論文の概要: Thermal Crosstalk Modelling and Compensation Methods for Programmable Photonic Integrated Circuits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.10589v1
• Date: Tue, 19 Mar 2024 21:19:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-21 19:45:03.216716
• Title: Thermal Crosstalk Modelling and Compensation Methods for Programmable Photonic Integrated Circuits
• Title（参考訳）: プログラマブルフォトニック集積回路の熱クロストークモデリングと補償法
• Authors: Isidora Teofilovic, Ali Cem, David Sanchez-Jacome, Daniel Perez-Lopez, Francesco Da Ros,
• Abstract要約: 我々は,統合可能フォトニックメッシュの異なる場所における熱クロストークの効果を予測するために,3つのモデルを訓練および実験的に評価した。 クロストークによる波長シフトの補正によりモデルの有効性を実験的に検証する。 我々は、トレーニングされていないチップの一部に対する熱クロストークの効果を予測・補償するために、モデルの1つの一般化能力を評価する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Photonic integrated circuits play an important role in the field of optical computing, promising faster and more energy-efficient operations compared to their digital counterparts. This advantage stems from the inherent suitability of optical signals to carry out matrix multiplication. However, even deterministic phenomena such as thermal crosstalk make precise programming of photonic chips a challenging task. Here, we train and experimentally evaluate three models incorporating varying degrees of physics intuition to predict the effect of thermal crosstalk in different locations of an integrated programmable photonic mesh. We quantify the effect of thermal crosstalk by the resonance wavelength shift in the power spectrum of a microring resonator implemented in the chip, achieving modelling errors <0.5 pm. We experimentally validate the models through compensation of the crosstalk-induced wavelength shift. Finally, we evaluate the generalization capabilities of one of the models by employing it to predict and compensate for the effect of thermal crosstalk for parts of the chip it was not trained on, revealing root-mean-square-errors of <2.0 pm.
• Abstract（参考訳）: フォトニック集積回路は光コンピューティングの分野で重要な役割を担い、デジタルコンピューティングに比べて高速でエネルギー効率の高い演算を約束する。 この利点は、行列乗法を実行するための光信号の固有の適合性に起因している。 しかし、熱クロストークのような決定論的現象でさえ、フォトニックチップの正確なプログラミングは難しい課題である。 ここでは,統合可能フォトニックメッシュの異なる位置における熱クロストークの効果を予測するために,物理直観の多様性を取り入れた3つのモデルを訓練し,実験的に評価する。 マイクロリング共振器のパワースペクトルにおける共振波長シフトによる熱クロストークの効果を定量化し, モデル化誤差<0.5 pm。 クロストークによる波長シフトの補正によりモデルの有効性を実験的に検証する。 最後に、トレーニングされていないチップのサーマルクロストークの効果を予測・補償するために、モデルの一つの一般化能力を評価し、2.0 pmのルート平均二乗誤差を明らかにした。

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