任意非幺正系统的光子电路

本文描述了一种将非幺正输入输出操作实现于实用幺正光子集成电路的设计框架。该框架通过利用正弦-余弦分解来恢复原始操作的幺正性。恢复后的幺正操作被分解为基本的幺正构建模块，形成基于定向耦合器和波导移相器的光子集成电路网络。各个构建模块通过三维全波仿真进行设计与优化，并采用电路方法进行扩展。本文研究了该设计方法的可扩展性与鲁棒性。我们的研究表明，所提出的执行幺正矩阵补全的方法可应用于任意矩阵。该设计方法允许实现非幺正操作，以在神经形态光子学中执行计算、传感、信号处理与通信等各种线性功能。