| Form of studies |
Master |
| Title of the study programm |
Telecommunication Technologies and Networks Management |
| Title in original language |
Optisko neironu tīklu arhitektūras |
| Title in English |
Optical Neural Network Architectures |
| Department |
Faculty Of Computer Science Information Tehnology And Energy |
| Scientific advisor |
Oskars Ozoliņš |
| Reviewer |
Vjačeslavs Bobrovs |
| Abstract |
Šajā maģistra darbā tiek pētīta fotoniski realizēta rezervuāru skaitļošana kā perspektīva pieeja energoefektīvai laika signālu apstrādei. Darba mērķis ir izveidot un novērtēt divu tipu fizikālo rezervuāru skaitļošanas bāzes modeļus: (i) nelineāru silīcija mikrorezonatoru (gredzenveida rezonatoru) ar brīvo nesēju un termisko nelinearitāšu dinamiku, un (ii) divu aiztures cilpu (time lattice) diskrētu modeli, kas ļauj veidot sintētisku režģi mnar virtuāliem mezgliem laika multipleksēšanas režīmā. Mikrorezonatora gadījumā dinamika tiek aprakstīta ar saistīto diferenciālvienādojumu sistēmu, kas iekļauj divfotonu absorbciju, brīvo nesēju ģenerāciju/rekombināciju un termisko relaksāciju; stingras sistēmas integrēšanai tiek izmantota implicītā Radau metode. Time lattice modelī tiek simulēta lauka izplatīšanās divās sajūgtās cilpās ar nelielu aizturu atšķirību, piesātināmu pastiprinājumu un fāzes modulāciju, pēc kā izejas signāls tiek demultipleksēts sintētiskajā režģī.
Fizisko rezervuāru aprēķinu spējas tiek vērtētas ar standarta etalonuzdevumiem NARMA (NARMA 5 un NARMA 10), izmantojot lineāru nolasīšanas slāni (Ridge regresiju) un NMSE kā galveno kvalitātes metriku. Tiek veikta parametru skenēšana, veidojot NMSE kartes atkarībā no lāzera frekvences nobīdes \Delta\nuun ieejas jaudas, kā arī analizēta režīmu asimetrija rezonanses “aukstajā” un “karstajā” pusē. Parādīts, ka pašpulsāciju režīms vairumā gadījumu pasliktina prognozējamību, tomēr noteiktos darba punktos var radīt papildus nelineāru transformāciju, kas daļēji palīdz atjaunot signāla vispārējo formu. Time lattice modeļa gadījumā tiek analizēti robežefekti un demultipleksēšanas artefakti garos simulācijas logos, kā arī parādīta robežkontroles iespēja ar sinusoidālu fāzes modulāciju, inducējot Bloha oscilācijas sintētiskajā koordinātē.
Darba rezultāti demonstrē, ka fotoniskie nelineārie elementi spēj veidot bagātu stāvokļu telpu laika uzdevumiem, tomēr prognozēšanas kvalitāte ir sensitīva pret darba režīmu (detūningu, jaudu un stabilitāti). Iegūtie secinājumi definē praktiskus ieteikumus parametru izvēlei un norāda uz tālākiem soļiem stabilāku un precīzāku fotonisko rezervuāru arhitektūru izstrādei. |
| Keywords |
Liels valodas modelis,Neironu tīkls,Rekurnētie neironu tīkli,nano-fotonika, nelinearie optiskie efekti. |
| Keywords in English |
Large language model, Neural network, Recurrent neural networks, Nanophotonics, Nonlinear optical effects |
| Language |
lv |
| Year |
2026 |
| Date and time of uploading |
25.05.2026 23:04:23 |
