基于双环谐振腔构建的光子矩阵乘法电路
光学
2025-10-28 v1
摘要
本文提出了一种新颖的光子矩阵乘法设计框架，利用双环谐振腔 (double racetrack, DRT) 作为构建单元实现可编程光子集成电路。我们在此基础上解析地证明，DRT 谐振腔构建单元的传递函数类似于传统构建单元，如方向耦合器和 MZIs，因而适用于构建处理复杂矩阵计算的可编程电路。基于该 DRT 谐振腔构建单元，我们实现并通过全波有限元法 (FEM) 模拟验证了 3-by-3 光子处理器的可行性，并通过混合 FEM-电路建模进一步分析了其可扩展性。此外，我们实现了一个低通滤波器作为非单位系统的示例，展示了该方法的灵活性。结果表明模拟结果与解析模型之间的保真度很高，支持 DRT 谐振腔用于可重构光子电路的可行性。我们认为，提出的 DRT 谐振腔构建单元有望补充并与其他先前报告的构建单元集成，从而提高可编程光子集成电路的保真度并扩大其应用范围，特别是针对通信系统中的全光信号处理以及集成于面向新兴通信技术的微波光子平台。
引用
@article{arxiv.2509.09445,
title = {Photonic Matrix Multiplication Circuit Based on Double Racetrack Resonator Building Blocks},
author = {Hussein Talib and Phillip D. Sewell and Ana Vukovic and Sendy Phang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.09445},
year = {2025}
}
备注
19 pages, 6 Figures, in-peer review, Optical and Quantum Electronics, SpringerNature