自20世紀(jì)80年代以來(lái),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(dòng)行為,但這種會(huì)受到電學(xué)器件帶寬、距離、功耗等的限制。近年來(lái),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(dòng)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(shì)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(dòng)力學(xué)特性對(duì)推動(dòng)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(dòng)力學(xué)特性研究:對(duì)于單一脈沖擾動(dòng)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(gè)量級(jí)的超快spikes信號(hào)。當(dāng)擾動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度較小... 

【文章來(lái)源】：西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：46 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(dòng)力學(xué)特性研究
    3.1 單脈沖注入下VCSELs光子神經(jīng)元spiking動(dòng)力學(xué)特性研究
        3.1.1 外部擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間對(duì)激發(fā)的spike信號(hào)的影響
        3.1.2 外部擾動(dòng)強(qiáng)度對(duì)激發(fā)的spike信號(hào)的影響
    3.2 兩個(gè)連續(xù)脈沖注入下VCSELs光子神經(jīng)元spiking動(dòng)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(dòng)持續(xù)時(shí)間對(duì)VCSELs光子神經(jīng)元的不應(yīng)期影響
        3.2.3 擾動(dòng)強(qiáng)度對(duì)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(gè)單向耦合的VCSELs光子神經(jīng)元抑制spiking動(dòng)力學(xué)傳輸特性研究
    4.1 VCSELs光子神經(jīng)元抑制的spike信號(hào)傳輸現(xiàn)象
    4.2 外部擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間對(duì)抑制的spike信號(hào)傳輸特性的影響
    4.3 外部擾動(dòng)強(qiáng)度對(duì)對(duì)抑制的spike信號(hào)傳輸特性的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)束語(yǔ)
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(guó)工業(yè)和信息化. 2018(06)
[2]擾動(dòng)信號(hào)強(qiáng)度對(duì)VCSEL光子神經(jīng)Spiking動(dòng)力學(xué)特性的影響[J]. 譚志存,鄧濤.  西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(11)
[3]光學(xué)神經(jīng)擬態(tài)計(jì)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(hào)處理技術(shù)[J]. 王智.  科技導(dǎo)報(bào). 2016(16)
[5]從藍(lán)腦計(jì)劃到人腦計(jì)劃:歐盟腦研究計(jì)劃評(píng)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(dòng)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(hào)：3188398