本技術(shù)實(shí)施例涉及光子器件，具體而言，涉及一種光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)、制備方法、光學(xué)衍射系統(tǒng)、控制方法、控制裝置、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品和電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的基于電子的處理器頻率只有幾個(gè)ghz，無法滿足超高速、低延遲的海量數(shù)據(jù)處理，而基于光子的光學(xué)器件能達(dá)到1?00thz的超高頻率，擁有超高的帶寬、極低的延遲和功耗。光學(xué)的這些優(yōu)異特性，使得光計(jì)算成為解決人工智能時(shí)代算力瓶頸的重要技術(shù)路徑。對(duì)于傳統(tǒng)的電學(xué)器件，電子在導(dǎo)體/半導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)熱，導(dǎo)致電學(xué)器件有著較高的能耗，能耗瓶頸嚴(yán)重制約著傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)算力的提升?，F(xiàn)有技術(shù)中會(huì)在光學(xué)衍射器件的入射波導(dǎo)處添加相位調(diào)制器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器(dac，digital?to?analog?converter)等控制部件，大大增加了光計(jì)算的整體功耗；或現(xiàn)有技術(shù)中的光學(xué)衍射器件主要應(yīng)用于光通信，不涉及光計(jì)算領(lǐng)域的應(yīng)用，且該器件中的不同陣列波導(dǎo)之間相互獨(dú)立(沒有干涉衍射發(fā)生)，無法應(yīng)用于光學(xué)衍射計(jì)算。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)實(shí)施例提供了一種光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)、制備方法、光學(xué)衍射系統(tǒng)、控制方法、控制裝置、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品和電子設(shè)備，以至少解決相關(guān)技術(shù)中光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重功耗的問題。

2、根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)，包括：控制模塊；光電器件，所述光電器件與所述控制模塊電連接，用于接收入射光，所述光電器件包括：襯底；波導(dǎo)層，位于所述襯底的一側(cè)，所述波導(dǎo)層具有衍射光區(qū)，所述衍射光區(qū)用于產(chǎn)生與所述入射光對(duì)應(yīng)的第一衍射信息；多個(gè)調(diào)控組件，間隔的位于所述衍射光區(qū)，所述控制模塊至少用于控制所述調(diào)控組件調(diào)控位于所述衍射光區(qū)的所述波導(dǎo)層的折射率發(fā)生變化，以將所述第一衍射信息更新為第二衍射信息，所述第二衍射信息用于反饋目標(biāo)圖像信息。

3、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述調(diào)控組件包括溫度調(diào)控部和衍射部，其中：所述衍射部位于所述波導(dǎo)層中，所述溫度調(diào)控部位于所述衍射部背離所述襯底的一側(cè)，所述溫度調(diào)控部用于調(diào)控與所述衍射光區(qū)對(duì)應(yīng)的溫度，所述溫度與所述折射率具有預(yù)設(shè)關(guān)系，所述衍射部與所述溫度調(diào)控部一一對(duì)應(yīng)，所述調(diào)控組件沿第一方向間隔分布，所述波導(dǎo)層在背離所述襯底的一側(cè)具有第一表面，所述第一方向?yàn)槠叫杏谒龅谝槐砻娴姆较颉?/p>

4、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述衍射部貫穿所述波導(dǎo)層，所述溫度調(diào)控部與所述衍射部的尺寸相同。

5、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述波導(dǎo)層還具有入射光區(qū)，所述入射光區(qū)位于所述衍射光區(qū)的一側(cè)，所述入射光區(qū)中具有多個(gè)第一凹槽，所述第一凹槽沿所述第一方向排列，所述第一凹槽貫穿所述波導(dǎo)層并沿第二方向延伸，所述第一凹槽在所述第二方向上的至少一側(cè)具有第一區(qū)域，所述第一區(qū)域用于形成多個(gè)光通路，所述第二方向平行于所述第一表面且與所述第一方向垂直。

