可切换与同时的时空模拟计算
应用物理
2021-04-23 v1 光学
摘要
基于光波的计算已实现空间与时间域中的实时信息处理。过去几年,模拟计算快速发展,但大多仅针对单一功能。受并行时空计算与小型化的启发,我们展示了可重构基于石墨烯的超表面通过合理设计空间与时间频率响应,为具有集成功能的时空计算提供了一条有前景的路径。本文采用可调谐基于石墨烯的超表面,通过调节静电偏置实现空间与时间上的模拟信号与图像处理。在论文第一部分,我们提出了一种可切换模拟计算范式,其中所提超表面可通过为石墨烯单层选择合适的外部电压在既定性能间切换。展示了空间通道中的空间各向同性微分与边缘检测,以及时间通道中的一阶时间微分与具有线性群延迟响应的基于超表面的移相器。在论文第二部分,展示了同时并行的时空模拟计算。所提超表面处理器因其浮栅结构几乎无静态功耗。空间与时间频率传递函数(TFs)利用传输线(TL)模型设计,所得结果通过全波仿真验证。我们的方案将实现实时并行时空模拟信号与图像处理。
引用
@article{arxiv.2104.10801,
title = {Switchable and Simultaneous Spatiotemporal Analog Computing},
author = {Ali Momeni and Kasra Rouhi and Romain Fleury},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.10801},
year = {2021}
}
备注
28 Pages, 9 Figures