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光学仪器 2024年第2期46卷 7-13页

作者：王婷沈微宏 schoenhardt steffen 张启明上海理工大学光子芯片研究院上海200093 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

提出了一种基于异质集成波导的微环谐振腔,对其双稳态现象进行了研究分析,并将其应用于全光存储功能的实现。异质集成波导具有超高的克尔非线性效应,不受热光效应和载流子响应的限制,在超快克尔非线性效应的支持下,该结构具有快速全光... 详细信息

提出了一种基于异质集成波导的微环谐振腔,对其双稳态现象进行了研究分析,并将其应用于全光存储功能的实现。异质集成波导具有超高的克尔非线性效应,不受热光效应和载流子响应的限制,在超快克尔非线性效应的支持下,该结构具有快速全光切换的能力。设计了一个高品质因子Q=77565的微环谐振腔,用耦合模式理论模拟了其双稳态现象。在峰值功率为474 fJ,宽度为20 ps的脉冲激励下,该微环谐振腔很好地实现了全光存储功能,并通过波分复用的串联微环结构展示了波长可寻址的四位光存储器。研究了基于超高克尔非线性效应的双稳态现象,为实现超快切换速度提供了可能性,在光存储、光开关、人工智能研究等方面具有一定的参考价值。

关键词：微环谐振腔双稳态克尔非线性效应光存储

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纯克尔非线性动力学在光学神经元中的应用研究

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光学仪器 2024年第3期46卷 45-50页

作者：龙洪亮沈微宏 schoenhardt steffen 张启明上海理工大学光子芯片研究院上海200093 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

采用尖峰神经元对神经形态计算进行并行处理,可以克服数字计算机的一些局限性,从而提高计算速度、计算性能和能量效率,实现更高效、更智能和更自适应的计算。超快克尔效应在光子神经形态计算中具有重要的意义和应用。利用改进的归一化... 详细信息

采用尖峰神经元对神经形态计算进行并行处理,可以克服数字计算机的一些局限性,从而提高计算速度、计算性能和能量效率,实现更高效、更智能和更自适应的计算。超快克尔效应在光子神经形态计算中具有重要的意义和应用。利用改进的归一化耦合模理论(coupled mode theory,CMT)模型,对钙钛矿材料的光学微谐振腔中由超快克尔效应引起的非线性动力学特征进行了计算和分析,观察到自脉动行为;模拟并实现了光学神经元的兴奋性行为、泄露积分动力学和不应期现象。钙钛矿材料具有超快的克尔响应时间,可以将神经元的不应期控制在皮秒量级,为实现快速的脉冲神经网络提供了新思路。

关键词：克尔效应耦合模式理论微谐振腔光学神经元

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Nanoprinted high-neuron-density optical linear perceptrons performing near-infrared inference on a CMOS chip

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Light(Science & Applications) 2021年第3期10卷 409-419页

作者： Elena Goi Xi Chen Qiming Zhang Benjamin P.Cumming steffen schoenhardt Haitao Luan Min Gu Centre for Artificial-Intelligence Nanophotonics School of Optical-Electrical and Computer EngineeringUniversity of Shanghai for Science and TechnologyShanghai 200093China Laboratory for Artificial-Intelligence Nanophotonics School of ScienceRMIT UniversityMelbourneVIC 3001Australia

Optical machine learning has emerged as an important research area that,by leveraging the advantages inherent to optical signals,such as parallelism and high speed,paves the way for a future where optical hardware can process data at the speed of *** this work,we present such optical devices for data processing in the form of single-layer nanoscale holographic perceptrons trained to perform optical inference *** experimentally show the functionality of these passive optical devices in the example of decryptors trained to perform optical inference of single or whole classes of keys through symmetric and asymmetric *** decryptors,designed for operation in the near-infrared region,are nanoprinted on complementary metal-oxide-semiconductor chips by galvo-dithered two-photon nanolithography with axial nanostepping of 10 nm achieving a neuron density of>500 million neurons per square *** power-efficient commixture of machine learning and on-chip integration may have a transformative impact on optical decryption3,sensing4,medical diagnostics5 and computing6,7.

关键词： holographic complementary optical

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