Διερεύνηση των λέιζερ εγκλείδωσης τρόπων ως μέσα για την υλοποίηση επεξεργασίας οπτικών σημάτων βραχέων παλμών
Investigation of mode-locked lasers for processing short-pulse optical signals
Keywords
Νευρωνικά δίκτυα ; Φωτονικό νευρωνικό δίκτυο ; Laser εγκλείδωσης ρυθμών ; Mode locked laser ; MLL ; Nευρώνας ; Δυναμικό δράσης ; XOR πύλη ; ΠαλμοίAbstract
Στη παρούσα διπλωματική εργασία ερευνώνται οι δυνατότητες ενός laser εγκλείδωσης ρυθμών στην επεξεργασία οπτικών σημάτων μεγάλης ταχύτητας. Για την επίτευξη αυτού του στόχου χρησιμοποιείται η λογική των νευρωνικών δικτύων τα οποία είναι σύγχρονα εργαλεία επεξεργασίας σημάτων. Αρχικά, όμως, μελετάται ο νευρώνας ως βιολογικό στοιχείο και αναλύονται η δομή, η συμπεριφορά του και οι λειτουργίες του. Ύστερα γίνεται προσομοίωση και περιγραφή των μαθηματικών μοντέλων που διέπουν την συμπεριφορά τους. Έπειτα αναλύεται η δομή ενός laser εγκλείδωσης ρυθμών, ως βασική μονάδα ενός οπτικού νευρωνικού δικτύου, προσομοιώνεται και εξετάζεται η λειτουργία του μέσω του μοντέλου υστερημένης διαφορικής εξίσωσης. Οι βασικές λειτουργίες του νευρώνα προσομοιώνονται μέσω του laser αυτού και τέλος ένα παράδειγμα νευρωνικού δικτύου υλοποίησης της XOR πύλης μελετάται εξ’ ολοκλήρου.
Abstract
The potential of mode locked lasers to be used as devices for ultra fast processing of signals is investigated. This is achieved by comparing the device with neurons and introducing the concept of neural network which is a modern and reliable way of processing. Firstly, the structure, the behavior and operation of a biological neuron are examined. The mathematical models that follow the behavior of neurons are presented and analyzed. Next, the structure and operation of mode locked lasers is examined theoretically and analytically using a delay differential equation model. The comparison between the model and the expected behavior is shown. The main dynamics of a neuron are introduced and emulated by a mode locked laser. Finally, an example of optical neural network implementing the XOR gate is built and studied from scratch.
Number of pages
109Faculty
Σχολή Τεχνολογικών ΕφαρμογώνAcademic Department
Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών Τ.Ε.Language
GreekCollections
Except where otherwise noted, this item's license is described as
Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα
Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα