[发明专利]一种光电计算单元

说明书

本发明公开了一种光电计算单元，包括发光单元和计算单元。其中，发光单元的发光面紧贴着计算单元的输入面；计算单元包括载流子控制区、耦合区、以及光生载流子收集区和读出区；载流子控制区用于控制并调制光生载流子收集区和读出区内的载流子；光生载流子收集区和读出区中的收集区用于吸收发光单元发射的光子并收集产生的光生载流子；载流子控制区或者光生载流子收集区和读出区中的读出区与电信号连接，读出区用于输出被光生载流子和电信号作用后的载流子；耦合区连接收集区和读出区。本发明的光电计算单元可以实现高精度的光输入。

技术领域

本发明涉及一种光电计算单元，属于光学领域和半导体器件领域。

背景技术

光电计算单元为一种可以独立运算或者与目前电子计算技术相结合来进行运算的计算器件，其特点为：单器件即可实现“存-算一体功能”，集成度好，能效比高，兼容性强。

当光电计算单元组合为大型的光电计算阵列，来实现各种复杂的运算加速功能时，如何给大型阵列中的每一个光电计算单元进行精准并高效的光输入，是光电计算单元真正实用化道路上的一大障碍。因为传统计算器件中并不存在“光与电”混合参与运算的计算方式，更不存在大型光电计算阵列进行光输入的案例，因此找到行之有效的光输入方案，减少光输入串扰，提高光输入精度，增加光电计算单元的计算准确度，对于光电计算领域而言是一件迫在眉睫的事。

发明内容

针对以上现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种可实现高精度光输入的光电计算单元。

本发明采用的技术方案如下：

一种光电计算单元，包括发光单元和计算单元，发光单元的发光面紧贴着计算单元的输入面；所述计算单元包括载流子控制区、耦合区，以及光生载流子收集区和读出区；所述载流子控制区用于控制并调制光生载流子收集区和读出区内的载流子；所述光生载流子收集区和读出区中的收集区用于吸收发光单元发射的光子并收集产生的光生载流子；所述载流子控制区或者光生载流子收集区和读出区中的读出区与电信号连接，读出区用于输出被所述光生载流子和所述电信号作用后的载流子；所述耦合区连接收集区和读出区。

进一步地，所述发光单元与计算单元之间设置有保护隔离层。

进一步地，多个所述光电计算单元周期性排列组成光电计算阵列，其中多个所述发光单元组成发光阵列，多个所述计算单元组成计算阵列，发光阵列的发光面紧贴着计算阵列的输入面。

优选地，所述发光阵列采用半导体光源。

进一步地，所述发光阵列为LED屏幕，直接贴附在计算阵列的表面。

进一步地，所述发光阵列与计算阵列通过封装技术集成在一起。

进一步地，所述发光阵列通过SOI技术制作在计算阵列的表面。

进一步地，所述发光阵列使用颜色按周期排列的多色光源，每一个发光单元的波长与其相邻发光单元的波长均不同；所述计算阵列的表面对应设有周期排列的滤色结构，每一个滤色结构的波长与其相邻滤色结构的波长均不同。

进一步地，所述发光阵列使用光强和出射光角度相关的顶发射OLED屏幕。

本发明的光电计算单元采用直接投影的方式来实现高精度的光输入，其结构简单，易于实现，且能大大提高光电计算的准确度。

附图说明

图1是计算单元的多功能区框图。

图2是光电计算阵列的结构示意图。

图3是实施例1计算单元结构的(a)截面图和(b)立体图。

图4是实施例2计算单元结构的(a)截面图和(b)立体图。

图5是实施例3计算单元的(a)结构示意图和(b)多功能区示意图。