一种光波导加法器

文档序号:850756 发布日期:2021-03-16 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 一种光波导加法器 (Optical waveguide adder ) 是由 李斌 杨柳 于 2020-12-08 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种光波导加法器,包括:N个光波衰减器和光波导耦合器;光波衰减器,接收光载波和含有加数信息的电信号,用于根据加数信息调制光载波的功率,生成调制光载波,传输调制光载波至光波导耦合器;光波导耦合器,将调制光载波耦合至一个耦合光波导;其中,耦合光波导内的光功率为N个调制光载波的功率之和。该加法器利于在光学计算机中耦合和集成。(The invention relates to an optical waveguide adder, comprising: n optical wave attenuators and optical waveguide couplers; the optical wave attenuator receives the optical carrier and the electric signal containing the addend information, is used for modulating the power of the optical carrier according to the addend information, generating a modulated optical carrier and transmitting the modulated optical carrier to the optical waveguide coupler; an optical waveguide coupler coupling the modulated optical carrier to a coupling optical waveguide; wherein the optical power in the coupling optical waveguide is the sum of the powers of the N modulated optical carriers. The adder is advantageous for coupling and integration in an optical computer.)

一种光波导加法器

技术领域

本发明涉及电子信息领域,尤其涉及一种光波导加法器。

背景技术

随着信息技术的发展,对计算机的处理速度和传输能耗提出了更高的要求,传统电子计算机已经难以满足未来信息技术发展的需求。

光学计算机以其高带宽、低功耗等优点成为替代传统电子计算机的有效技术,利用光学器件构建光学计算机是现有光学计算机的必备技术。

然而,现有的光学计数机的逻辑单元的光学计算的体积、耦合程度,难以满足光学计算机的需求。

发明内容

针对现有技术存在的问题,本发明实施例提供一种光波导加法器。

本发明提供一种光波导加法器,包括:N个光波衰减器和光波导耦合器;

所述光波衰减器,接收光载波和含有加数信息的电信号,用于根据所述加数信息调制所述光载波的功率,生成调制光载波,传输所述调制光载波至所述光波导耦合器;

所述光波导耦合器,将所述调制光载波耦合至一个耦合光波导;

其中,所述耦合光波导内的光功率为所述N个调制光载波的功率之和。

根据本发明提供一种的光波导加法器,所述光波衰减器为可调光波衰减器。

根据本发明提供一种的光波导加法器,通过调节电压,调制所述光载波的功率。

根据本发明提供一种的光波导加法器,还包括:节点;

所述节点,包括存储器和发射器;

所述存储器,用于存储一个加数和一个加数的和;

所述发射器,用于生成光载波。

根据本发明提供一种的光波导加法器,所述发射器为连续光激光器,输出功率为恒定值。

根据本发明提供一种的光波导加法器,还包括:加法反馈器;

所述加法反馈器包括:光波导放大器和光波导分束器;

所述光波导放大器,接收所述耦合光波导,用于将所述耦合光波导的功率放大N倍,生成调制耦合光波导,将所述调制耦合光波导传输至所述光波导分束器;

所述光波导分束器,用于将所述调制耦合光波导等分为N份,生成分束光波导,将所述分束光波导传输至所述节点。

根据本发明提供一种的光波导加法器,所述N份光信号的功率相同。

根据本发明提供一种的光波导加法器,所述节点与所述光波导加法器通过互连光波导连接。

根据本发明提供一种的光波导加法器,所述加法反馈器与所述光波导加法器通过互连光波导连接。

根据本发明提供一种的光波导加法器,所述加法反馈器与所述节点通过互连光波导连接。

本发明提供的光波导加法器,根据加数信息调制光载波的功率,生成调制光载波,将调制光载波耦合至一个耦合光波导,其中,所述耦合光波导内的光功率为所述N个调制光载波的功率之和。本发明通过构建全光学加法器,有利于在光学计算机中耦合和集成,能够满足光学计算机的需求。

附图说明

图1本发明提供的光波导加法器的结构示意图;

图2本发明提供的光波导加法器的处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例是用于说明本发明,但不能用来限制本发明的范围。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以下结合附图描述根据本发明实施例的一种光波导加法器。

图1是根据本发明一个实施例的一种光波导加法器的原理框图。如图1所示,根据本发明一个实施例的一种光波导加法器包括:N个光波衰减器和光波导耦合器;所述光波衰减器,接收光载波和含有加数信息的电信号,用于根据所述加数信息调制所述光载波的功率,生成调制光载波,传输所述调制光载波至所述光波导耦合器;所述光波导耦合器,将所述调制光载波耦合至一个耦合光波导;其中,所述耦合光波导内的光功率为所述N个调制光载波的功率之和。

具体的,如图1所示,本发明的实施例的光波导加法器101包括N个光波衰减器111,光波导衰减器111采用光波导制作,N个存储器通过电信号分别将N个加数(x1、x2…XN)信息发送至N个光波导衰减器111,同时,光波导衰减器111可以接收一个光载波,N个光波导衰减器111根据N个加数的信息分别对N个光载波的功率进行调制,调制后的光载波功率与对应加数的数值大小成正比,经过调制后的光载波传输至光波导耦合器112,其中,光波导耦合器112为N个输入1个输出,可以接收N路调制后的光载波,将对接收的N路光载波进行耦合,将N个波导内的光功率耦合进入1个光波导,因此,光波导耦合器112输出的光功率为yp=x1×P+x2×P+XN×P,P为光载波的功率。

