DE3688433T2

DE3688433T2 - Optischer speicher mit einem bistabilen halbleiterlaser und zwei injektionsstromquellen zur individuellen kontrolle de bistabilitaet.

Info

Publication number: DE3688433T2
Application number: DE8686100539T
Authority: DE
Inventors: Kunio Nagashima
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1985-01-17
Filing date: 1986-01-17
Publication date: 1993-08-26
Anticipated expiration: 2006-01-18
Also published as: EP0188290A2; EP0188290B1; US4748630A; EP0188290A3; CA1270561A; DE3688433D1

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Speicher mit einem bistabilen Halbleiterlaser. Der optische Speicher wird nicht nur als optisches Speicherelement, sondern auch in einem optischen Master/Slave-Flip-Flop und einer optischen Signalschiebeeinrichtung oder einem optischen Signalschieberegister verwendet. Die optischen Speicherelemente, das optische Master/Slave-Flip-Flop und das optische Signalschieberegister sind in einem optischen Digitalrechner verwendbar.
In einer Zuschrift von H. Kawaguchi an "Electronic Letters", Vol. 17 Nr. 20 (1. Oktober 1981), Seite 741 und 742, unter dem Titel "Bistable Operation of Semiconductor Lasers by Optical Injection" [Bistabiler Betrieb von Halbleiterlasern durch optische Injektion] wird ein bistabiler Halbleiterlaser beschrieben. Durch Verwendung des bistabilen Halbleiterlasers kann ein optischer Speicher auf eine nachstehend näher beschriebene Weise hergestellt werden. Der optische Speicher ist jedoch nicht befriedigend funktionsfähig, wenn ihm zwei optische Eingangssignale gleichzeitig zugeführt werden.
In einem Bericht von Y. Odagiri und K. Komatsu an die "Conference on Lasers and Electro-optics" [Konferenz über Laser und Elektrooptik], 19. bis 22. Juni 1984, der im "Technical Digest" der Konferenz, Seite 184 bis 186 (Bericht Nr. THJ3) unter dem Titel "Bistable Laser-diode Memory for Optical Time-division Switching Applications" [Bistabiler Laserdiodenspeicher für optische Zeitmultiplex-Schaltanwendungen] veröffentlicht ist, wird ein verbesserter bistabiler Halbleiterlaser zur Verwendung in einem optischen Speicher offenbart. Der Bericht von Odagiri et. al. lehrt aber keinen selektiven Speicher für zwei dem optischen Speicher zeitgleich zugeführte optische Eingangssignale.
Durch Verwendung eines Paars optischer Speicher, die jeweils den verbesserten bistabilen Halbleiterlaser aufweisen, kann ein optisches Master/Slave-Flip-Flop hergestellt werden. Wie nachstehend näher dargestellt wird, muß das Flip-Flop jedoch einen optischen Einwegleiter zwischen dem optischen Speicherpaar aufweisen. Der optische Einwegleiter kompliziert den Schaltungsaufbau und erschwert die Ausführung des Flip- Flops als integrierte Schaltung.
Die JP-A-58-92287 beschreibt ein optisches RS-Flip-Flop mit zwei optisch hintereinander angeordneten, bistabilen Halbleiterlasern.
Bei elektrischen Signalen wird eine eine logische Operation mit hoher Geschwindigkeit durch einen schnellen Logikbaustein durchgeführt, der Josephson-Übergänge aufweisen kann. Optische Signale werden häufig beim Darstellen großer Mengen zweidimensionaler digitaler Informationen verwendet. Eine Umwandlung der optischen in elektrische Signale bei der Durchführung der logischen Operation ist im Hinblick auf Geschwindigkeit und Leistungsbedarf ungünstig. Daher ist es wünschenswert, einen befriedigend funktionsfähigen optischen Speicher zu schaffen, um die logische Operation direkt mit den optischen Signalen durchzuführen.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein optisches Master/Slave-Flip-Flop mit einem Paar optischer Speicher zu schaffen, das keinen optischen Einwegleiter zwischen dem optischen Speicherpaar benötigt, einen einfachen Aufbau hat und sich leicht als integrierte Schaltung verwirklichen läßt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein optisches Signalschieberegister mit mehreren optischen Master/Slave-Flip-Flops der beschriebenen Art zu schaffen.
Diese Aufgaben werden mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine herkömmliche optische Speichereinrichtung mit einem herkömmlichen bistabilen Halbleiterlaser der schematisch im Senkrechtschnitt dargestellten Einrichtung;
Fig. 2 (A) und (B) zeigen Bistabilitäten des in der Einrichtung gemäß Fig. 1 verwendeten Lasers;
Fig. 3 ist eine schematische Impulsübersicht zur Beschreibung der Funktion der Einrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 4 zeigt eine optische Speichereinrichtung mit einem bistabilen Halbleiterlaser der schematisch im Senkrechtschnitt dargestellten Einrichtung;
Fig. 5 (A) bis (D) zeigen Bistabilitäten des in der Einrichtung gemäß Fig. 4 verwendeten Lasers;
Fig. 6 ist eine schematische Impulsübersicht zur Beschreibung der Funktion der Einrichtung gemäß Fig. 4;
Fig. 7 ist eine schematische Seitenansicht einer herkömmlichen optischen Master/Slave-Flip-Flop-Einrichtung;
Fig. 8 ist eine schematische Impulsübersicht zur Beschreibung der Funktion der Einrichtung gemäß Fig. 7;
Fig. 9 ist eine schematische Seitenansicht einer optischen Master/Slave-Flip-Flop-Einrichtung mit einem Paar optischer Speicher gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 10 ist eine schematische Impulsübersicht zur Beschreibung der Funktion der Einrichtung gemäß Fig. 9;
Fig. 11 ist eine weitere schematische Impulsübersicht zur Beschreibung der Funktion der Einrichtung gemäß Fig. 9;
Fig. 12 ist eine schematische Seitenansicht einer optischen Master/Slave-Flip-Flop-Einrichtung mit einem Paar optischer Speicher gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 13 ist eine schematische Impulsübersicht zur Beschreibung der Funktion der Einrichtung gemäß Fig. 12;
Fig. 14 ist eine weitere schematische Impulsübersicht zur Beschreibung der Funktion der Einrichtung gemäß Fig. 12;
Fig. 15 ist eine schematische, teilweise in Blöcken gezeigte Seitenansicht eines optischen Signalschieberegisters mit mehreren optischen Master/Slave-Flip-Flops gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 16 ist eine schematische, teilweise in Blöcken gezeigte Seitenansicht eines optischen Signalschieberegisters mit mehreren optischen Master/Slave-Flip-Flops gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 17 ist eine schematische, teilweise in Blöcken gezeigte Seitenansicht eines optischen Signalschieberegisters mit mehreren optischen Master/Slave-Flip-Flops gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 18, nur zur besseren Veranschaulichung unterhalb von Fig. 14 dargestellt, zeigt eine weitere Bistabilität des in jedem optischen Master/Slave-Flip-Flop des Registers gemäß Fig. 17 verwendeten Lasers;
Fig. 19 ist eine schematische, teilweise in Blöcken gezeigte Seitenansicht eines optischen Signalschieberegisters mit mehreren optischen Master/Slave-Flip-Flops gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird zum besseren Verständnis der Erfindung zunächst kurz ein bistabiler Halbleiterlaser oder eine bistabile Laserdiode gemäß der vorstehend genannten Zuschrift von Kawaguchi beschrieben. Der Laser hat einen Aufbau, der sich in den Grundzügen nicht wesentlich von einem Halbleiterlaser mit Strominjektion unterscheidet und ein GaAlAs/GaAs- oder InGaAsP/InP-Doppelheteroübergangslaser sein kann. Bei Bedarf kann zu einem solchen Doppelheteroübergangslaser auf das dem Anmelder als Rechtsnachfolger übertragene US-Patent Nr. 4,105,955 für Izuo Hayashi und Roy Lang Bezug genommen werden.
