一种基于半导体激光器的多层全光储备池计算方法及系统

    公开(公告)号:CN118277695A

    公开(公告)日:2024-07-02

    申请号:CN202410340283.8

    申请日:2024-03-25

    Applicant: 苏州大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于半导体激光器的多层全光储备池计算方法及系统,涉及机器学习技术领域,包括产生光载波信号和数据流;将数据流调制到光载波中;激发瞬态响应,注入锁定的动力学状态;对动力学状态进行扰动,调节反馈环路中的光功率和光信号偏振,将光信号转换为电信号;采集产生的电信号并进行处理,进行权值随机固定的高维映射,得到多层全光储备池计算结果。本发明各个模块都可小型化集成封装,提高稳定性、可靠性、信号的质量和传输效率,实现对多个输入信号的融合和处理,提高系统的处理能力和性能,增加系统的非线性度,进一步提升系统的计算能力和适用性。

    光泵自旋VCSEL周期振荡毫米波信号产生装置及方法

    公开(公告)号:CN112864797B

    公开(公告)日:2024-11-08

    申请号:CN202110230687.8

    申请日:2021-03-02

    Applicant: 苏州大学

    Inventor: 李念强 黄于 周沛

    Abstract: 本发明公开了光泵自旋VCSEL周期振荡毫米波信号产生装置及方法,包括泵浦源、第一光隔离器、偏振控制器、第一光耦合器、透镜、VCSEL、反馈回路、光功率计、第二光隔离器、第二光耦合器和光电探测器,泵浦源、第一光隔离器、偏振控制器和第一光耦合器依次连接,第一光耦合器的一个支路连接光功率计,其另一个支路依次连接透镜、VCSEL和反馈回路,第二光隔离器与第一光耦合器相连,其依次连接第二光耦合器和光电探测器,采用自旋偏振模式高度稳定且易操控的光泵自旋VCSEL,无需外部注入可产生高频稳定的单周期振荡波形,结构简单、成本低;无需复杂的滤波和选频,易于操作、信号质量高,其产生的毫米波信号频率高达数百GHz。

    光泵自旋VCSEL周期振荡毫米波信号产生装置及方法

    公开(公告)号:CN112864797A

    公开(公告)日:2021-05-28

    申请号:CN202110230687.8

    申请日:2021-03-02

    Applicant: 苏州大学

    Inventor: 李念强 黄于 周沛

    Abstract: 本发明公开了光泵自旋VCSEL周期振荡毫米波信号产生装置及方法,包括泵浦源、第一光隔离器、偏振控制器、第一光耦合器、透镜、VCSEL、反馈回路、光功率计、第二光隔离器、第二光耦合器和光电探测器,泵浦源、第一光隔离器、偏振控制器和第一光耦合器依次连接,第一光耦合器的一个支路连接光功率计,其另一个支路依次连接透镜、VCSEL和反馈回路,第二光隔离器与第一光耦合器相连,其依次连接第二光耦合器和光电探测器,采用自旋偏振模式高度稳定且易操控的光泵自旋VCSEL,无需外部注入可产生高频稳定的单周期振荡波形,结构简单、成本低;无需复杂的滤波和选频,易于操作、信号质量高,其产生的毫米波信号频率高达数百GHz。

    基于激光器阵列的深度卷积神经网络系统及控制方法

    公开(公告)号:CN114781602B

    公开(公告)日:2023-03-24

    申请号:CN202210361468.8

    申请日:2022-04-07

    Applicant: 苏州大学

    Abstract: 本发明涉及基于激光器阵列的深度卷积神经网络系统,深度卷积层包括多个横向耦合的半导体激光器、多个光耦合器和多个反馈回路;输入光信号注入至第一个半导体激光器内,第n个半导体激光器输出的信号经第n个光耦合器分为两路:一路信号经第n个反馈回路返回并作为第n+1个半导体激光器的输入信号;另一路信号输入至输出层;输出层包括加法器和可编程门控阵列;各光耦合器输出的另一路信号在加法器中叠加形成输出信息,可编程门控阵列对输出信息进行训练得到输出层的权值。设置多个横向耦合的半导体激光器,能够避免层间连接的训练;只需训练输出层的输出,极大降低了对算法的依赖,在硬件实施上也显著降低了难度。

    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

    公开(公告)号:CN115145535A

    公开(公告)日:2022-10-04

    申请号:CN202210607937.X

    申请日:2022-05-31

    Applicant: 苏州大学

    Abstract: 本发明公开了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,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,用于把输入信号注入到深度储备池层;深度储备池层,连接所述调制器,用于产生更加丰富的非线性动态响应,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;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,以获取储备池层的响应状态。本发明通过改变储备池的层数和每一层的储备池单元的个数来丰富储层状态和增强存储容量,从而实现复杂任务的处理。

