公开(公告)号：CN113723602B

公开(公告)日：2024-11-15

申请号：CN202111021706.2

申请日：2021-09-01

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张亚勋 ,  李亚茹 ,  金威 ,  李翔 ,  程思莹 ,  张毅博 ,  张羽 ,  刘志海 ,  杨军 ,  苑立波

IPC: G06N3/067 ,  G06N3/06

Abstract: 本发明公开了一种光纤结构的神经突触方案。通过光纤端面结合相变材料模拟生物神经元的突触结构，利用全光纤器件搭建脉冲突触方案，并采用不同脉冲宽度实现突触不同权重间的切换，基于STDP法则，出射光脉冲与入射光脉冲重叠部分的脉冲超过阈值功率并共同作用在光纤突触上，更新其权重。该装置可以实现突触权重自动调节功能，各个权重之间可以相互转换，转换次数达1012。全光脉冲突触相比基于电子元器件的脉冲突触，具有抗干扰、低功耗、结构简单、调节速度快等优点，有望为光神经网络的发展提供了重要方向。

公开(公告)号：CN113724758B

公开(公告)日：2023-07-14

申请号：CN202111021709.6

申请日：2021-09-01

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 金威 ,  程思莹 ,  李翔 ,  李亚茹 ,  张毅博 ,  张亚勋 ,  张羽 ,  刘志海 ,  杨军 ,  苑立波

IPC: G11C13/04 ,  G11C16/10 ,  G11C16/26

Abstract: 本发明提供一种多芯光纤忆阻器件及“擦、写、读”方案。该多芯光纤忆阻器件及“擦、写、读”方案，包括“读、写、擦”激光输出模块、多芯光纤忆阻器、“读”多芯探测模块，其中多芯光纤忆阻器包括多芯光纤、光学相变材料薄膜和防氧化增反膜。在多芯光纤端面后依次镀有光学相变材料薄膜和防氧化增反膜来构造多芯光纤忆阻器；各个纤芯中注入“擦、写”脉冲激光分别对各纤芯端面的光学相变材料的相态进行调控，不同相态下的光学相变材料反射率存在差异，通过“读”连续激光读取每个纤芯的存储状态，从而实现多芯非易失性全光存储。该多芯光纤忆阻器件基于空分复用理念提升单芯光纤非易失性存储的维度，可极大地提高通信、存储容量，突破当前普通单模光纤信息容量极限。

公开(公告)号：CN113724757B

公开(公告)日：2023-07-14

申请号：CN202111020392.4

申请日：2021-09-01

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张羽 ,  刘帅 ,  金威 ,  李翔 ,  程思莹 ,  李亚茹 ,  张亚勋 ,  刘志海 ,  杨军 ,  苑立波

IPC: G11C13/04 ,  G11C13/00

Abstract: 本发明提供了一种光纤忆阻单元。该光纤忆阻单元，包括单模光纤、光学相变材料薄膜和防氧化增反膜。其中，所述光学相变材料薄膜位于单模光纤端面，防氧化增反膜位于光学相变材料后。该单模光纤忆阻单元的反射率在脉冲光的加载下表现出有高低反射率的变化，并具有非易失性效应，实现非易失性全光存储。该单模光纤忆阻单元可以用作一种全光调控的光纤存储器件，具备存储速率高、能耗低以及抗电磁干扰等优点，能与光纤通信网络、光纤传感网络兼容，具有重要的应用潜力。

公开(公告)号：CN113900277B

公开(公告)日：2023-06-23

申请号：CN202111020356.8

申请日：2021-09-01

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 金威 ,  李亚茹 ,  李翔 ,  程思莹 ,  张毅博 ,  张亚勋 ,  张羽 ,  刘志海 ,  杨军 ,  苑立波

IPC: G02F1/01

Abstract: 本发明提供一种基于相变材料的光纤环开关。该基于相变材料的光纤环开关由两只拉锥型一分二光纤耦合器及光纤相变材料单元组成。将两只拉锥型一分二光纤耦合器的直通臂焊接成光纤环结构，在光纤环中单模光纤侧壁制作凹槽结构，依次镀相变材料薄膜及防氧化薄膜，构成光纤相变材料单元。光纤环开关有四个端口，其中两个对角线端口分别注入光脉冲对光纤相变材料单元进行调制与探测连续光对光纤环开关的状态进行监测。当高能窄带脉冲注入时，光纤环处于“闭合”状态；当低能宽带脉冲注入时，此时光纤环处于“断开”状态。该基于相变材料的光纤环开关作为一种光学调控光开关器件，具有切换速度更快和抗干扰能力更强的优点。

公开(公告)号：CN113724757A

公开(公告)日：2021-11-30

申请号：CN202111020392.4

申请日：2021-09-01

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 张羽 ,  刘帅 ,  金威 ,  李翔 ,  程思莹 ,  李亚茹 ,  张亚勋 ,  刘志海 ,  杨军 ,  苑立波

IPC: G11C13/04 ,  G11C13/00

Abstract: 本发明提供了一种光纤忆阻单元。该光纤忆阻单元，包括单模光纤、光学相变材料薄膜和防氧化增反膜。其中，所述光学相变材料薄膜位于单模光纤端面，防氧化增反膜位于光学相变材料后。该单模光纤忆阻单元的反射率在脉冲光的加载下表现出有高低反射率的变化，并具有非易失性效应，实现非易失性全光存储。该单模光纤忆阻单元可以用作一种全光调控的光纤存储器件，具备存储速率高、能耗低以及抗电磁干扰等优点，能与光纤通信网络、光纤传感网络兼容，具有重要的应用潜力。

公开(公告)号：CN113642718A

公开(公告)日：2021-11-12

申请号：CN202111021684.X

申请日：2021-09-01

Applicant: 哈尔滨工程大学

Inventor： 刘志海 ,  程思莹 ,  金威 ,  李翔 ,  李亚茹 ,  张毅博 ,  张亚勋 ,  张羽 ,  杨军 ,  苑立波

IPC: G06N3/04 ,  G06N3/067 ,  G06N3/08

Abstract: 本发明公开一种光纤脉冲神经元构建方案。该光纤脉冲神经元构建方案包括光脉冲源模块、光纤突触模块、光纤胞体模块以及光纤反馈回路模块。以光纤为基底结合相变材料模拟生物神经元的突触和胞体功能，以此为基础构造具备四个输入端的光纤脉冲神经元；不同波长的光脉冲调整各自光纤突触的权重值，能量合束后调整胞体的状态，当总体光脉冲能量超过光纤胞体的阈值，则光纤脉冲神经元有光脉冲输出；该光纤脉冲神经元可以通过监督学习或非监督学习的方式完成模式学习；学习完成之后的光纤脉冲神经元可对波长模式进行识别。该光纤脉冲神经元首次赋予光纤智能功能，且其工作过程完全由光脉冲信号实现，相比传统电学脉冲神经元具有功耗更低、结构简单及运行速度快等优势，为类脑计算提供一种全新的光学可行性方案。