Der Laser weist eine aktive Schicht 19 auf, die im Patent für Hayashi et. al. als Streifenregion bezeichnet wird. Die aktive Schicht 19 hat eine erste und zweite Endfläche 21 und 22 und liegt im allgemeinen parallel zum Laserelektrodenpaar. Wie in einem gewöhnlichen Halbleiterlaser kommt es in der aktiven Schicht 19 zur Laserschwingung, wenn über die Elektroden ein Injektionsstrom I in die aktive Schicht 19 injiziert wird. Die aktive Schicht 19 wird von der ersten und zweiten Endfläche 21 und 22 begrenzt und dient als Resonator für die Laserschwingung. Daher hat der bistabile Halbleiterlaser eine durch die aktive Schicht 19 verlaufende Resonatorachse. Der Laser ist im Senkrechtschnitt entlang einer Ebene dargestellt, in der die Resonatorachse liegt.
Im Gegensatz zur aktiven Schicht eines normalen Halbleiterlasers weist die aktive Schicht 19 entlang der Resonatorachse zwei Verstärkungsbereiche und einen Dämpfungsbereich auf. In der Darstellung ist der Dämpfungsbereich mit Schraffierungen zwischen den beiden Verstärkungsbereichen angegeben. In dem hier veranschaulichten Beispiel besteht die aktive Schicht 19 aus drei Verstärkungs- und zwei Dämpfungsbereichen. Den Dämpfungsbereichen wird jeweils kein Injektionsstrom I zugeführt; sie dienen als Sättigungsabsorber für die Laserschwingung. Der (die) Dämpfungsbereich(e) wird (werden) dadurch gebildet, daß die aktive Schicht 19 inhomogen ausgebildet oder eine der Elektroden auf die in der Darstellung anschaulich gezeigte Weise in Teilstücke aufgeteilt wird. Die andere Elektrode braucht nicht aufgeteilt zu werden und kann eine einzelne Gegenelektrode sein.
Mit 23 ist eine Stromquelle für den Injektionsstrom I bezeichnet. Die Stromquelle 23 ist eine einstellbare Konstantstromquelle. Die Gegenelektrode liegt an Masse.
Auf die an späterer Stelle beschriebene Weise dient eine Kombination aus bistabilem Halbleiterlaser und einstellbarer Stromquelle 23 als optischer Speicher zum Speichern eines zur ersten oder zweiten Endfläche 21 oder 22 geführten optischen Eingangssignals Pi. Im Zusammenhang mit einem solchen herkömmlichen optischen Speicher ist zu beachten, daß das optische Eingangssignal Pi nur entweder zur ersten oder zur zweiten Endfläche 21 oder 22 geführt werden sollte. Der optische Speicher erzeugt sowohl an der ersten als auch an der zweiten Endfläche 21 und 22 ein optisches Ausgangssignal Po. Hierbei kann erwähnt werden, daß zur besseren Veranschaulichung die beiden mit einer Endfläche der aktiven Schicht 19 zusammenhängenden optischen Signale, wie das optische Eingangs- und Ausgangssignal Pi und Po, in den beigefügten Zeichnungen versetzt gezeigt sind.
Gemäß Fig. 2 (A) wird zunächst angenommen, daß das optische Eingangssignal weder zur ersten noch zur zweiten Endfläche 21 und 22 geführt wird. Mit anderen Worten, die optische Intensität oder Leistung des optischen Eingangssignals Pi entspricht einem Tiefpegel Null. Das optische Ausgangssignal Po hat eine Intensität, die plötzlich oder steil ansteigt, wenn der Injektionsstrom 1 auf einen oberen, in der Zeichnung zur Verdeutlichung mit i(u) dargestellten Schwellwert erhöht wird. Wird der Injektionsstrom I weiter erhöht, steigt das optische Ausgangssignal Po langsam an.
Wird der Injektionsstrom von einem über dem oberen Schwellwert i(u) liegenden Ausgangswert aus verringert, fällt die Intensität des optischen Ausgangssignals Po plötzlich ab, wenn der Injektionsstrom I auf einen unteren Schwellwert i(d) abgesenkt wird. Im allgemeinen liegt der obere Schwellwert i(u) um drei oder vier Milliampere über dem unteren Schwellwert i(d).
Auf diese Weise hat der bistabile Halbleiterlaser eine Kennlinie der optischen Ausgabe als Funktion des Injektionsstroms, die einer schematisch mit dicken Linien dargestellten Hystereseschleife entspricht. Der Laser hat einen tiefen und hohen stabilen Zustand A und B, wenn der Injektionsstrom I als Eingangsruhestrom mit einem zwischen dem unteren und oberen Schwellwert i(d) und i(u) gewählten Eingangsruhestromwert (Vorwert) i(b) verwendet wird. Beim Vorwert i(b) des Injektionsstroms I hat das optische Ausgangssignal Po eine untere Intensität Null oder eine hohe Intensität Po(h) je nach den Ausgangswerten, von denen aus die Änderung des Injektionsstroms I zum Vorwert i(b) erfolgt. Das ist auch der Fall, wenn der Injektionsstrom I einen Schreibstromwert (Schreibwert) i(w) erhält, der größer als der Vorwert i(b) ist und um einen Bruchteil von Milliampere unter dem oberen Schwellwert i(u) liegen kann. Wird der Injektionsstrom I auf einen unter dem unteren Schwellwert i(d) liegenden Löschstromwert (Löschwert) i(c) eingestellt, hat der Laser nur einen Zustand, in dem das optische Ausgangssignal Po die untere Intensität Null annimmt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 (B) wird nunmehr angenommen, daß der Injektionsstrom den Schreibwert i(w) erhält. Der bistabile Halbleiterlaser befindet sich im tiefen oder hohen stabilen Zustand, der mit A bzw. B wie die stabilen Zustände für den Injektionsstrom I mit dem Vorwert i(b) bezeichnet wird. Ist der Laser im tiefen stabilen Zustand A, steigt das optische Ausgangssignal Po von der unteren Intensität Null plötzlich auf die hohe Intensität Po(h), wenn die Intensität des optischen Eingangssignals Pi vom Tiefpegel Null auf einen Schreibpegel Pi(w) auf die durch eine dicke senkrechte Linie gekennzeichnete Weise erhöht wird, die sich etwa in der Mitte der Zeichnung befindet und mit I = i(w) bezeichnet ist. Mit anderen Worten, das optische Eingangssignal mit dem Schreibpegel Pi(w) schaltet unter diesen Umständen den Laser vom tiefen stabilen Zustand A in den hohen stabilen Zustand B.
