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公开(公告)号：CN118605690A
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202410629969.9
申请日：2024-05-21
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种可大规模单片集成的光学Ising机，属于光计算领域。包括光电光转换单元、对称光学耦合矩阵、激励光源、补充光源以及控制系统；光电光转换单元实现输入光信号和输出光信号之间的非线性操作。对称光学耦合矩阵对光电光转换单元的输出光信号实现对称矩阵变换并反馈至光电光转换单元的输入。激励光信号对每一个光电光转换单元施加一个随机脉冲，当激励脉冲撤去后，系统将自动演化到对应Ising问题的基态解。补充光源提供光电光转换单元的输出。控制系统施加偏置电压、控制光电光转换单元的工作状态。这种光学Ising机具有高集成度以及低功耗的优势，可在一个片上集成大量光电光转换单元以及对称矩阵计算单元，最终实现大规模的Ising问题求解。
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公开(公告)号：CN118584730A
公开(公告)日：2024-09-03
申请号：CN202410603053.6
申请日：2024-05-15
Applicant: 华中科技大学
IPC: G02F3/00
Abstract: 本发明公开了一种基于光谱调制的集成光子可编程逻辑芯片，属于集成光计算领域。包括最小项产生区和滤波区，最小项产生区首先将输入光先等分输入至参考信道和延时信道，延时信道将输入的布尔逻辑信号加载至光上，并使得输出的每一个逻辑最小项与参考信道之间产生一个不同的光程差。随后，将参考信道与延时信道的光进行干涉合束。由于不同逻辑最小项的光程差不同，其合束后在频域上产生的正弦光谱的周期也不同。通过对光程差合理设计，可使得不同逻辑最小项在频域上的正弦光谱相互正交。滤波区则用于滤出指定最小项的正弦光谱，从而获得目标的逻辑结果输出。本发明可对输入信号进行任意布尔逻辑操作，极大丰富了芯片的应用范围。
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公开(公告)号：CN114815958B
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN202210465193.2
申请日：2022-04-25
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种大容量可级联电光全加器芯片，属于集成光计算领域。包括加数A加载区，第一线性运算区，加数B加载区，第二线性运算区，以及辅助光路。加数A加载区和第一线性运算区用于实现进位光信号和加数A电信号异或和与的逻辑运算。加数B加载区和第二线性运算区用于实现进位信号与加数A得到的异或光信号和加数B电信号异或和与的逻辑运算。将上述结构与辅助光路组合从而实现全加器。本发明具有级联拓展到更高bit位数加法器的能力。并且，利用原有光学结构，也可实现全减器。此外，本发明可引入波分复用技术实现多波长并行计算，使芯片总运算速率达到Tbit/s量级，也可利用波长的并行性在低bit全加器的结构上实现更高bit位数的进位选择加法器。
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公开(公告)号：CN117806594A
公开(公告)日：2024-04-02
申请号：CN202311760566.X
申请日：2023-12-20
IPC: G06F7/58
Abstract: 本发明涉及一种基于光学的PRBS伪随机码产生器，属于伪随机码生成技术领域。伪随机码产生器包括第一光路、分束器、第一延时线、第二延时线、合束器、第二光路和光路控制模块；分束器将第一光路的光分成两束并分别经两延时线进入合束器，经合束器输出至光路控制模块的控制端；光路控制模块的光输出端受控于控制端，当两延时线同时有光信号输出或同时无光信号输出时，光输出端无光信号输出，当两延时线在同时有且仅有一路有光信号输出时，光输出端输出单色光并进入第一光路；以第一光路上任意位置的光作为PRBS伪随机码。本发明用光学器件实现任意PRBS伪随机码的产生，凭借光子“传播即计算”的特点克服复杂度高和低速的问题。
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公开(公告)号：CN113267911B
公开(公告)日：2022-05-27
申请号：CN202110515062.6
申请日：2021-05-12
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了大容量光电混合可编程逻辑运算芯片，属于集成光计算领域。该运算芯片包括非线性矩阵映射区和4×4线性可编程矩阵区，非线性矩阵映射区用于将电学数据信号加载到光波上并同时将输入的光信号和电信号从二维空间映射到四维空间中，4×4线性可编程矩阵区用于将四维空间的信号做线性矩阵运算，从而对输入的两路信号同时完成4种不同的逻辑操作。进一步，引入波分复用技术实现多波长并行运算，使得芯片的总运算速率达到Tbit/s量级。此外，通过调节4×4线性可编程矩阵区的内部参数，可以控制其实现任意4×4矩阵光传输，从而实现任意布尔逻辑操作，拓展了该逻辑运算芯片的应用范围。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114755846B
