硅基集成光学数字信号处理器的研究
批准号:
61235001
项目类别:
重点项目
资助金额:
300.0 万元
负责人:
杨林
依托单位:
学科分类:
光学信息获取、显示与处理
结题年份:
2017
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
方青、刘宇、张磊、冀瑞强、丁建峰、陈红涛、朱巍巍、闵锐、陈乔杉
中文摘要
在涉及国家安全与关系国计民生的重要领域,都迫切需要海量数据处理技术。受电子瓶颈的限制,传统的电学处理开始难以满足逐年以指数速率增长的数据量的实时、高速处理要求,发展新的有潜力的海量数据处理技术迫在眉睫。向量-矩阵乘法在众多的学科领域都是一种非常重要的基本运算,利用光学并行和高速调制的特性,为电学处理器加入光学运算内核是非常有前景而又切实可行的实现高性能计算的方案。.本课题提出光学数字信号处理器的硅基集成化方案,重点开展硅基集成光学数字信号处理器的系统设计、硅基集成光学数字信号处理器的结构设计(包括:高光学带宽、高速硅光调制器列阵的研究、光学向量扇出与扇入技术的研究、波长可寻址高速光调制器矩阵的研究、光学数字信号处理器集成技术的研究)、硅基集成光学数字信号处理器的制作工艺、光学数字信号处理器的测试技术等的研究。预期研制出计算速度为百亿次乘加运算/秒的硅基集成光学数字信号处理器。
英文摘要
Mass data processing technology is demanded in many fields related to national security, national economy and people's livelihood. Limited by electronic bottleneck, electrical processing technology starts to face the difficulty of meeting the requirements of high-speed and real-time processing of exponentially growing data. It is urgent to develop new potential mass data processing technology. Vector-matrix multiplication is an extremely important basic operation in many modern disciplines. Due to the intrinsic inherent parallelism and high-speed modulation of optics, adding an optical processing core to electrical processor is an efficient way to realizing high-performance computing system..This proposal intends to study the silicon-based integrated optical digital signal processor. We will focus on the study of the system design methodology of silicon-based integrated optical digital signal processor, structual design of silicon-based integrated optical digital signal processor (including high-speed, high-optical-bandwidth modulator array, fan-out and fan-in of optical vector, Wavelength addressable high-speed modulator matrix, the functional integration of optical digital signal processor), the manufacturing processs and characterization of silicon-based integrated optical digital signal processor. We plan to develop the silicon-based integrated optical digital signal processor with a computing speed of ten billion multiplication and accumulation per second at the termination of this proposal.
在涉及国家安全与关系国计民生的重要领域,都迫切需要海量数据处理技术。受电子瓶颈的限制,传统的电学处理开始难以满足逐年以指数速率增长的数据量的实时、高速处理要求,发展新的有潜力的海量数据处理技术迫在眉睫。向量-矩阵乘法在众多的学科领域都是一种非常重要的基本运算,利用光学并行和高速调制的特性,为电学处理器加入光学运算内核是非常有前景而又切实可行的实现高性能计算的方案。.本项目提出了光学数字信号处理器的硅基集成化方案,重点开展了硅基集成光学数字信号处理器的系统设计、硅基集成光学数字信号处理器的结构设计(包括:高光学带宽、高速硅光调制器列阵的研究、光学向量扇出与扇入技术的研究、波长可寻址高速光调制器矩阵的研究、光学数字信号处理器集成技术的研究)、硅基集成光学数字信号处理器的制作工艺、光学数字信号处理器的测试技术等的研究。.项目组通过五年的努力,取得了一系列的研究成果,达到了项目目标,制作出了每秒完成160亿乘加运算的硅基光学信号处理器,完成了项目申请时的所有指标要求。同时完成了64Gbps的Mach-Zehnder硅光调制器和32Gbps的微环调制器的研制工作。.通过本项目的实施,中科院半导体所成功将硅基集成光学矩阵处理器的速度达到了160亿次每秒,计算速度方面已经接近电学处理器,从而使硅基集成光学矩阵处理器的研究向前迈了一大步。希望通过后续的努力能够继续提高硅基集成光学矩阵处理器的速度,充分发挥光学并行计算的优势,未来能够采用该技术进行海量数据处理,为国民经济的发展做出贡献。
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1 Gbps directed optical decoder based on two cascaded microring resonators
基于两个级联微环谐振器的 1 Gbps 定向光解码器
DOI:
10.1364/ol.39.004255
发表时间:
2014
期刊:
Optics Letters
影响因子:
3.6
作者:
[Chen Qiaoshan, Zhang Fanfan, Zhang Lei, Tian Yonghui, Zhou Ping, Ding Jianfeng, Yang Lin]
通讯作者:
Yang Lin
Silicon PAM-4 optical modulator driven by two binary electrical signals with different peak-to-peak voltages
由具有不同峰峰值电压的两个二进制电信号驱动的硅 PAM-4 光调制器
DOI:
10.1364/ol.42.002213
发表时间:
2017-06
期刊:
Optics Letters
影响因子:
3.6
作者:
[Lingchen Zheng, Jianfeng Ding, Sizhu Shao, Lei Zhang, Lin Yang]
通讯作者:
Lin Yang
Reconfigurable non-blocking four-port optical router based on microring resonators.
基于微环谐振器的可重构无阻塞四端口光路由器。
DOI:
--
发表时间:
2015
期刊:
Optics Letters
影响因子:
3.6
作者:
[Yang, Lin, Jia, Hao, Zhao, Yunchou, Chen, Qiaoshan]
通讯作者:
Chen, Qiaoshan
Cascading Second-Order Microring Resonators for a Box-Like Filter Response
级联二阶微环谐振器以实现盒式滤波器响应
DOI:
10.1109/jlt.2017.2775658
发表时间:
2017-12
期刊:
Journal of Lightwave Technology
影响因子:
4.7
作者:
[Lei Zhang, Haiyang Zhao, Haoyang Wang, Wenjing Tian, Jianfeng Ding, Xin Fu, Lin Yang]
通讯作者:
Lin Yang
Silicon 16-QAM optical modulator driven by four binary electrical signals
由四个二进制电信号驱动的硅 16-QAM 光调制器
DOI:
10.1364/ol.42.001636
发表时间:
2017
期刊:
Optics Letters
影响因子:
3.6
作者:
[Jianfeng Ding, Sizhu Shao, Lei Zhang, Xin Fu, Lin Yang]
通讯作者:
Lin Yang
共 21 条
片上Mesh光互连网络节点用光学路由器的研究
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批准号:61575187
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项目类别:面上项目
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资助金额:64.0万元
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批准年份:2015
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负责人:杨林
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依托单位:
用于光信息处理的硅基集成化光学向量-矩阵乘法器
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批准号:60977037
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项目类别:面上项目
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资助金额:52.0万元
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批准年份:2009
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负责人:杨林
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依托单位:
国内基金
海外基金