Bei einer weiteren Erhöhung der Intensität des optischen Eingangssignals Pi behält das optische Ausgangssignal Po im wesentlichen die hohe Intensität Po(h) bei. Erhält das optische Eingangssignal Pi einen über dem Schreibpegel Pi(w) liegenden Hochpegel Pi(h), hat das optische Ausgangssignal Po die hohe Intensität Po(h). Selbst wenn das optische Eingangssignal Pi vom Hochpegel Pi(h) auf den Tiefpegel Null abgeschwächt wird, behält der bistabile Halbleiterlaser im wesentlichen den hohen stabilen Zustand B bei. Auf die im Zusammenhang mit Fig. 2 (A) beschriebene Weise wird vom hohen stabilen Zustand B in den tiefen stabilen Zustand A umgeschaltet, wenn der Injektionsstrom I den Löschwert i(c) erhält. Der Laser hat eine Kennlinie der optischen Ausgabe als Funktion der Eingabe, die wiederum eine Hysterese aufweist.
Gemäß Fig. 2 (B) wird angenommen, daß der Injektionsstrom I den Vorwert i(b) erhält. Ist der bistabile Halbleiterlaser im tiefen stabilen Zustand A, steigt das optische Ausgangssignal Po plötzlich auf die hohe Intensität Po(h), wenn die Intensität des optischen Eingangssignals Pi auf einen Vorpegel Pi(b) erhöht wird, was durch die dünne senkrechte, mit I = i(b) bezeichnete Linie rechts in der Zeichnung dargestellt ist. Der Vorpegel Pi(b) des optischen Eingangssignals Pi liegt über dem Schreibpegel Pi(w). Daher ist es unmöglich, den Laser unter diesen Umständen durch das optische Eingangssignal Pi mit dem unter dem Vorpegel Pi(b) liegenden Hochpegel Pi(h) in den hohen stabilen Zustand B zu versetzen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird angenommen, daß sich die Intensität des optischen Eingangssignals Pi zwischen dem Tiefpegel Null und dem Hochpegel Pi(h) ändert, was durch eine erste oder obere Linie dargestellt ist. Aus der Kennzeichnung unterhalb der ersten Linie dürfte ersichtlich sein, daß der Tiefpegel einen logischen Wert 0 und der Hochpegel Pi(h) einen logischen Wert 1 repräsentiert. Wenn sich der Injektionsstrom gemäß der zweiten oder mittleren Linie ändert, ändert sich die Intensität des optischen Ausgangssignals Po auf die durch eine dritte oder untere Linie schematisch dargestellte Weise.
Aus Fig. 3 wird besonders ersichtlich, daß das optische Ausgangssignal Po unabhängig vom optischen Eingangssignal Pi entweder die untere Intensität Null oder die hohe Intensität Po(h) hat, solange der Injektionsstrom I den Vorwert i(b) beibehält. Wenn der Injektionsstrom I auf den Löschwert i(c) verringert wird, erhält das optische Ausgangssignal Po die untere Intensität Null. Mit anderen Worten, der bistabile Halbleiterlaser wird in den tiefen stabilen Zustand A zurückversetzt, unabhängig davon, ob sich der Laser vor der Verringerung des Injektionsstroms I auf den Löschwert i(c) im tiefen oder im hohen stabilen Zustand A oder B befand. Es sollte beachtet werden, daß nur im Interesse der Veranschaulichung das Rücksetzen aus der hohen Intensität Po(h) durch eine steil abfallende anstelle einer senkrechten Linie dargestellt ist. Die Tatsache, daß der Laser im zurückgesetzten Zustand, d. h. im tiefen stabilen Zustand A, unabhängig von einer Änderung des Injektionsstroms I vom Vorwert i(b) zum Löschwert i(c) verbleibt, wird durch eine steil ansteigende und dann abfallende Linie gekennzeichnet.
Wenn der Injektionsstrom I auf den Schreibwert i(w) steigt, wird im bistabilen Halbleiterlaser das optische Eingangssignal Pi mit dem Hochpegel Pi(h) eingestellt. Das optische Ausgangssignal Po steigt auf die hohe Intensität Po(h) an. Der Laser behält den hohen stabilen Zustand B bei, sofern der Injektionsstrom I nicht den Löschwert i(c) erhält. Auf diese Weise wird das optische Eingangssignal Pi im optischen Speicher durch Steuern des Injektionsstroms I in zeitlicher Beziehung zum optischen Eingangssignal Pi gespeichert.
Anhand von Fig. 4 wird nachstehend eine optische Speichereinrichtung beschrieben. Die Einrichtung weist einen bistabilen Halbleiterlaser mit ähnlichen, durch gleiche Bezugszahlen bezeichneten Bauteilen auf und unterscheidet sich von dem im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Laser dadurch, daß eine der Elektroden stets in eine erste und zweite Elektrode 26 und 27 getrennt oder aufgeteilt werden sollte, während die Gegenelektrode wie zuvor als Ganzes belassen wird. Mit anderen Worten, der Laser hat eine erste und zweite Elektrode 26 und 27, die jeweils parallel zur aktiven Schicht 19 verlaufen. Die erste und zweite Elektrode 26 und 27 liegen im Prinzip in derselben Ebene. Es dürfte ersichtlich sein, daß die erste und zweite Elektrode 26 und 27 mit der ersten bzw. zweiten Endfläche 21 bzw. 22 abschließt und umgekehrt.
Im deutlichen Gegensatz zur herkömmlichen, unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 veranschaulichten optischen Speichereinrichtung weist die Einrichtung von Fig. 4 eine erste und zweite Stromquelle 31 und 32 wie im vorstehend angeführten Bericht von Odagiri et. al. auf. Die erste und zweite Stromquelle 31 und 32 sind einstellbar und führen einen ersten und zweiten Injektionsstrom I1 und I2 über die erste bzw. zweite Elektrode 26 und 27 zur aktiven Schicht 19. Dadurch ergibt sich ein Dämpfungsbereich in der aktiven Schicht 19, der jedoch in Fig. 4 nicht ausdrücklich bezeichnet ist.