公开(公告)日：2024-11-19
申请号：CN202210443326.6
申请日：2022-04-25
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种基于相变材料的逆向设计光子仿真器及逆向设计方法，属于集成光子器件设计领域，包括：芯片，包括从下至上依次设置的硅衬底层、氧化硅层、平板光波导以及相变材料层；相变材料层未覆盖输入端口和输入端口；光调控模块，设置于芯片上方，可进行三维平移，用于对相变材料层中不同位置进行激光照射，以改变相应位置处相变材料的状态；信号光源，设置于平板光波导的输入端口一侧，用于输入激光信号；以及光电探测模块，设置于平板光波导的输出端口一侧，用于探测输出光信号的光功率，得到芯片的光学响应；优选地，平板光波导的输出端口还集成有非线性材料。本发明能够有效提高集成光子器件逆向设计的效率，并减少所需消耗的计算资源。
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公开(公告)号：CN117318933A
公开(公告)日：2023-12-29
申请号：CN202311272842.8
申请日：2023-09-28
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明公开了一种片上经典光学密钥分发系统，属于光学密钥分发领域。所述光学密钥分发系统包括：光源模块、偏振分束和合束模块、解相干模块、密钥产生芯片、传输链路以及光强探测模块；光源模块产生用户双方发送密钥所需要的激光。偏振分束和合束模块将线偏振光源分为两束正交偏振光以及将解相干后的正交偏振光合束。解相干模块将光源分束后的两束正交偏振光的相位关系扰乱。密钥产生芯片调控光在用户双方之间传输过程中的传输矩阵。传输链路长距离传输光信号。光强探测模块探测对方用户传输给当前用户的光信号强度，获取密钥。这种光学密钥分发系统具有低成本、小型化和高安全性等优势，极大提升了光学密钥分发的实用价值。
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公开(公告)号：CN105300517B
公开(公告)日：2017-04-26
申请号：CN201510751163.8
申请日：2015-11-06
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01J1/42
Abstract: 本发明公开了一种基于旋转多普勒效应的轨道角动量模式分析仪。包括激光器、空间相位板、分束器、旋转多普勒效应发生器、模式滤波器和光强探测装置；空间相位板和分束器依次设置在激光器的输出光路上，旋转多普勒效应发生器设置在分束器的输出光路上，用于将分束器输出的单束光中不同的OAM模式转换成基模，并且产生不同的多普勒频移，输出散射光，模式滤波器设置在旋转多普勒效应发生器的输出光路上，用于从散射光中滤出基模，光强探测装置连接模式滤波器，用于探测基模光强。本发明既能测量各个OAM模式的幅度分布，又能测量其相位分布，且只需一次或两次测量，方法简单，易于实现。
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公开(公告)号：CN105300517A
公开(公告)日：2016-02-03
申请号：CN201510751163.8
申请日：2015-11-06
Applicant: 华中科技大学
IPC: G01J1/42
Abstract: 本发明公开了一种基于旋转多普勒效应的轨道角动量模式分析仪。包括激光器、空间相位板、分束器、旋转多普勒效应发生器、模式滤波器和光强探测装置；空间相位板和分束器依次设置在激光器的输出光路上，旋转多普勒效应发生器设置在分束器的输出光路上，用于将分束器输出的单束光中不同的OAM模式转换成基模，并且产生不同的多普勒频移，输出散射光，模式滤波器设置在旋转多普勒效应发生器的输出光路上，用于从散射光中滤出基模，光强探测装置连接模式滤波器，用于探测基模光强。本发明既能测量各个OAM模式的幅度分布，又能测量其相位分布，且只需一次或两次测量，方法简单，易于实现。
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公开(公告)号：CN118607605A
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202410603530.9
申请日：2024-05-15
Applicant: 华中科技大学
IPC: G06N3/067 , G06N3/065 , G06N3/049 , G06N3/084 , G02F1/21 , G02F1/225 , G02F1/365 , G02F1/01 , G02F1/355 , G06N3/048
Abstract: 本发明公开了一种具备非线性激活的光学衍射神经网络，属于光学计算领域，该结构包括N×1MZI阵列、平板光波导、输入光源、调控光源、光电探测器、控制单元。输入光输入至N×1MZI阵列，数据信号加载于移相器电极上，输入光经调制后进入平板光波导。将相变材料与非线性材料覆盖于平板光波导上可构成神经网络的一层，光经过相变材料区域时，等效于执行一次矩阵乘法运算，经过非线性材料区域时等效运行一次非线性激活函数，设置多层上述结构，结合调控光源与梯度下降算法，对相变材料进行有目的性的擦写赋值，可实现一种占地面积小、功耗低、可重构、具备非线性激活的多层衍射神经网络，该发明在光域上实现了多层神经网络的全部操作。
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