計算,是現(xiàn)代社會的基石。面對著日益復雜的科學和工程問題,以及不斷增長的數(shù)據量,更高性能的計算一直是人們在信息處理方面的核心需求。毫無疑問,在過去的幾十年中,電計算一直扮演著最重要的角色,從超級計算機到智能手機,一系列的晶體管技術的革新持續(xù)推動著電計算的發(fā)展。但隨著登納德縮放定律失效以及摩爾定律發(fā)展放緩,人們也逐漸看到了電計算在某些方面的限制。尤其是互聯(lián)尺寸縮小帶來的速率和功耗限制,以及傳統(tǒng)的馮諾依曼結構在解決一些諸如識別、優(yōu)化等復雜問題上的低效率,促使人們開始尋找一些新的計算方式來形成有效補充。全光運算就是這其中重要的發(fā)展方向之一,盡管有過曲折的歷史,但近年來光互聯(lián)技術的發(fā)展,以及光子集成技術的逐漸成熟,給光運算帶來了新的機遇。一方面結合光互聯(lián)實現(xiàn)線上光運算,能夠避免光/電和電/光轉換帶來的速率瓶頸和額外功耗;另一方面光本身獨特的并行特性以及加載超高速信號的能力,結合集成器件小尺寸、低功耗的優(yōu)勢,讓光運算有望在一些特殊的場景中實現(xiàn)高運算性能。因此,在大約2010年之后,光運算開始重新受到關注。在本論文中,我們針對光互連背景下的光學邏輯運算,以及光學微分運算、微分方程求解這一類光學隱喻計... 

【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：144 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

光計算發(fā)展歷程示意圖

中 科 技 大 學 博 士 學 位 論 導體，調制器則是基于 LiNbO3等等。這主要是因為硅材料本由于它是一種間接帶隙的材料，不能直接制作出高效的光源[心對稱的結構，又決定了它不存在線性電光效應，難以實現(xiàn)傳以，在之后的十年中，關于這種集成芯片的實際進展非常緩慢來了發(fā)展歷程中重要的轉折點，在這之前，通過在硅中摻雜[光源的研究中取得了一定的進展[25]，而恰好在這一年，Intel首次實現(xiàn)了帶寬超過 1GHz 的光學調制器[32]，由此，硅作為一開始被逐漸掃除。同時，得益于政府和產業(yè)界的投資，硅光領加快[22]。光放大器

次實現(xiàn)了帶寬超過 1GHz 的光學調制器[32]，由此，硅作為始被逐漸掃除。同時，得益于政府和產業(yè)界的投資，硅光快[22]。HBT，HEMT或MODFET激光器定向耦合器光放大器光纖BiCMOS集成電路光波導2×2光開關電光調制器探測器集成V槽圖 1-2 “超級芯片”示意圖[27, 28]300015000


本文編號：3095910