    耦合纳米激光器阵列周期振荡毫米波信号产生装置及方法

    公开(公告)号:CN114665373A

    公开(公告)日:2022-06-24

    申请号:CN202210204362.7

    申请日:2022-03-02

    Applicant: 苏州大学

    Abstract: 本发明涉及一种耦合纳米激光器阵列周期振荡毫米波信号产生装置,本振信号产生模块包括激光器阵列、光偏振控制器a、光环形器和光耦合器,激光器阵列包括至少两个纳米激光器通过倏逝场耦合,每个纳米激光器均依次连接有光偏振控制器a、光环形器和光耦合器,由纳米激光器发射的光信号经过光偏振控制器a、光环形器和光耦合器分成三路;反馈模块包括第一反馈回路和第二反馈回路,其中两路光信号分别通过第一反馈回路和第二反馈回路注入到纳米激光器;光电转换模块连接光耦合器,另外一路光信号通过光电转换模块拍频产生毫米波信号。本发明具有体积小、集成度高的优势,其能够获得的毫米波信号具有双路、频率高、大宽带和灵活可调谐的优点。

    基于半导体激光器的微波光子成像识别一体化雷达系统

    公开(公告)号:CN114460580A

    公开(公告)日:2022-05-10

    申请号:CN202210033406.4

    申请日:2022-01-12

    Applicant: 苏州大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于半导体激光器的微波光子成像识别一体化雷达系统,其包括注入光模块、从激光器、第一光电探测器、功率分配器、发射与接收模块、微波光子混频模块、目标识别输入模块、储备池计算系统、目标识别输出模块,储备池计算系统包括驱动模块和响应模块。本发明基于半导体激光器,利用激光高速传播的特性在计算速率上无可比拟的优势,降低了系统的训练成本;基于光子技术不仅实现了高分辨率雷达成像,也实现了雷达成像与识别的一体化,并大大减少训练时间与成本,同时具有建构简单、处理速度快、准确率高的优点。其中,从激光器工作在单周期振荡态,使得产生的雷达发射信号具有扫频带宽大、成像分辨率高和调谐灵活的优点。

    一种基于分级脉冲的光子储备池计算系统及方法

    公开(公告)号:CN120074678A

    公开(公告)日:2025-05-30

    申请号:CN202510545456.4

    申请日:2025-04-28

    Applicant: 苏州大学

    Inventor: 黄于 李念强 周沛

    Abstract: 本发明属于储备池计算技术领域,涉及一种基于分级脉冲的光子储备池计算系统及方法,该系统包括输入层,用于产生输入电信号;储备池层,包括:多模半导体激光器,与输入层相连,用于在输入电信号和非相干光反馈信号的激励下产生连续且规则的光脉冲信号;分光棱镜,用于将光脉冲信号分为两路,一路作为复用光信号传输至反馈回路,另一路作为输出光信号传输至输出层;反馈回路,用于基于复用光信号产生非相干光反馈信号并传输至多模半导体激光器;输出层,用于基于输出光信号得到光子储备池计算系统的输出信号。本方案设计的新型编码方式的光子储备池计算系统,具有良好的信息处理性能和稳定性。

    一种基于半导体激光器的储备池计算系统及方法

    公开(公告)号:CN120045818A

    公开(公告)日:2025-05-27

    申请号:CN202510513925.4

    申请日:2025-04-23

    Applicant: 苏州大学

    Abstract: 本发明属于储备池计算技术领域,涉及一种基于半导体激光器的储备池计算系统及方法,输入模块生成原始光信号;光电混合储备池模块包括:半导体激光器对原始光信号和反馈回路传输的耦合光信号进行激光响应;反馈回路将半导体激光器输出的响应信号分为两路光信号,一路作为响应光信号传输至输出模块,另一路作为反馈光信号传输至第一耦合模块,将第一耦合模块输出的耦合光信号传输至半导体激光器;第一耦合模块对原始光信号和反馈光信号耦合,输出耦合光信号;输出模块采集响应光信号和半导体激光器的电信号,基于响应光信号和电信号得到储备池计算系统的目标输出信号。本方案提供的储备池计算系统具有高数据处理精度和效率、低成本、低功耗的优点。

    基于光脉冲神经网络实现表情识别的系统及方法

    公开(公告)号:CN117456577B

    公开(公告)日:2024-04-26

    申请号:CN202311417387.6

    申请日:2023-10-30

    Applicant: 苏州大学

    Abstract: 本发明属于神经网络技术领域,涉及一种基于光脉冲神经网络实现表情识别的系统和方法,所述系统包括:输入编码单元、前神经元输出单元、权重连接单元、后神经元输出单元;本发明使用内置饱和吸收体的垂直腔面发射激光器作为光子神经元,并用多个光子神经元构成光脉冲神经网络;输入编码单元负责对待识别信息进行光脉冲编码并注入到前神经元;前神经元的输出通过可调光衰减器与后神经元连接,可调光衰减器负责调节前神经元和后神经元之间的连接权重,后神经元的输出用来表示表情识别的结果;具有内置饱和吸收体的垂直腔面发射激光器有和生物神经元类似的输出特性,且具有制作成本低、能耗低、运行速度快等优点,该光脉冲神经网络能够以极低的能耗和极快的速度正确地识别四种表情。

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