本发明实施例的光波导加法器构建全光学加法器,有利于在光学计算机中耦合和集成,能够满足光学计算机的需求。

本发明实施例还包括一种光波导加法器包括:N个光波衰减器和光波导耦合器;所述光波衰减器,用于根据加数信息调制所述光载波的功率,生成调制光载波,传输所述调制光载波至所述光波导耦合器;所述光波导耦合器,将所述调制光载波耦合至一个耦合光波导;其中,所述耦合光波导内的光功率为所述N个调制光载波的功率之和。对于前述特征的详细解释,可以参见前述实施例,在此便不再赘述。

可选的,所述光波衰减器为可调光波衰减器。通过调节电压,调制所述光载波的功率。本发明实施例还包括:节点;所述节点,包括存储器和发射器;所述存储器,用于存储一个加数和一个加数的和;所述发射器,用于生成光载波。所述发射器为连续光激光器,输出功率为恒定值。还包括:加法反馈器;所述加法反馈器包括:光波导放大器和光波导分束器;所述光波导放大器,接收所述耦合光波导,用于将所述耦合光波导的功率放大N倍,生成调制耦合光波导,将所述调制耦合光波导传输至所述光波导分束器;所述光波导分束器,用于将所述调制耦合光波导等分为N份,生成分束光波导,将所述分束光波导传输至所述节点。所述N份光信号的功率相同。所述节点与所述光波导加法器通过互连光波导连接。所述加法反馈器与所述光波导加法器通过互连光波导连接。所述加法反馈器与所述节点通过互连光波导连接。

具体的,如图1所示,所述光波衰减器111为可调光波衰减器,通过调节控制电压与加数(x1、x2…XN)的数值大小成正比,得到经过调制后的光载波的功率可分别表示为x1×P、x2×P…XN×P,其中,P为光载波的功率。本发明实施例的光波导加法器101还包括节点102;所述节点102,包括存储器和发射器;所述存储器,用于存储一个加数和一个加数的和,所述发射器为连续光激光器,可以产生连续的光载波,作为信息的载体,激光器的输出功率均为P,即光载波的功率为P。本发明实施例的光波导加法器还包括:加法反馈器103;所述加法反馈器103为光波导制成,包括:光波导放大器131和光波导分束器132;光波导放大器131用于接收波导加法器输出的耦合光波导的光信号,耦合光波导内的光信号功率yp;然后,将耦合光波导内的光信号功率yp放大N倍,得到放大后的光信号的功率为N×yp,放大后的光信号传输至光波导分束器132,其中,光波导分束器132为1分N的等功率光波导分束器,用于将放大后的光信号等分N份后,作为加数的和对应的光信号,其中,加数的和的光信号的功率均为yp,加法反馈器103将得到的加数的和的光信号分别传输至存储各个加数对应的节点102,节点102中的存储器存储加法反馈器103发送的加数的和的光信号,去除功率参量P,各个节点中的存储器存储的加数的和的光信号为y=yp÷P=x1+x2…+XN。本实施例中的所述节点102与所述光波导加法器101、所述加法反馈器103与所述光波导加法器101以及所述加法反馈器103与所述节点102都是通过互连光波导连接。图2为本实施例的处理流程图,如图2所示,本实施例的处理步骤为:

S201、存储加数和加和数至节点,生成光载波。

具体的,节点包括存储器和发射器;所述存储器,用于存储一个加数和一个加数的和,所述发射器为连续光激光器,可以产生连续的光载波,作为信息的载体,激光器的输出功率均为P。

S202、调制所述光载波,生成调制光载波,耦合调制光载波至耦合光波导。

具体的,光波导衰减器采用光波导制作,N个光波衰减器分别接收N个存储器通过电信号发送的N个加数(x1、x2…XN),同时,光波导衰减器可以接收光载波,N个光波导衰减器根据N个加数的信息(x1、x2…XN)分别对N个光载波的功率进行调制,调制后的光载波功率与对应加数的数值大小成正比,经过调制后的光载波传输至光波导耦合器,其中,光波导耦合器为N个输入1个输出,可以接收N路调制后的光载波,对接收的N路光载波进行耦合,将N个波导内的光功率耦合进入1个光波导,因此,光波导耦合器输出的波导内的光功率为yp=x1×P+x2×P+XN×P,P为光载波的功率。

S203、先放大耦合光波导,后将放大的耦合光波导等功率均分,生成分束光波导,将分束光波导送入节点进行存储。

具体的,光波导放大器用于接收波导加法器输出的耦合光波导,耦合光波导内的光信号功率yp,然后,将耦合光波导内的光信号功率yp放大N倍,得到放大后的光信号的功率为N×yp,放大后的光信号传输至光波导分束器,其中,光波导分束器为1分N的等功率光波导分束器,用于将放大后的光信号等分N份,作为加数的和对应的光信号,其中,加数的和的光信号的功率均为yp,加法反馈器将得到的加数的和的光信号分别传输至存储各个加数对应的节点,节点中的存储器存储加法反馈器发送的加数的和的光信号,去除功率参量P,各个节点中的存储器存储的加数的和的光信号为y=yp÷P=x1+x2…+XN。

本发明实施例的光波导加法器除节点外,均由光波导器件制成,信号采用光信号处理,提高了处理效率。

虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

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