6、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)還包括絕緣層，所述絕緣層位于所述襯底與所述波導(dǎo)層之間。

7、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)還包括出射光區(qū)，所述出射光區(qū)位于所述衍射光區(qū)背離所述入射光區(qū)的一側(cè)。

8、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述控制模塊包括fpga。

9、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述控制模塊用于控制所述入射光的光相位發(fā)生變化。

10、根據(jù)本技術(shù)的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種光學(xué)衍射系統(tǒng)，包括：所述的光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)，所述光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)包括多個(gè)探測(cè)器，所述探測(cè)器位于所述光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)的光電器件中，所述光電器件包括出射光區(qū)，多個(gè)所述探測(cè)器在所述出射光區(qū)中沿第二方向間隔分布，所述探測(cè)器與所述光電器件中的光通路一一對(duì)應(yīng)，所述第二方向與所述光電器件的波導(dǎo)層背離所述光電器件中襯底的第一表面平行且與第一方向垂直，所述第一方向平行于所述第一表面；光源，用于向所述光電器件發(fā)射光線；處理器，分別與所述探測(cè)器和所述光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)電連接，用于將目標(biāo)圖像傳輸至所述光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)，以使所述光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)根據(jù)目標(biāo)圖像得到所述目標(biāo)圖像的衍射信息。

11、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述光學(xué)衍射系統(tǒng)還包括分束器，所述分束器用于將所述入射光拆分為多束子光線，所述子光線沿所述光通路傳輸，所述子光線與所述光通路一一對(duì)應(yīng)。

12、根據(jù)本技術(shù)的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種上述的光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)的制備方法，提供襯底；在所述襯底的一側(cè)形成波導(dǎo)層，所述波導(dǎo)層具有衍射光區(qū)，所述衍射光區(qū)用于產(chǎn)生與所述入射光對(duì)應(yīng)的第一衍射信息；在位于所述衍射光區(qū)的波導(dǎo)層上形成多個(gè)調(diào)控組件，所述調(diào)控組件間隔的位于所述衍射光區(qū)，得到光電器件；提供控制模塊，與所述光電器件電連接，所述控制模塊至少用于控制所述調(diào)控組件調(diào)控位于所述衍射光區(qū)的所述波導(dǎo)層的折射率發(fā)生變化，以將所述第一衍射信息更新為第二衍射信息，所述第二衍射信息用于反饋目標(biāo)圖像信息。

13、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述制備方法還包括：在位于入射光區(qū)的波導(dǎo)層中形成第一凹槽，所述第一凹槽貫穿于所述波導(dǎo)層，所述第一凹槽沿第一方向排列，所述第一凹槽沿第二方向延伸，所述第一凹槽在所述第二方向上的至少一側(cè)具有第一區(qū)域，所述第一區(qū)域用于使位于所述入射光區(qū)的所述波導(dǎo)層形成多個(gè)光通路，所述第二方向平行于所述波導(dǎo)層且與第一方向垂直，所述第一方向與所述波導(dǎo)層平行。

14、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，形成多個(gè)調(diào)控組件的步驟包括：在位于所述衍射光區(qū)的所述波導(dǎo)層中形成多個(gè)第二凹槽，所述第二凹槽貫穿所述波導(dǎo)層；在所述第二凹槽向中沉積導(dǎo)熱材料，形成衍射部；在所述衍射部背離所述襯底的一側(cè)沉積電阻加熱材料，形成溫度調(diào)控部，所述溫度調(diào)控部和所述衍射部組成所述調(diào)控組件。