Ein erstes und zweites optisches Eingangssignal P1 und P2 wird jeweils zur ersten und zweiten Endfläche 21 und 22 geführt. Das optische Ausgangssignal Po wird wie zuvor jeweils von der ersten und zweiten Endfläche 21 und 22 emittiert. Der Laser von Fig. 4 ist bistabil, wie aus der vorstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 3 ersichtlich sein dürfte. Zu beachten ist, daß die erste und zweite Stromquelle 31 und 32 als zwei Injektionsstromquellen zur individuellen Steuerung der Bistabilität auf eine aus dem weiteren Verlauf der Beschreibung hervorgehende Weise wirken.
Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 2 (A) und (B) wird zunächst darauf verwiesen, daß den vorstehend beschriebenen, durch die erste und zweite Elektrode 26 und 27 geschaffenen Verstärkungsbereichen des bistabilen Halbleiterlasers ähnliche Kennlinien als Funktion der optischen Ausgabe und des ersten und zweiten Injektionsstroms sowie ähnliche Kennlinien als Funktion der optischen Ausgabe und der optischen Eingabe verliehen werden können. Lediglich im Interesse einer kurzgefaßten Beschreibung gilt daher, daß der erste und zweite Injektionsstrom I1 und I2 den unteren und oberen Schwellwert i(d) und i(u) gemeinsam haben. Der Löschwert i(c), der Vorwert i(b) und der Schreibwert i(w) werden für den ersten und zweiten Injektionsstrom I1 und I2 gemeinsam ausgewählt. Die Tiefpegel des ersten und zweiten optischen Eingangssignals P1 und P2 sowie die untere Intensität des optischen Ausgangssignals Po sind gleich Null und dem ersten und zweiten Injektionsstrom I1 und I2 gemeinsam. Für den gemeinsamen Vor- und Schreibwert i(b) und i(w) gilt, daß die Vor- und Schreibpegel Pi(b) und Pi(w) dem ersten und zweiten optischen Eingangssignal P1 und P2 sowie außerdem dem ersten und zweiten Injektionsstrom I1 und I2 gemeinsam sind. Der Hochpegel Pi(h) wird gemeinsam für das erste und zweite optische Eingangssignal P1 und P2 verwendet.
Gemäß Fig. 5 (A) bis (D) hat der bistabile Halbleiterlaser von Fig. 4 eine Kennlinie der optischen Ausgabe als Funktion des ersten Injektionsstroms, die in Fig. 5 (A) dargestellt ist und der gemäß Fig. 2 (A) veranschaulichten Kennlinie ähnelt, wenn das erste optische Eingangssignal P1 den Tiefpegel Null hat und wenn überdies der zweite Injektionsstrom I2 auf den Vorwert i(b) eingestellt ist. Eine gleiche Kennlinie ergibt sich zwischen dem optischen Ausgangssignal Po und dem zweiten Injektionsstrom I2 gemäß Fig. 5 (B), wenn das zweite optische Eingangssignal P2 den Tiefpegel Null hat, während der erste Injektionsstrom I1 auf den Vorwert i(b) eingestellt ist. Der Laser hat eine in Fig. 5 (C) gezeigte Kennlinie der optischen Ausgabe als Funktion der optischen Eingabe, die der im Zusammenhang mit Fig. 2 (B) beschriebenen Kennlinie ähnelt, wenn der zweite Injektionsstrom I2 den Vorwert i(b) hat. Gemäß Fig. 5 (D) ergibt sich eine ähnliche Kennlinie zwischen dem optischen Ausgangssignal Po und dem zweiten optischen Eingangssignal P2, wenn der erste Injektionsstrom I1 den Vorwert i(b) erhält.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird angenommen, daß sich das erste und zweite optische Eingangssignal P1 und P2 zwischen dem Tiefpegel Null und dem Hochpegel Pi(h) gemäß einer ersten oder oberen bzw. einer zweiten Linie von oben zusammen mit den durch das erste und zweite optische Eingangssignal P1 und P2 dargestellten logischen Werten 0 und 1 ändern. Wenn der erste und zweite Injektionsstrom I1 und I2 unabhängig voneinander in einer zeitlichen Beziehung oder synchron gemäß einer dritten und vierten Linie von oben geändert wird, ändert sich die Intensität des optischen Ausgangssignals Po gemäß einer fünften oder unteren Linie. Es dürfte in Kürze ersichtlich werden, daß der optische Speicher von Fig. 4 in der Lage ist, das erste und zweite optische Eingangssignal P1 und P2 selektiv zu speichern.
Aus Fig. 6 ist besonders ersichtlich, daß das optische Ausgangssignal Po entweder die untere Intensität Null oder die hohe Intensität Po(h) unabhängig vom ersten und zweiten optischen Eingangssignal P1 und P2 hat, sofern der erste und zweite Injektionsstrom I1 und I2 den Vorwert i(b) beibehält. Es durfte in Kürze verständlich werden, daß die Intensität des optischen Ausgangssignals Po vom ersten oder zweiten optischen Eingangssignal P1 oder P2 abhängt, das im Speicher gespeichert wurde, bevor der erste und zweite Injektionsstrom I1 und I2 auf den Vorwert i(b) eingestellt wurde. Erhält der erste und/oder zweite Injektionsstrom I1 und/oder I2 den Löschwert i(c), wird der Laser von Fig. 4 in den tiefen stabilen Zustand A zurückversetzt und erzeugt das optische Ausgangssignal Po mit der unteren Intensität Null, falls sich der Laser vor der Verringerung des (der) Injektionsstroms (ströme) auf den Löschwert i(c) im hohen stabilen Zustand befand. Der Laser behält den tiefen stabilen Zustand A bei, falls er sich zuvor im tiefen stabilen Zustand A befand.
Es wird nun angenommen, daß der zweite Injektionsstrom I2 zunächst auf den Löschwert i(c) verringert wird. Das optische Ausgangssignal Po fällt auf die untere Intensität Null ab oder behält die untere Intensität bei. Wird anschließend der zweite Injektionsstrom I2 auf den Schreibwert i(w) erhöht, wird das zweite optische Eingangssignal P2 im Speicher gespeichert. Das optische Ausgangssignal Po behält die untere Intensität bei, während das zweite optische Eingangssignal P2 den Tiefpegel Null hat. Das optische Ausgangssignal Po steigt auf die hohe Intensität Po(h) an, wenn sich das zweite optische Eingangssignal P2 auf den Hochpegel Pi(h) erhöht.
Damit wird der bistabile Halbleiterlaser von Fig. 4 durch das zweite optische Eingangssignal P2 mit dem Hochpegel Pi(h) eingestellt. Das optische Ausgangssignal Po behält die hohe Intensität Po(h) bei, bis der erste und/oder zweite Injektionsstrom I1 und/oder I2 auf den Löschwert i(c) eingestellt wird. Solange der erste und zweite Injektionsstrom I1 und I2 den Vorwert beibehält, ändert sich die Intensität des optischen Ausgangssignals durch das erste oder zweite optische Eingangssignal P1 oder P2 nicht. Wenn der erste Injektionsstrom I1 auf den Löschwert i(c) verringert und danach auf den Schreibwert i(w) erhöht wird, wird vom Speicher das erste optische Eingangssignal P1 gespeichert.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 wird nunmehr eine herkömmliche optische Master/Slave-Flip-Flop-Schaltung oder -Einrichtung zum besseren Verständnis eines erfindungsgemäßen optischen Master/Slave-Flip-Flops beschrieben. Die herkömmliche Schaltung hat einen ersten und zweiten optischen Speicher 36 und 37, der jeweils der gemäß Fig. 1 bis 3 veranschaulichte herkömmliche optische Speicher ist. Bauelemente des ersten und zweiten optischen Speichers 36 und 37 werden mit den in Fig. 1 verwendeten Bezugszahlen bezeichnet. Es wird angenommen, daß die bistabilen Halbleiterlaser der jeweiligen optischen Speicher 36 und 37 eine gemeinsame Kennlinie der optischen Ausgabe als Funktion des Injektionsstroms und eine gemeinsame Kennlinie der optischen Ausgabe als Funktion der Eingabe haben. Die von den einstellbaren Stromquellen 23 und 24 des ersten und zweiten optischen Speichers 36 und 37 zugeführten Injektionsströme werden als erster und zweiter Injektionsstrom bezeichnet und mit T1 und T2 im Unterschied zum vorstehend im Zusammenhang mit Fig. 4 bis 6 beschriebenen ersten und zweiten Injektionsstrom I1 und I2 bezeichnet.
Die aktiven Schichten 19 der jeweiligen bistabilen Halbleiterlaser des ersten und zweiten optischen Speichers 36 und 37 sind mit einem zwischengeschalteten optischen Einwegleiter 38 kollinear. Der erste optische Speicher 36 empfängt über einen optischen Eingangseinwegleiter 39 von außerhalb der Schaltung ein erstes optisches Eingangssignal D1 und erzeugt sowohl an der ersten als auch an der zweiten Endfläche 21 und 22 der aktiven Schicht 19 ein erstes optisches Ausgangssignal Q1. Auf die in Kürze beschriebene Weise wird das erste optische Ausgangssignal Q1 vom ersten Injektionsstrom T1 gesteuert und ist vom ersten optischen Eingangssignal D1 abhängig. Von der zweiten Endfläche 22 wird das erste optische Ausgangssignal Q1 dem zweiten optischen Speicher 37 über den zwischengeschalteten optischen Einwegleiter 38 als zweites optisches Eingangssignal D2 zugeführt.
Nachstehend wird durchweg angenommen, daß die hohe Intensität Po(h) eines optischen Ausgangssignals, wie z. B. des ersten optischen Ausgangssignals Q1, nicht schwächer als der Hochpegel Pi(h) eines optischen Eingangssignals ist. Gesteuert vom zweiten Injektionsstrom T2, wird sowohl von der ersten als auch von der zweiten Endfläche 21 und 22 der aktiven Schicht 19 des zum zweiten optischen Speicher 42 gehörenden Lasers ein zweites optisches Ausgangssignal Q2 emittiert. Der zwischengeschaltete optische Einwegleiter 38 verhindert, daß das zweite optische Ausgangssignal Q2 von der letztgenannten ersten Endfläche 21 zum ersten optischen Speicher 36 gelangt. Ein solcher optischer Einwegleiter 38 oder 39 ist bekannt und daher in der Zeichnung symbolisch dargestellt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 8 wird der erste und zweite Injektionsstrom T1 und T2 gemäß einer ersten oder oberen Linie und einer zweiten Linie von oben verändert. Das erste optische Eingangssignal D1 ändert sich zwischen dem Tiefpegel Null und dem Hochpegel Pi(h) und stellt nacheinander die (n- 1)-te, n-te und (n+1)-te optische Information X(n-1), X(n) und X(n+1) dar, die jeweils den logischen Wert Null oder Eins hat. Während eines Zeitintervalls, auf das im Zusammenhang mit der Zeichnung verwiesen wird, stellt das erste optische Eingangssignal D1 die (n+1)-te optische Information dar, was durch eine dritte Linie von oben gezeigt ist. Zu Beginn des betrachteten Zeitintervalls wird angenommen, daß das erste optische Ausgangssignal Q1 oder zweite optische Eingangssignal D2 sowie das zweite optische Ausgangssignal Q2 die nte und (n-1)-te optische Information gemäß einer vierten oder vorletzten sowie einer fünften oder unteren Linie darstellen. In den optischen Ausgangssignalen Q1 und Q2 werden die optischen Informationen X(n-1), X(n) und X(n+1) durch die untere Intensität Null oder die hohe Intensität Po(h) in Übereinstimmung mit dem ersten optischen Eingangssignal D1 dargestellt.
Aus Fig. 8 geht insbesondere hervor, daß der erste und zweite optische Speicher 36 und 37 (Fig. 7) zunächst die n-te und (n-1)-te optische Information beim Vorwert i(b) speichern, auf den der erste und zweite Injektionsstrom T1 und T2 eingestellt wurde. Wird der zweite Injektionsstrom T2 auf den Löschwert i(c) verringert, erhält das zweite optische Ausgangssignal Q2 die untere Intensität Null unabhängig davon, ob die untere Intensität oder die hohe Intensität Po(h) zur Darstellung der (n-1)-ten optischen Information verwendet wird. Wird anschließend der zweite Injektionsstrom T2 auf den Schreibwert i(w) erhöht, wird das erste optische Ausgangssignal Q1 oder zweite optische Eingangssignal D2 im zweiten optischen Speicher 37 gespeichert. Das zweite optische Ausgangssignal Q2 stellt die n-te optische Information dar, solange der zweite Injektionsstrom nicht wiederum den Löschwert i(c) erhält und sofern das zweite optische Eingangssignal D2 nicht zur Darstellung einer anderen optischen Information geändert wird, während der zweite Injektionsstrom T2 den Schreibwert i(w) erhält.
Wenn der erste Injektionsstrom T1 auf den Löschwert i(c) eingestellt wird, erhält das erste optische Ausgangssignal Q1 die untere Intensität Null. Erhält anschließend der erste Injektionsstrom T1 den Schreibwert i(w), wird das erste optische Eingangssignal D1 im ersten optischen Speicher 36 gespeichert. Das erste und zweite optische Ausgangssignal Q1 und Q2 stellen jetzt die (n+1)-te und n-te optische Information dar.
Unter Berücksichtigung von Fig. 7 und 8 würde ohne Verwendung des zwischengeschalteten optischen Einwegleiters 38 das zweite optische Ausgangssignal Q2 dem ersten optischen Speicher 36 als zusätzliches optisches Eingangssignal zugeführt. In diesem Fall würde ein UND der durch das optische Eingangssignal D1 und durch das zusätzliche optische Eingangssignal dargestellten optischen Information im ersten optischen Speicher 36 gespeichert, wenn der erste Injektionsstrom T1 den Schreibwert i(w) erhält. Daher ist der zwischengeschaltete optische Einwegleiter 38 unbedingt notwendig. Dies kompliziert den Schaltungsaufbau und erschwert die Ausführung des herkömmlichen optischen Master/Slave-Flip-Flops als integrierte Schaltung.
Unter Bezugnahme auf Fig. 9 wird nunmehr eine optische Master/Slave-Flip-Flop-Schaltung oder -Einrichtung beschrieben, die wie das herkömmliche optische Master/Slave-Flip-Flop eine Kombination eines Paars optischer Speicher ist und eine erste Ausführungsform der Erfindung darstellt. Die Schaltung weist einen ersten und zweiten optischen Speicher 41 und 42 auf, der jeweils der gemäß Fig. 4 bis 6 veranschaulichte optische Speicher ist. Auf die in Kürze beschriebene Weise unterscheiden sich jedoch die Stromquellen des ersten und zweiten optischen Speichers 41 und 42 ein wenig. Andere Bauelemente des ersten und zweiten optischen Speichers 41 und 42, insbesondere die Bauelemente der bistabilen Halbleiterlaser, werden mit den in Fig. 4 verwendeten Bezugszahlen bezeichnet.
Die Schaltung weist die bistabilen Halbleiterlaser des ersten und zweiten optischen Speichers 41 und 42, optisch hintereinander angeordnet, auf. Insbesondere ist die zweite Endfläche 22 der aktiven Schicht 19 des zum ersten optischen Speicher 41 gehörenden Lasers optisch direkt mit der ersten Endfläche 21 der aktiven Schicht 19 des zum zweiten optischen Speicher 42 gehörenden Lasers gekoppelt. Im deutlichen Gegensatz zu der gemäß Fig. 7 veranschaulichten Schaltung ist kein zwischengeschalteter optischer Einwegleiter zwischen dem ersten und zweiten optischen Speicher 41 und 42 erforderlich. Dies vereinfacht den Schaltungsaufbau und erleichtert die Schaltungsausführung als integrierte Schaltung.
Die ersten und zweiten Stromquellen des ersten und zweiten optischen Speichers 41 und 42 werden erneut als erste bis vierte Stromquelle bezeichnet und wie zuvor mit 31 und 32 sowie 43 und 44 gekennzeichnet. Die von der ersten bis vierten Stromquelle 31, 32, 43 und 44 zugeführten Injektionsströme werden erneut als erster bis vierter Injektionsstrom bezeichnet und wie zuvor mit I1 und I2 sowie mit I3 und I4 gekennzeichnet. Die Injektionsströme I1 bis I4 dienen zum Takten der Flip-Flop-Schaltung. Die zweite und vierte Stromquelle 32 und 44 stellen den zweiten und vierten Injektionsstrom stets auf den Vorwert i(b) ein und sind als Konstantstromquellen dargestellt. Ansonsten unterscheidet sich der erste und zweite optische Speicher 41 und 42 jeweils nicht von dem in Fig. 4 dargestellten optischen Speicher.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10 wird der erste und dritte Injektionsstrom I1 und I3 gemäß einer ersten oder oberen sowie einer zweiten Linie von oben geändert. Der zweite und vierte Injektionsstrom I2 und I4 erhält, wie vorstehend beschrieben, jeweils den Vorwert i(b) und ist durch eine dritte und vierte Linie von oben dargestellt. Wie in Fig. 8 stellt das erste optische Eingangssignal D1 nacheinander die (n-1)te und n-te optische Information X(n-1) und X(n) dar. Während eines Zeitintervalls, auf das in der Zeichnung verwiesen wird, stellt das erste optische Eingangssignal D1 die n-te optische Information dar, was durch eine fünfte Linie von oben dargestellt ist. Zu Beginn des betrachteten Zeitintervalls wird angenommen, daß das erste optische Ausgangssignal Q1 oder zweite optische Eingangssignal D2 und das zweite optische Ausgangssignal Q2 die (n-1)-te optische Information gemeinsam gemaß einer sechsten oder vorletzten sowie einer siebenten oder unteren Linie darstellt.
Gemäß Fig. 10 ist zunächst besonders zu beachten, daß das zweite optische Ausgangssignal Q2 niemals im ersten optischen Speicher 41 gespeichert wird, weil der zweite Injektionsstrom I2 stets den Vorwert i(b) beibehält.
Wird der erste Injektionsstrom I1 auf den Löschwert i(c) eingestellt, erhält das erste optische Ausgangssignal Q1 die untere Intensität Null, unabhängig davon, ob die bisher im ersten optischen Speicher 41 gespeicherte (n-1)-te optische Information X(n-1) die untere Intensität oder die hohe Intensität Po(h) hatte. Wenn anschließend der erste Injektionsstrom I1 den Schreibwert i(w) erhält, wird das erste optische Eingangssignal D1 im ersten optischen Speicher 41 gespeichert. Nunmehr stellt das optische Ausgangssignal Q1 die n-te optische Information X(n) dar.
Wenn der dritte Injektionsstrom I3 auf den Löschwert i(c) eingestellt wird, erhält das zweite optische Ausgangssignal Q2 die untere Intensität Null. Erhält anschließend der dritte Injektionsstrom I3 den Schreibwert i(w), wird der zweite optische Speicher 42 mit dem zweiten optischen Eingangssignal D2, d. h. dem ersten optischen Ausgangssignal Q1, geladen.
Auf diese Weise ermöglicht eine aufeinanderfolgende Steuerung des ersten und dritten Injektionsstroms I1 und I3 das Speichern des ersten optischen Eingangssignals D1 im bistabilen Halbleiterlaser des ersten optischen Speichers 41 sowie das Verschieben der im ersten optischen Speicher 41 gespeicherten optischen Information X-(n) zum zweiten optischen Speicher 42. Sowohl der erste als auch der zweite optische Speicher 41 und 42 speichert jetzt die n-te optische Information.
