自20世紀(jì)80年代以來,腦科學(xué)研究受到了廣泛的關(guān)注,由此興起的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐步成為人工智能領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在歷經(jīng)了第一代的感知器模型和以BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為代表的第二代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)后已經(jīng)發(fā)展到了第三代的spiking神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的基于電學(xué)方式的spiking神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型能有效處理生物神經(jīng)的活動行為,但這種會受到電學(xué)器件帶寬、距離、功耗等的限制。近年來,基于半導(dǎo)體光放大器、光纖激光器、半導(dǎo)體激光器等不同光子神經(jīng)模型因可突破電子器件帶寬的限制,且可提供超快spiking動力學(xué)而被相繼提出。垂直腔面發(fā)射激光器（VCSELs）因具有低成本、低能耗、易于集成到二維陣列、與光纖高的耦合效率等一些獨(dú)特的優(yōu)勢而可能成為光子神經(jīng)元的理想器件。因此,深入研究VCSELs光子神經(jīng)元的超快spiking動力學(xué)特性對推動VCSELs在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)展應(yīng)用具有重要意義。本文基于VCSELs的自旋反轉(zhuǎn)模型（SFM）,理論研究了VCSELs光子神經(jīng)元的spiking動力學(xué)特性研究:對于單一脈沖擾動的情況,激光器在適當(dāng)?shù)淖⑷霔l件下可激發(fā)出比生物神經(jīng)快約8個量級的超快spikes信號。當(dāng)擾動信號強(qiáng)度較小... 

【文章來源】：西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：46 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
    1.2 spiking神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
    1.3 光子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
    1.4 光子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.5 論文研究意義與內(nèi)容安排
第2章 垂直腔面發(fā)射激光器及其理論模型
    2.1 VCSELs的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
    2.2 VCSELs的發(fā)展歷史
    2.3 VCSELs的理論模型
        2.3.1 L-K速率方程
        2.3.2 自旋反轉(zhuǎn)模型(Spin-Flip Model,SFM)
    2.4 光注入VCSELs的速率方程
    2.5 本章小結(jié)
第3章 VCSELs光子神經(jīng)元的spiking動力學(xué)特性研究
    3.1 單脈沖注入下VCSELs光子神經(jīng)元spiking動力學(xué)特性研究
        3.1.1 外部擾動持續(xù)時間對激發(fā)的spike信號的影響
        3.1.2 外部擾動強(qiáng)度對激發(fā)的spike信號的影響
    3.2 兩個連續(xù)脈沖注入下VCSELs光子神經(jīng)元spiking動力學(xué)特性研究
        3.2.1 VCSELs光子神經(jīng)元的不應(yīng)期現(xiàn)象
        3.2.2 擾動持續(xù)時間對VCSELs光子神經(jīng)元的不應(yīng)期影響
        3.2.3 擾動強(qiáng)度對VCSELs光子神經(jīng)元的不應(yīng)期影響
    3.3 本章小結(jié)
第4章 兩個單向耦合的VCSELs光子神經(jīng)元抑制spiking動力學(xué)傳輸特性研究
    4.1 VCSELs光子神經(jīng)元抑制的spike信號傳輸現(xiàn)象
    4.2 外部擾動持續(xù)時間對抑制的spike信號傳輸特性的影響
    4.3 外部擾動強(qiáng)度對對抑制的spike信號傳輸特性的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)束語
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]AlphaGo的高智商是怎樣煉成的[J]. 周倩.  中國工業(yè)和信息化. 2018(06)
[2]擾動信號強(qiáng)度對VCSEL光子神經(jīng)Spiking動力學(xué)特性的影響[J]. 譚志存,鄧濤.  西南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(11)
[3]光學(xué)神經(jīng)擬態(tài)計算研究進(jìn)展[J]. 王睿,任全勝,趙建業(yè).  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2016(12)
[4]高速光通信中的全光數(shù)字信號處理技術(shù)[J]. 王智.  科技導(dǎo)報. 2016(16)
[5]從藍(lán)腦計劃到人腦計劃:歐盟腦研究計劃評介[J]. 顧凡及.  科學(xué). 2013(04)

博士論文
[1]光注入及光電反饋垂直腔面發(fā)射激光器的非線性動力學(xué)特性研究[D]. 陳建軍.西南大學(xué) 2017

碩士論文
[1]硅基光子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型探究[D]. 克金龍.北京郵電大學(xué) 2018
[2]光子脈沖神經(jīng)元權(quán)重器件—可調(diào)光衰減器的研制[D]. 宋曉佳.北京交通大學(xué) 2017



本文編號：3188398