Relief-Surface-Based On-Chip Hybrid Diffraction Neural Network Enabled by Authentic All-Optical Fully Connected Architecture

衍射 炸薯条 材料科学 曲面(拓扑) 人工神经网络 建筑 计算机科学 光电子学 纳米技术 光学 电信 物理 人工智能 几何学 艺术 视觉艺术 数学
作者
Haiqi Gao,Shaoqing Yu,Yipeng Chen,Yu-Jie Liu,Junren Wen,Haidong He,Yuchuan Shao,Yueguang Zhang,Weidong Shen,Chenying Yang
出处
期刊:ACS Photonics [American Chemical Society]
卷期号:11 (11): 4818-4829 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acsphotonics.4c01342
摘要

Optical Diffraction Neural Networks (DNNs), a subset of Optical Neural Networks (ONNs), show promise in mirroring the prowess of electronic networks. This study introduces the Hybrid Diffraction Neural Network (HDNN), a novel architecture that incorporates matrix multiplication into DNNs, synergizing the benefits of conventional ONNs with those of DNNs to surmount the modulation limitations inherent in optical diffraction neural networks. Utilizing a singular phase modulation layer and an amplitude modulation layer, the trained neural network demonstrated remarkable accuracies of 96.39 and 89% in digit recognition tasks in simulation and experiment, respectively. Additionally, we develop the Binning Design (BD) method, which effectively mitigates the constraints imposed by sampling intervals on diffraction units, substantially streamlining experimental procedures. Furthermore, we propose an On-chip HDNN that not only employs a beam-splitting phase modulation layer for enhanced integration level but also significantly relaxes device fabrication requirements, replacing metasurfaces with relief surfaces designed by 1-bit quantization. Besides, we conceptualized an all-optical HDNN-assisted lesion detection network, achieving detection outcomes that were 100% aligned with simulation predictions. This work not only advances the performance of DNNs but also streamlines the path toward industrial optical neural network production.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
深情安青应助liujianxin采纳,获得10
1秒前
qsmei2020完成签到,获得积分10
2秒前
bo发布了新的文献求助10
3秒前
wanci应助CXH采纳,获得10
3秒前
zero桥完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
8秒前
胡喵喵完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
xxxxffff发布了新的文献求助50
10秒前
靓丽的如天完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
霸气南珍发布了新的文献求助30
14秒前
想人陪的凤灵完成签到,获得积分10
16秒前
思源应助钱都来采纳,获得10
17秒前
17秒前
许鑫蓁发布了新的文献求助10
17秒前
深情安青应助hh采纳,获得10
18秒前
脑洞疼应助wojiaoxiuer采纳,获得10
19秒前
云然完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
万能图书馆应助fung采纳,获得10
21秒前
润华关注了科研通微信公众号
23秒前
demo完成签到,获得积分10
23秒前
24秒前
蓝天发布了新的文献求助10
24秒前
26秒前
鸢一折纸完成签到,获得积分10
26秒前
噜噜噜噜噜完成签到,获得积分10
26秒前
weihua完成签到,获得积分10
27秒前
28秒前
天天快乐应助开放以蓝采纳,获得10
29秒前
fengzi151发布了新的文献求助10
30秒前
shiyi0709发布了新的文献求助200
31秒前
务实的衫完成签到,获得积分10
32秒前
科研通AI2S应助weihua采纳,获得10
32秒前
黄倩倩完成签到,获得积分10
33秒前
33秒前
liujianxin发布了新的文献求助10
34秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
PowerCascade: A Synthetic Dataset for Cascading Failure Analysis in Power Systems 2000
Various Faces of Animal Metaphor in English and Polish 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Photodetectors: From Ultraviolet to Infrared 500
On the Dragon Seas, a sailor's adventures in the far east 500
Yangtze Reminiscences. Some Notes And Recollections Of Service With The China Navigation Company Ltd., 1925-1939 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6348566
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8163698
关于积分的说明 17174841
捐赠科研通 5405064
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2861881
邀请新用户注册赠送积分活动 1839661
关于科研通互助平台的介绍 1688962