Aus Fig. 11 wird weiterhin ersichtlich, daß der erste und zweite optische Speicher 41 und 42 wie die optischen Speicher 36 und 37 (Fig. 7) arbeiten kann. Der erste und dritte Injektionsstrom I1 und I3 wird durch eine erste und zweite Linie veranschaulicht. Der zweite und vierte Injektionsstrom I2 und I4 erhält jeweils stets den Vorwert i(b) gemäß einer dritten und vierten Linie. Während eines betrachteten Zeitintervalls stellt das erste optische Eingangssignal D1 die (n+1)-te optische Information X(n+1) dar, was durch eine fünfte Linie dargestellt ist. Auf die im Zusammenhang mit Fig. 8 beschriebene Weise ändern sich das erste optische Ausgangssignal Q1 oder zweite optische Eingangssignal D2 und das zweite optische Ausgangssignal Q2 gemäß einer sechsten und siebenten Linie.
Unter Bezugnahme auf Fig. 12 fährt die Beschreibung mit einer Master/Slave-Flip-Flop-Schaltung oder -Einrichtung fort, die wiederum ein Paar optischer Speicher aufweist und eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist. Die Schaltung weist ähnliche, mit gleichen Bezugszahlen bezeichnete Bauteile auf. Bauelemente der jeweils zum ersten und zweiten optischen Speicher 41 und 42 gehörenden bistabilen Halbleiterlaser werden mit den in Fig. 4 verwendeten Bezugszahlen bezeichnet. Im Gegensatz zur zweiten und vierten Stromquelle 32 und 44 der gemäß Fig. 9 veranschaulichten Schaltung ist die zweite und vierte Stromquelle einstellbar. Trotz dieses Unterschieds wird die zweite und vierte Stromquelle mit den Bezugszahlen 32 bzw. 44 bezeichnet.
Im Zusammenhang mit der in Fig. 12 dargestellten Einrichtung ist zu beachten, daß das erste und zweite optische Eingangssignal D1 und D2 nunmehr als erstes und zweites rechtsgerichtetes optisches Eingangssignal bezeichnet wird. Das von der ersten Endfläche 21 der aktiven Schicht 19 des zum zweiten optischen Speichers 42 gehörenden bistabilen Halbleiterlasers emittierte zweite optische Ausgangssignal Q2 wird als erstes linksgerichtetes optisches Eingangssignal D1' zur zweiten Endfläche 22 der aktiven Schicht 19 des zum ersten optischen Speicher 41 gehörenden Lasers geführt. Ein zweites linksgerichtetes optisches Eingangssignal D2' wird von außerhalb der Schaltung zur zweiten Endfläche 22 der aktiven Schicht 19 des zum zweiten optischen Speicher 42 gehörenden Lasers geführt. Die Schaltung kann nicht nur als Reaktion auf das erste rechtsgerichtete optische Eingangssignal D1 auf die im Zusammenhang mit Fig. 10 und 11 beschriebene Weise, sondern, wie nachstehend beschrieben wird, auch bidirektional als Reaktion auf das zweite linksgerichtete optische Eingangssignal D2' arbeiten.
Gemäß Fig. 13 wird die erste und dritte Stromquelle 31 und 43 (Fig. 12) so eingestellt, daß der erste und dritte Injektionsstrom I1 und I3 den Vorwert i(b) gemäß einer ersten oder oberen Linie und einer zweiten Linie von oben erhält. Der zweite und vierte Injektionsstrom I2 und I4 ändert sich gemäß einer dritten und vierten Linie von oben. Wie in Fig. 10 stellt das zweite linksgerichtete optische Eingangssignal D2' nacheinander die (n-1)-te und n-te optische Information X'(n-1) und X'(n) dar. Während eines Zeitintervalls, auf das in der Zeichnung verwiesen wird, stellt das zweite linksgerichtete optische Eingangssignal D2' die n-te optische Information dar, was durch eine fünfte Linie von oben dargestellt ist. Zu Beginn des betrachteten Zeitintervalls wird angenommen, daß sowohl der erste als auch der zweite optische Speicher 41 und 42 die (n-1)-te optische Information speichert. Das zweite optische Ausgangssignal Q2 oder erste linksgerichtete optische Eingangssignal D1' stellt die optische Information X'(n-1) dar, was durch eine sechste oder vorletzte Linie gezeigt ist. Das erste Ausgangssignal Q1 stellt ebenfalls die optische Information X'(n-1) gemäß einer siebenten oder unteren Linie dar und verläßt die Schaltung als endgültiges optisches Ausgangssignal der Schaltung.
Unter besonderer Bezugnahme auf Fig. 13 ist zunächst zu beachten, daß das erste und zweite rechtsgerichtete optische Eingangssignal D1 und D2 niemals im ersten und zweiten optischen Speicher 41 und 42 gespeichert wird. Der Grund dafür ist, daß der erste und dritte Injektionsstrom I1 und I3 den Vorwert i(b) beibehält.
Wenn der vierte Injektionsstrom I4 auf den Löschwert i(c) eingestellt wird, erhält das zweite optische Ausgangssignal Q2 oder erste linksgerichtete optische Eingangssignal D1' die untere Intensität Null, unabhängig davon, ob die bisher im zweiten optischen Speicher 42 gespeicherte (n-1)-te optische Information X'(n-1) die untere Intensität oder die hohe Intensität Po(h) hatte. Dabei wird das erste linksgerichtete optische Eingangssignal D1' nicht im ersten optischen Speicher 41 gespeichert, weil der zweite Injektionsstrom I2 den Vorwert i(b) hat. Erhält anschließend der vierte Injektionsstrom I4 den Schreibwert i(w), wird das zweite linksgerichtete optische Eingangssignal D2' in den zweiten optischen Speicher 42 geschrieben.
Wird der zweite Injektionsstrom I2 auf den Löschwert i(c) eingestellt, erhält das erste optische Ausgangssignal Q1 die untere Intensität Null. Das zweite optische Ausgangssignal Q2 oder erste linksgerichtete optische Eingangssignal D1' stellt jetzt die n-te optische Information X'(n) dar. Wenn anschließend der zweite Injektionsstrom I2 den Schreibwert i(w) erhält, wird die n-te optische Information xt(n) in den ersten optischen Speicher 41 geschrieben. Die n-te optische Information X'(n) wird im ersten und zweiten Speicher 41 und 42 gespeichert. Auf diese Weise kann eine aufeinanderfolgende Steuerung des ersten und dritten Injektionsstroms I1 und I3 oder des zweiten und vierten Injektionsstroms I2 und I4 die Schaltung veranlassen, nacheinander je nach Auswahl das erste rechtsgerichtete oder zweite linksgerichtete optische Eingangssignal D1 oder D2' zu speichern.
