实现不同波长子加权调制信号二级波长‑时间交织,实现波导的延时复用,相对并联在降低芯片尺寸的同时,降低延时波导带来的信号传输损耗,从而提高芯片的能量利用效率。

    一种二维光子卷积加速方法和系统

    公开(公告)号:CN115130666B

    公开(公告)日:2022-11-22

    申请号:CN202211060099.5

    申请日:2022-08-31

    Abstract: 本发明公开了一种二维光子卷积加速方法和系统,包括多波长光源,用于产生包含MN个波长的多波长光信号;待卷积信号源,用于将原始待卷积的待卷积信号的二维数据转换成一维待卷积信号;调制器,用于将所述一维待卷积信号加载到所述多波长光信号上,得到多波长调制光信号;卷积加速模块,用于将所述多波长调制光信号进行卷积加速处理得到加权多波长调制光信号;光电探测器,用于将所述加权多波长调制光信号转换为电信号;采集处理单元,用于将电信号采集,并采集重构为对应原始待卷积信号的特征信号。本发明基于波长‑时间交织技术实现二维卷积加速,单个调制器即可实现信号的光域加载,卷积运算速度仅限制于调制器速度,解决传统方法数据冗余问题。

    一种基于波分复用的光子张量计算加速方法及装置

    公开(公告)号:CN114815959B

    公开(公告)日:2022-11-01

    申请号:CN202210734532.2

    申请日:2022-06-27

    Inventor: 郭清水 尹坤 刘硕

    Abstract: 本发明公开了一种基于波分复用的光子张量计算加速方法及装置,本发明首先将多波长光信号分为M个各包含O个波长的子光信号并送入M个调制器,M个待处理信号分别通过对应的调制器加载到对应的子光信号上得到M个子调制光信号;子调制光信号送入延时加权微环阵列,控制延时加权微环阵列中M个延时加权微环单元中共M×O个微环的耦合系数分别实现M×O个波长信号幅度加权;幅度加权后的M个子调制光信号送入波束整形器实现二级幅度加权得到N个加权调制多波长光信号,对上述信号完成光电转换即可完成张量计算。本发明将光作为信息载体,基于延时加权微环阵列与波束整形器,可实现信号的张量计算加速,大幅提高神经网络的计算速率及能效比。

    一种基于二氧化钒超材料结构的C波段硅基调制器

    公开(公告)号:CN115167014A

    公开(公告)日:2022-10-11

    申请号:CN202211068789.5

    申请日:2022-09-02

    Inventor: 王琳 尹坤

    Abstract: 本发明公开了一种基于二氧化钒超材料结构的C波段硅基调制器,包括SOI基底,所述SOI基底上沿长度方向的对称轴上呈凸起结构,所述凸起结构为波导层,所述波导层为条形直波导,所述条形直波导分为输入区波导、复合区波导和输出区波导,所述复合区波导上方刻蚀的一排小孔内填充有超材料结构,所述波导层和所述超材料结构由二氧化硅包裹。本发明具有器件尺寸小、状态切换速度快和能耗低的特点。采用二氧化钒超材料结构,可实现小尺寸的调制器;相变材料在不同外界能量刺激下,其折射率会发生改变,且切换速度极快,飞秒量级的光脉冲即可实现状态间的快速切换;在无外界能量刺激下,状态会维持在原有状态,在切换要求不频繁的系统中,可大大降低功耗。

    一种基于串联结构的二维光子神经网络卷积加速芯片

    公开(公告)号:CN115146771A

    公开(公告)日:2022-10-04

    申请号:CN202211070007.1

    申请日:2022-09-02

    Inventor: 郭清水 尹坤

    Abstract: 本发明公开了一种基于串联结构的二维光子神经网络卷积加速芯片,所述芯片由调制器、M个微环延时加权单元、M‑1个二级延时波导、波分复用器及光电探测器一体化集成。本发明基于微环谐振器阵列实现待卷积信号的任意卷积核矩阵系数加权,调节速度快,实时反馈训练提取最优卷积核矩阵;通过微环谐振器级联集成波导实现不同波长子加权调制信号一级波长‑时间交织,通过二级延时波导串联连接微环延时加权单元实现不同波长子加权调制信号二级波长‑时间交织,实现波导的延时复用,相对并联在降低芯片尺寸的同时,降低延时波导带来的信号传输损耗,从而提高芯片的能量利用效率。

    一种基于波分复用的光子张量计算加速方法及装置

    公开(公告)号:CN114815959A

    公开(公告)日:2022-07-29

    申请号:CN202210734532.2

    申请日:2022-06-27

    Inventor: 郭清水 尹坤 刘硕

    Abstract: 本发明公开了一种基于波分复用的光子张量计算加速方法及装置,本发明首先将多波长光信号分为M个各包含O个波长的子光信号并送入M个调制器,M个待处理信号分别通过对应的调制器加载到对应的子光信号上得到M个子调制光信号;子调制光信号送入延时加权微环阵列,控制延时加权微环阵列中M个延时加权微环单元中共M×O个微环的耦合系数分别实现M×O个波长信号幅度加权;幅度加权后的M个子调制光信号送入波束整形器实现二级幅度加权得到N个加权调制多波长光信号,对上述信号完成光电转换即可完成张量计算。本发明将光作为信息载体,基于延时加权微环阵列与波束整形器,可实现信号的张量计算加速,大幅提高神经网络的计算速率及能效比。

    一种基于非对称布拉格光栅结构的宽带宽波分解复用器

    公开(公告)号:CN114063216B

    公开(公告)日:2022-05-17

    申请号:CN202210025016.2

    申请日:2022-01-11

    Abstract: 本发明公开了一种基于非对称布拉格光栅结构的宽带宽波分解复用器,包括:依次连接的输入波导、第一锥形波导和非对称布拉格光栅;第一波导模块,第一波导模块包括依次连接的第一信道波导、第一微环结构和第一下载区,其中第一信道波导的输入端与非对称布拉格光栅的输出端相连接,第一微环结构与第一信道波导和第一下载区之间分别设置有第一和第二耦合间距;及第二波导模块,第二波导模块包括依次连接的第二锥形波导、第二信道波导、第二微环结构和第二下载区,其中第二锥形波导与第一锥形波导构成非对称定向耦合器,第二信道波导的输入端与第二锥形波导的输出端相连接,第二微环结构与第二信道波导和第二下载区之间分别设置有第三和第四耦合间距。

    一种用于光电探测的宽频太赫兹电磁结构

    公开(公告)号:CN114400440A

    公开(公告)日:2022-04-26

    申请号:CN202210294389.X

    申请日:2022-03-24

    Abstract: 本发明公开了一种用于光电探测的宽频太赫兹电磁结构,包括基底结构,所述基底结构上表面设置有电磁能量辐射结构和探测器直流供电结构,所述电磁能量辐射结构采用共面波导形式,所述电磁能量辐射结构包括共面波导和主辐射结构,所述共面波导包括中间矩形和两个旁侧矩形,所述主辐射结构为圆形连接结构,本发明一种用于光电探测的宽频太赫兹电磁结构,首先设计并优化了工作在太赫兹频段的宽频电磁能量辐射结构,其次设计并优化了光电探测器直流供电结构,并将直流供电结构与电磁能量辐射结构进行一体化融合,布置于介质基底上。通过不断优化结构参数,最终获得了工作在太赫兹频段的宽频电磁结构。

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