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申请/专利权人：之江实验室

摘要：本发明公开一种光子并行矩阵乘法运算芯片及其应用系统；光子并行矩阵乘法运算芯片由功分器、调制器阵列、循环阵列波导光栅、微环阵列、探测器阵列一体化集成。具体工作中，首先将包含N个波长的多波长光载波信号分为N路后，通过调制器阵列中的N个调制器将第一矩阵信号按列分别加载到多波长光载波上，循环阵列波导光栅实现不同波长信号的循环路由分配；继而，通过微环阵列的N个微环单元将第二矩阵信号按列分别加载到光信号上；最后，通过N个探测器对微环阵列输出光信号光电转换得到电输出信号；电输出信号采集后根据映射关系在电域进行重组，得到两个矩阵的乘法运算结果。本发明主要功能器件单片集成，系统紧凑，可有效降低系统复杂度、功耗。

主权项：1.一种光子并行矩阵乘法运算芯片，其特征在于，所述芯片由1×N功分器、调制器阵列、N×N循环阵列波导光栅、微环阵列、探测器阵列一体化集成；其中：所述1×N功分器包含1个光输入端与N个光输出端，1×N功分器的光输入端为整个芯片的光输入端，用于接收外部多波长光载波信号；所述调制器阵列由N个相同的电光调制器组成，N个电光调制器的光输入端分别与1×N功分器的N个光输出端连接；包含M行N列元素的二维矩阵逐列分解为N个长度为M的时间序列信号，并分别加载到N个电光调制器上，得到N个第一调制光信号；所述调制器阵列的N个光输出端分别与N×N循环阵列波导光栅的N个光输入端连接；所述N×N循环阵列波导光栅的光输出端与微环阵列的N个光输入端分别连接，所述微环阵列包含N个微环单元，每个微环单元由1个波导与N个微环调制器串联组成，N个波导的输入端为微环阵列的光输入端，N个波导的输出端为微环阵列的光输出端，分别连接探测器阵列的N个光输入端；N个波导的光输入端分别接收N×N循环阵列波导光栅输出的N路光信号；包含N行Q列元素的二维矩阵分解为N个N行O列的子矩阵，每个子矩阵对应一个微环单元，在此基础上，每个子矩阵逐行分解为N个长度为O的时间序列信号，并分别加载到对应微环单元中不同微环调制器上，N个子矩阵依次加载，在直通波导输出端得到N个第二调制光信号；所述探测器阵列包含N个探测器，每个探测器包含1个光输入端与1个电输出端，探测器阵列共N个电输出端用为整个光子芯片的电输出端；用于将所述N个第二调制光信号转换为电信号，N个探测器输出电信号作为光子并行矩阵乘法运算芯片的电输出信号，经过数据采集与重组得到两个矩阵的乘法运算结果。

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