用于ReLU函数的全光双共振腔体
光学
2025-04-29 v1
摘要
我们提出了一种全光实现ReLU激活函数的新方法，利用约尺寸的紧凑双共振腔体。我们的设计利用非线性过程于精心设计的光子结构中，同时在基频和二谐频上共振。通过利用二谐频生成的相位敏感特性，我们演示了一种类似于ReLU函数的光学实现，实现了相当于最先进方法的皮焦能级激活能，同时将器件占位面积降低了两个数量级。我们采用耦合模理论开发了理论框架，并通过严格的时域有限差分仿真进行验证。除了ReLU，我们还表明相同的物理结构可通过简单调整输入条件来实现其他激活函数，如ELU和GELU。神经网络仿真表明，我们提议的光学激活函数在分类准确率上仅落后于理想电子实现约，同时在能源效率和处理速度方面具有显著优势。这一工作标志着向实现面向下一代人工智能硬件的高密度、高效能光学神经网络迈出了重要一步。
引用
@article{arxiv.2504.19692,
title = {All-Optical Doubly Resonant Cavities for ReLU Function in Nanophotonic Deep Learning},
author = {Amirreza Ahmadnejad and Mohmmad Mehrdad Asadi and Somayyeh Koohi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.19692},
year = {2025}
}