买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：哈尔滨工程大学

摘要：本发明公开了一种光纤结构的神经突触方案。通过光纤端面结合相变材料模拟生物神经元的突触结构，利用全光纤器件搭建脉冲突触方案，并采用不同脉冲宽度实现突触不同权重间的切换，基于STDP法则，出射光脉冲与入射光脉冲重叠部分的脉冲超过阈值功率并共同作用在光纤突触上，更新其权重。该装置可以实现突触权重自动调节功能，各个权重之间可以相互转换，转换次数达1012。全光脉冲突触相比基于电子元器件的脉冲突触，具有抗干扰、低功耗、结构简单、调节速度快等优点，有望为光神经网络的发展提供了重要方向。

主权项：1.一种光纤结构的神经突触器件，包括：脉冲光源1、相位调制器2、50:50耦合器3、环形器4、突触结构5、90：10分束器6、光电探测器7、延迟线8及光放大器9；由脉冲光源（1）输出的脉冲连接到相位调制器（2），再经过50:50耦合器（3）、环形器（4），后又经过90:10分束器（6）分成两束；其中，相位调制器2的作用是消除突触前脉冲和突触后脉冲的干涉；50:50耦合器3的作用是将突触前脉冲与经处理后的突触后脉冲叠加；环形器4的作用是将脉冲从a1到a2传到突触结构5，再将反射的脉冲从a2到a3传到突触后；90：10分束器6用来将突触后脉冲分成90％和10％的两束，90％流入延迟线8，10％流入光电探测器7；光电探测器7的作用是探测突触后脉冲的形状，确定此时的脉冲宽度；延迟线8为可调谐延迟线，用来对突触后脉冲进行不同程度的延迟，再经过光放大器9进行功率放大，且放大到与突触前脉冲一样的功率；其特征在于：突触结构5由光纤5-1、相变材料5-2及覆盖层5-3组成，相变材料5-2直接覆盖在光纤5-1端面，覆盖层5-3直接覆盖在相变材料5-2上方；光纤5-1为单模光纤或者多模光纤，相变材料5-2为硫系化合物，由Ge、Sb、Te三种元素中任意两种以上组成，其光学性质能被入射的光脉冲调节，覆盖层5-3为Au薄膜，防止相变材料氧化并提高突触结构的反射率，所述相变材料5-2和覆盖层5-3分别利用射频磁控溅射和直流磁控溅射的方式镀在光纤5-1的端面上，其中，所述相变材料5-2的光学性质根据晶化程度不同而不同，晶化程度越高对通信波段光的反射率越高，突触权重由相变材料5-2的晶化程度调节，所述晶化程度由输入固定功率不同脉冲宽度的脉冲光调节；该器件用不同的光信号实现突触权重的调节和读取，且突触权重的调节次数达1012；通过调节延迟线8不同的延迟时间实现重叠程度不同的脉冲宽度，使突触得到不同的权重，实现突触的STDP学习规则；STDP学习规则取决于到达突触的外部信号脉冲的顺序和间隔，当到达突触的脉冲的时间序列发生变化时，突触权重从增强变为抑制或从抑制变为增强，这种现象在大脑中称为不对称性STDP，相反，称为对称性STDP；当到达突触的两列脉冲的时间间隔发生变化时，突触权重随之产生指数变化；此器件实现了全光神经突触，且结构简单，衰减低，克服了电学突触信号干扰和能耗大的缺陷，而且光纤在结构和功能上都与神经元具有天然的相似性。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 哈尔滨工程大学 一种光纤结构的神经突触器件