Μονάδα:
Κατεύθυνση Ηλεκτρονική και Ραδιοηλεκτρολογία (Ρ/Η)Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2020-12-14
Συγγραφέας:
Τσιριγώτης Άρης
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Χάρης Μεσαριτάκης, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τµήµα Μηχανικών Επικοινωνιακών και Πληροφοριακών Συστηµάτων, Πανεπιστήμιο Αιγαίου
Ιωάννης Τίγκελης, Καθηγητής, Τμήμα Φυσικής, Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
Αντώνης Μπόγρης, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Υπολογιστών, Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής
Πρωτότυπος Τίτλος:
Αριθμητική αξιολόγηση και βελτιστοποίηση παθητικών φωτονικών στοιχείων για νευρομορφικές εφαρμογές
Γλώσσες εργασίας:
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Αριθμητική αξιολόγηση και βελτιστοποίηση παθητικών φωτονικών στοιχείων για νευρομορφικές εφαρμογές
Περίληψη:
Η νευρομορφική μηχανική στοχεύει στην κατασκευή επεξεργαστικών συστημάτων χαμηλής κατανάλωσης ισχύος, τα οποία θα χρησιμοποιούν βασικές λειτουργίες των νευρικών συστημάτων, με στόχο την υπέρβαση περιορισμών που εμφανίζονται στα συμβατικά υπολογιστικά συστήματα.Παράλληλα, επιλέγεται η κωδικοποίηση της πληροφορίας στα νευρωνικά δίκτυα να γίνεται μέσω spiking σημάτων, διότι υπόσχεται μεγάλη βελτίωση ως προς την υπολογιστική απόδοση ισχύος και την θορυβική ανοχή.Τα φωτονικά συστήματα, λόγω των εγγενών πλεονεκτημάτων τους, καθίστανται ως πλέον κατάλληλα για την υλοποίηση ενός νευρομορφικού spiking συστήματος πληροφορίας, είτε μέσω μιας αυτόνομης φωτονικής προσέγγισης είτε σε συνεργασία με τις ηλεκτρονικές προσεγγίσεις, υπερυψηλών ταχυτήτων και επαρκούς πολυπλοκότητας για ένα ευρύ πεδίο εφαρμογών.
Το reservoir computing αποτελεί ένα πολύ χρήσιμο νευρομορφικό υπολογιστικό πρότυπο, η πλατφόρμα του οποίου παρέχει ένα φυσικό πλαίσιο για την υλοποίηση συστημάτων μάθησης στον τομέα του φωτονικού hardware.Ενώ, οι συντονιστές μικροδακτυλίου αποτελούν μία εξαιρετική παθητική λύση υλοποίησης της συνάρτησης ενεργοποίησης των κόμβων σ’ ένα φωτονικό reservoir computing σύστημα.
Το υπολογιστικό μοντέλο προσομοίωσης που χρησιμοποιήσαμε για το συντονιστή μικροδακτυλίου εκτελούσε τους απαραίτητους αριθμητικούς υπολογισμούς μέσω κυματοδηγικής ανάλυσης, για τον προσδιορισμό των ηλεκτρικών πεδίων στις εξόδους του συντονιστή, λαμβάνοντας υπόψιν τα μη γραμμικά φαινόμενα της απορρόφησης δύο φωτονίων και των μη γραμμικών διακυμάνσεων του δείκτη διάθλασης.Η διπλωματική εργασία χωρίζεται σε δύο γενικά μέρη.
Στο πρώτο μέρος της εργασίας διερευνάται η επίδραση βασικών σχεδιαστικών παραμέτρων, όπως η ακτίνα, ο συντελεστής σύζευξης, οι απώλειες εντός του μικροδακτυλίου και η συχνότητα λειτουργίας, στοχεύοντας στην εύρεση της βέλτιστης μη γραμμικότητας που παρουσιάζει ο συντονιστής.Μελετώνται, για δύο διαφορετικές τοπολογίες συντονιστή μικροδακτυλίου, οι συναρτήσεις μεταφοράς ισχύος των εξόδων του συντονιστή και παρατίθενται οι μετρήσεις των μεγίστων της δευτέρας παραγώγου και των τιμών της ισχύος εισόδου στις οποίες αντιστοιχούν.
Τέλος, στο δεύτερο μέρος της εργασίας διερευνάται η επίδραση των βασικών σχεδιαστικών παραμέτρων στα φασματικά χαρακτηριστικά του συντονιστή.Μελετώνται, για τις δύο τοπολογίες, οι συναρτήσεις μεταφοράς ισχύος των εξόδων του συντονιστή στο πεδίο της συχνότητας και παρουσιάζονται οι μετρήσεις του ER και του FWHM για κάθε περίπτωση.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Θετικές Επιστήμες
Λέξεις-κλειδιά:
Oλοκληρωμένες φωτονικές διατάξεις, νευρομορφικά συστήματα, νευρωνικά δίκτυα, μηχανική μάθηση, υπολογιστικό ρεζερβουάρ
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
77
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
3
Αρχείο:
Δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στο αρχείο. H πρόσβαση επιτρέπεται μόνο εντός του δικτύου του ΕΚΠΑ.
Διπλωματική Εργασία - ΡΗ Αρης Τσιριγώτης-converted (1).pdf
2 MB
Δεν επιτρέπεται η πρόσβαση στο αρχείο. H πρόσβαση επιτρέπεται μόνο εντός του δικτύου του ΕΚΠΑ.
