論文の概要: Interfacing spiking VCSEL-neurons with silicon photonics weight banks towards integrated neuromorphic photonic systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.00788v1
• Date: Mon, 1 May 2023 12:27:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-02 13:22:38.633299
• Title: Interfacing spiking VCSEL-neurons with silicon photonics weight banks towards integrated neuromorphic photonic systems
• Title（参考訳）: シリコンフォトニクス重みバンクを用いたスパイキングvcsel-neuronsの神経形態光システムへの応用
• Authors: Mat\v{e}j Hejda, Eli A. Doris, Simon Bilodeau, Joshua Robertson, Dafydd Owen-Newns, Bhavin J. Shastri, Paul R. Prucnal, Antonio Hurtado
• Abstract要約: 超高速VCSEL-neuronとシリコンフォトニクス集積マイクロリング共振器(MRR)重みバンクを用いた相互接続系を実験的に検討した。 本稿では,MRR重みバンクをスパイクVCSELニューロンと共役させてサブns光スパイキング信号の振幅重み付けを行うことを示す。 マイクロリング共振器の熱調整による光スパイク発振率符号化を行う。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Spiking neurons and neural networks constitute a fundamental building block for brain-inspired computing, which is posed to benefit significantly from photonic hardware implementations. In this work, we experimentally investigate an interconnected system based on an ultrafast spiking VCSEL-neuron and a silicon photonics (SiPh) integrated micro-ring resonator (MRR) weight bank, and demonstrate two different functional arrangements of these devices. First, we show that MRR weightbanks can be used in conjuction with the spiking VCSEL-neurons to perform amplitude weighting of sub-ns optical spiking signals. Second, we show that a continuous firing VCSEL-neuron can be directly modulated using a locking signal propagated through a single weighting micro-ring, and we utilize this functionality to perform optical spike firing rate-coding via thermal tuning of the micro-ring resonator. Given the significant track record of both integrated weight banks and photonic VCSEL-neurons, we believe these results demonstrate the viability of combining these two classes of devices for use in functional neuromorphic photonic systems.
• Abstract（参考訳）: スパイキングニューロンとニューラルネットワークは、脳にインスパイアされたコンピューティングの基本的な構成要素であり、フォトニックハードウェアの実装から著しく恩恵を受けている。 本研究では,超高速なVCSEL-neuronとシリコンフォトニクス(SiPh)集積マイクロリング共振器(MRR)重みバンクに基づく相互接続系を実験的に検討し,その2つの機能的配置を実証する。 まず,MRR重みバンクをスパイクVCSELニューロンと共役させてサブns光スパイキング信号の振幅重み付けを行う方法を示す。 第2に, 連続発火VCSEL-neuronは, 単一重み付けマイクロリングを介して伝搬するロック信号を用いて直接変調可能であることを示し, マイクロリング共振器の熱チューニングによる光スパイク発火率符号化を行う。 統合ウエイトバンクとフォトニックvcsel-neuronsの両方の有意な実績から、これらの2つのタイプのデバイスが機能的ニューロモルフィックフォトニックシステムで使用されることの生存可能性を示す。

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