基于半导体激光器的20 GHz带宽光学激活功能

科学领域:

• 光电学是指光电子产品.
• 光子学是指光子学的使用方法.
• 人工智能 硬件 硬件

背景情况:

• 当前的光学神经网络通常依赖于电气组件来实现非线性激活功能.
• 在光学领域实现非线性对于完全光学计算至关重要.

研究的目的:

• 为光学神经网络展示一个宽带光学激活函数 (OAF).
• 为了完全在光学领域内实现非线性激活,提高计算速度和效率.

主要方法:

• 使用半导体激光器进行光学注射.
• 在Hopf分叉之外以不稳定的锁定模式运行激光,以创建OAF.
• 调查了设备在高达20 GHz调制频率的性能.

主要成果:

• 实现了宽带光学激活功能,带宽高达20 GHz.
• 在5GHz以下的频率上,OAF表现出类似ReLU的行为.
• 在5GHz以上的频率上,OAF表现出类似ELU的行为.

结论:

• 通过半导体激光动力学成功实现了完全光学激活功能.
• 展示的OAF为光学神经网络提供了高带宽和可适应的非线性特征.
• 这项工作为更快,更高效的光学计算架构铺平了道路.