用于相干光学神经网络中可重构相位相关激活函数的石墨烯/硅异质结
光学
2023-07-14 v1 应用物理
摘要
光学神经网络（ONNs）开创了信息与通信技术的新纪元，并已实现多种智能应用。在 ONN 中，激活函数（AF）是决定网络性能的关键组件，而片上 AF 器件仍在发展中。在此，我们首次展示了通过双功能石墨烯/硅（Gra/Si）异质结实现相位激活的片上可重构 AF 器件。由于在一器件中兼具光调制与探测，相较于其他片上 AF 方案，其时间延迟更短、能耗更低、可重构性更高且器件 footprint 更小。我们的 Gra/Si 异质结实验调制电压（功率）低至 1 V（0.5 mW），优于许多纯硅对应器件。在光电探测方面，实现了超过 200 mA/W 的高响应度。所生成的特殊非线性函数被输入复值 ONN 以挑战手写字母与图像识别任务，显示出精度提升及高效、全组件集成片上 ONN 的潜力。我们的结果为片上 ONN 器件提供了新见解，并为高性能集成光电子计算电路铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2307.06882,
title = {Graphene/silicon heterojunction for reconfigurable phase-relevant activation function in coherent optical neural networks},
author = {Chuyu Zhong and Kun Liao and Tianxiang Dai and Maoliang Wei and Hui Ma and Jianghong Wu and Zhibin Zhang and Yuting Ye and Ye Luo and Zequn Chen and Jialing Jian and Chulei Sun and Bo Tang and Peng Zhang and Ruonan Liu and Junying Li and Jianyi Yang and Lan Li and Kaihui Liu and Xiaoyong Hu and Hongtao Lin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.06882},
year = {2023}
}