全光并行离散傅里叶变换：基于并行光学向量矩阵乘法器的研究与验证

本文主要探讨了一种基于并行光学向量矩阵乘法器原理的离散傅里叶变换方法，它在数字信号处理领域具有重要意义。传统的离散傅里叶变换（Discrete Fourier Transform, DFT）通常依赖于电子电路，但在处理高速信号时，由于电子器件速度的限制，其性能难以满足超高速光处理技术的需求。这种局限性对于太比特每秒（Terabits per second, Tbps）级别的光通信和信号处理技术的发展构成了挑战。 作者提出了全新的全光并行离散傅里叶变换方法，这一方法利用了光在物理介质中传播的高速特性以及低损耗优势。核心组件是相位空间光调制器（Phase Space Light Modulator），这是一种能够控制光波相位和强度的光器件，通过并行处理多个输入信号，实现对信号频域的快速分析。这种方法将信号转换为并行的光信号，极大地提高了计算效率和速度。 实验结果显示，新提出的全光并行离散傅里叶变换方法的精度非常高，误差控制在0.13以下，这表明其在保持高效的同时具有良好的性能稳定性。未来，通过进一步的模块集成和技术优化，该方法有望在高速光信号处理中发挥重要作用，推动光通信、光学计算等领域的发展。 关键词涵盖了文章的核心概念，如“傅里叶光学”（Fourier Optics）、“离散傅里叶变换”（Discrete Fourier Transform）、“相位空间光调制器”（Phase Space Light Modulator）以及“并行光学向量矩阵乘法”（Parallel Optical Vector Matrix Multiplication），这些都是理解这项创新技术的关键术语。 这篇论文为解决高速光信号处理中的计算瓶颈提供了一个有前景的解决方案，为未来的光学信号处理技术开辟了新的路径。随着技术的进步和集成能力的提升，基于并行光学的离散傅里叶变换方法有可能成为推动信息技术进步的重要驱动力。