Расчет и исследование дифракционных нейронных сетей для оптического решения задач классификации

Abstract

Цель данной работы заключалась в разработке и создании автоматизированной системы расчёта дифракционных нейронных сетей (ДНС), представленных в виде каскада фазовых дифракционных оптических элементов (ДОЭ) и предназначенных для решения задач классификации изображений. В работе в рамках скалярной теории дифракции рассмотрены задачи расчёта ДНС (каскада фазовых ДОЭ) для классификации изображений. Задачи расчета ДНС рассмотрены как задачи минимизации функционалов, зависящих от фазовых функций ДОЭ или от функций высот дифракционного микрорельефа и представляющих ошибку решения заданных задач классификации на одной или нескольких расчетных длинах волн. Для производных функционалов получены явные выражения и на этой основе в «идеологии» нейронных сетей сформулированы градиентные методы расчета ДНС, предназначенных для работы с излучением как одной, так и нескольких различных длин волн. Представленные математические методы программно реализованы в виде автоматизированной системы для расчета ДНС, предназначенных для