15、根據(jù)本技術(shù)的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種上述的光學(xué)衍射系統(tǒng)的控制方法，包括：向所述光學(xué)衍射系統(tǒng)中的光源發(fā)送第一控制信號(hào)，以使所述光源向所述光學(xué)衍射系統(tǒng)的光電器件發(fā)射入射光，所述入射光具有第一衍射信息；向所述光學(xué)衍射系統(tǒng)中的光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)發(fā)送目標(biāo)圖像，以使所述光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)根據(jù)目標(biāo)圖像發(fā)出與所述目標(biāo)圖像對(duì)應(yīng)的衍射信息，并使所述光學(xué)衍射系統(tǒng)中的探測(cè)器接收第二衍射信息，所述第二衍射信息為所述第一衍射信息更新后的衍射信息。

16、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述向所述光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)發(fā)送目標(biāo)圖像，包括：向所述光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)中的控制模塊發(fā)送第二獲取信號(hào)，以使所述控制模塊獲取所述目標(biāo)圖像；向所述控制模塊發(fā)送第二控制信號(hào)，以使所述控制模塊向溫度調(diào)控部傳輸目標(biāo)電流，使得所述光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)的衍射部處的波導(dǎo)層具有目標(biāo)溫度和目標(biāo)折射率，所述目標(biāo)折射率用于將所述第一衍射信息更新為第二衍射信息，所述第二衍射信息用于反饋目標(biāo)圖像信息。

17、在一個(gè)示例性實(shí)施例中，所述光學(xué)衍射系統(tǒng)還包括分束器，所述向所述光學(xué)衍射系統(tǒng)的光源發(fā)送第一控制信號(hào)，包括：向所述光源發(fā)送第一子控制信號(hào)，以使所述光源發(fā)出所述入射光，并通過所述分束器將所述入射光拆分為多束子光線，所述子光線沿所述光通路傳輸，所述子光線與所述光通路一一對(duì)應(yīng)。

18、根據(jù)本技術(shù)的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種光學(xué)衍射系統(tǒng)的控制裝置，包括：控制模塊，用于向所述光學(xué)衍射系統(tǒng)中的光源發(fā)送第一控制信號(hào)，以使所述光源向所述光學(xué)衍射系統(tǒng)的光電器件發(fā)射入射光，所述入射光具有第一衍射信息；發(fā)送模塊，向所述光學(xué)衍射系統(tǒng)中的光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)發(fā)送目標(biāo)圖像，以使所述光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)根據(jù)目標(biāo)圖像發(fā)出與所述目標(biāo)圖像對(duì)應(yīng)的衍射信息，并使所述光學(xué)衍射系統(tǒng)中的探測(cè)器接收第二衍射信息，所述第二衍射信息為所述第一衍射信息更新后的衍射信息。

19、根據(jù)本技術(shù)的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其中，所述計(jì)算機(jī)程序被處理設(shè)備執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的控制方法的步驟。

20、根據(jù)本技術(shù)的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令被處理設(shè)備執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的控制方法。

21、根據(jù)本技術(shù)的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理設(shè)備以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理設(shè)備上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理設(shè)備執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的控制方法的步驟。

22、本技術(shù)通過控制模塊控制光電器件對(duì)入射光進(jìn)行光學(xué)衍射計(jì)算，光學(xué)衍射計(jì)算結(jié)果得到目標(biāo)圖像的第二衍射信息，光電器件具有調(diào)整局部波導(dǎo)層折射率的調(diào)控組件，且光電器件在工作過程中不會(huì)產(chǎn)生熱量，功耗極低，控制模塊直接控制調(diào)控組件改變局部波導(dǎo)層的折射率進(jìn)而對(duì)入射光線進(jìn)行光學(xué)衍射，且控制模塊具有高度并行的特點(diǎn)，替代了現(xiàn)有技術(shù)中的多個(gè)調(diào)控模塊，降低了光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)在進(jìn)行光學(xué)衍射的過程中的整體功耗。因此，可以解決相關(guān)技術(shù)中光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重功耗的問題，實(shí)現(xiàn)了光學(xué)衍射結(jié)構(gòu)具有高速的數(shù)據(jù)計(jì)算能力和低功耗的技術(shù)效果。