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Time-delayed reservoir computing using mutually coupled multimode semiconductor laser for high-speed image recognition

delete2025-05-08
delete1
PRE
AI
Z
Zelin Li
X
Xu, Fang
Y
Ye, Yichen
J
Jiang, Xiao
S
Su, Ye
T
Tang, Yuhan
DOI:10.1016/j.optlastec.2025.112774delete
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摘要

摘要

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储层计算(RC),特别是基于循环神经网络模型的时延RC,具有物理层面易于实现和训练成本低的优势。目前,时延RC正被用于处理更复杂的任务,如图像处理。然而,对于时延RC,任务越复杂所需的虚拟节点越多,导致需要使用更长的延迟线。这会导致RC信息处理速率降低。为克服这一缺点,多模半导体激光器提供了解决方案。在我们的工作中,我们使用相互耦合的多模半导体激光器作为物理节点来构建时延RC系统。最终,使用了两个MC-MSLs,每个具有四个模式。这大大增加了虚拟节点的数量,同时保持了相同的信息处理速率。通过使用提取的代表特征训练RC,我们成功实现了图像识别任务的并行处理,并在MNIST和Fashion-MNIST数据集上分别达到了99.20%和86.10%的准确率。鉴于多模半导体激光器在纵模上的扩展,MC-MSLs RC有望实现更复杂任务的高速处理。
Keyword:
Reservoir computing
Multimode semiconductor laser
Image recognition
Parallel high-speed information processing

期刊

O
Optics and Laser Technology
IF:
5
论文数:
2.5K
被引数:
3.5W

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