کنفرانس مهندسی برق ایران

صفحه اصلی / سی و سومین کنفرانس بین المللی مهندسی برق

طراحی لایه Max-Pooling نوری مجتمع مبتنی بر Ge2Sb2Te5 برای شبکه های عصبی پیچشی نوری

نویسندگان :

سمانه امیری¹ دکتر مهدی میری²

1- دانشگاه شیراز،دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر 2- دانشگاه شی

کلمات کلیدی :

تزویجگر تداخل چند مد،دیسک دوپایدار نوری،شبکه های عصبی کانولوشنی،لایه Max-Pooling،مواد تغییر فاز

چکیده :

– شبکه عصبی پیچشی از لایه های پیچش، Max-Pooling و کاملاً متصل (fully-Connected) تشکیل می‌شود. در این مقاله لایه Max-Pooling تمام نوری مجتمع مبتنی بر ماده تغییر فاز GST، با استفاده از تزویجگر تداخل چند مد، دیسک دو پایدار نوری و تضعیف کننده نوری برای اولین بار طراحی و شبیه‌سازی شده است. با تنظیم مشخصات ساختار دیسک دو پایدار نوری هم به صورت کلید و هم به عنوان دروازه منطقی وارونساز (Not) تمام نوری عمل می‌کند. طراحی‌های تمام نوری برای لایه‌های پیچش و کاملاً متصل پیش از این ارائه شده است اما تا کنون یک طراحی برای لایه Max-Pooling به صورت تمام نوری و بدون نیاز به اجزاء و مدارهای الکترونیکی گزارش نشده است. در این مطالعه ابتدا اجزاء نوری طرح ارائه شده با روش تفاضلهای متناهی در حوزه زمان (FDTD) در حالت سه بعدی شبیه سازی شده و مشخصات هر یک استخراج شده است. سپس عملکرد چیدمان کلی آنها (لایه Max-Pooling) با روش تئوری تزویج مد (Coupled Mode Theory) مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه‌سازی برای دیسک دوپایدار نوری توان آستانه 0.97W و زمان افت و خیر 1.53ps و 1.24ps با ابعاد کلی 2m×2.2m، برای تزویجگر تداخل چند مد "تلفات الحاقی" کمتر از 0.5dB با ابعاد کلی 37.5m×3.6m، و برای تضعیف کننده نسبت حذف 13.7dB با ابعاد کلی 40m×7m (همگی در محدوده طول موج کاری ~1550nm) نشان می‌دهد. همچنین مدلسازی تئوری تزویج مورد عملکرد صحیح سیستم کلی را (در حضور و درغیاب تاخیر زمانی میان پالسهای داده‌ ورودی) تائید می‌کند.