Gemäß Fig. 14 kann der erste und zweite optische Speicher 41 und 42 nicht nur auf die im Zusammenhang mit Fig. 13 beschriebene Weise, sondern für das zweite linksgerichtete optische Eingangssignal D2' auch wie in Fig. 11 arbeiten. Der erste und dritte Injektionsstrom I1 und I3 erhält jeweils den gemeinsamen Vorwert i(b) gemäß einer ersten und zweiten Linie. Der zweite und vierte Injektionsstrom I2 und I4 ändert sich gemäß einer dritten und vierten Linie. Das zweite linksgerichtete optische Eingangssignal D2' stellt nacheinander die (n-1)-te, n-te und (n+1)-te optische Information X'(n-1), X'(n) und X'(n+1) dar. Während eines betrachteten Zeitintervalls stellt das zweite linksgerichtete optische Eingangssignal D2' die (n+1)-te optische Information dar, was durch eine fünfte Linie dargestellt ist. Auf die im Zusammenhang mit Fig. 13 beschriebene Weise ändert sich das zweite optische Ausgangssignal Q2 oder erste linksgerichtete optische Eingangssignal D1' gemäß einer sechsten Linie. Das erste optische Ausgangssignal Q1 ändert sich gemäß einer siebenten Linie.
Unter Bezugnahme auf Fig. 15 wird nachstehend nunmehr ein optisches Signalschieberegister beschrieben, das mehrere optische Master/Slave-Flip-Flops aufweist und eine dritte Ausführungsform der Erfindung ist. In dem hier veranschaulichten Beispiel weist die Einrichtung ein erstes bis drittes Master/Slave-Flip-Flop 46, 47 und 48 auf. Bauelemente jedes optischen Master/Slave-Flip-Flops werden mit den in Fig. 9 verwendeten Bezugszahlen bezeichnet. Bauelemente jedes bistabilen Halbleiterlasers der Flip-Flops 46 bis 48 werden mit den gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 4 bezeichnet.
Insbesondere weist das Register einen ersten bis N-ten bistabilen, optisch hintereinander angeordneten Halbleiterlaser auf, wobei N eine gerade, positive Ganzzahl von mindestens zwei ist. Der (n-1)-te und n-te bistabile Halbleiterlaser sind optisch hintereinander angeordnet, wobei die zweite Endfläche 22 der aktiven Schicht 19 des (n-1)-ten Halbleiterlasers optisch direkt mit der ersten Endfläche 21 der aktiven Schicht 19 des n-ten Halbleiterlasers gekoppelt ist und wobei n jede Zahl von 2 bis N ist und keine Beziehung zu der Zahl hat, die der optischen Information zugewiesen wird, z. B. X(n) oder X'(n).
Im Zusammenhang mit dem gemäß Fig. 9 bis 11 oder Fig. 12 bis 14 veranschaulichten optischen Master/Slave-Flip-Flop sollte darauf verwiesen werden, daß die erste und zweite Stromquelle 31 und 32 hier die erste und zweite Stromquelle 31 und 32 (Fig. 4) für einen ungeradzahligen bistabilen Halbleiterlaser in Fig. 15 ist. Die dritte und vierte Stromquelle 43 und 44 ist die erste und zweite Stromquelle 31 und 32 (Fig. 4) für einen geradzahligen bistabilen Halbleiterlaser. Auf jeden Fall ist in Fig. 15 ein erster elektrischer Anschluß 51 mit der ersten Stromquelle 31 jedes ersten bis dritten optischen Master/Slave-Flip-Flops 46 bis 48 verbunden. Ein zweiter elektrischer Anschluß 52 ist mit der dritten Stromquelle 43 jedes optischen Master/Slave-Flip-Flops verbunden. Ein Steuersignalgenerator 53 führt dem ersten und zweiten Anschluß 51 und 52 das erste und zweite elektrische Steuersignal Φ1 und Φ2 zu, das veränderlich ist und aus der nachstehenden Beschreibung leicht verständlich sein dürfte.
Für das hier veranschaulichte optische Signalschieberegister ist die zweite und vierte Stromquelle 32 und 44 jedes optischen Master/Slave-Flip-Flops eine Konstantstromquelle wie in Fig. 9. Unter Berücksichtigung von Fig. 10 dürfte leicht ersichtlich sein, daß das erste elektrische Steuersignal Φ1 zum Steuern der ersten Stromquelle 31 jedes optischen Master/Slave-Flip-Flops verwendet werden kann, so daß der erste optische Speicher 41 des ersten optischen Master/Slave- Flip-Flops 46 die durch das erste optische Eingangssignal D1 dargestellte optische Information speichern kann, während die in den zweiten optischen Speichern 42 des ersten und zweiten optischen Master/Slave-Flip-Flops 46 und 47 gespeicherte optische Information zu den ersten optischen Speichern des zweiten bzw. dritten optischen Master/Slave-Flip-Flops 47 bzw. 48 verschoben wird. Das zweite elektrische Steuersignal Φ2 kann zum Steuern der dritten Stromquelle 43 jedes optischen Master/Slave-Flip-Flops verwendet werden, so daß die im ersten Speicher 41 jedes optischen Master/Slave-Flip- Flops gespeicherte optische Information zum zweiten optischen Speicher 42 des jeweiligen optischen Master/Slave-Flip-Flops verschoben werden kann. Auf diese Weise kann das optische Signalschieberegister die nacheinander durch das erste optische Eingangssignal D1 dargestellte optische Information schließlich bis zum zweiten optischen Speicher 42 des dritten optischen Master/Slave-Flip-Flops 48 verschieben. Die derart bis zum letztgenannten zweiten optischen Speicher 42 verschobene optische Information wird durch ein N-tes optisches Ausgangssignal dargestellt, d. h. im veranschaulichten Beispiel durch ein sechstes optisches Ausgangssignal Q6.
Anhand von Fig. 16 wird nachstehend nunmehr ein optisches Signalschieberegister beschrieben, das ähnliche, mit gleichen Bezugszahlen bezeichnete Bauteile aufweist und eine vierte Ausführungsform der Erfindung ist. Das zum ersten optischen Speicher 41 des ersten optischen Master/Slave-Flip- Flops 46 geführte optische Eingangssignal ist das erste rechtsgerichtete optische Eingangssignal D1 der im Zusammenhang mit Fig. 12 beschriebenen Art. Ein N-tes linksgerichtetes optisches Eingangssignal (jetzt D6') wird zum zweiten optischen Speicher 42 des dritten optischen Master/Slave-Flip- Flops 48 geführt.
Der Steuersignalgenerator 53 sowie das erste und zweite elektrische Steuersignal Φ1 und Φ2 werden nunmehr als rechtsgerichteter Steuersignalgenerator sowie als erstes und zweites rechtsgerichtetes Steuersignal bezeichnet. Auf die vorstehend beschriebene Weise wird das erste rechtsgerichtete optische Eingangssignal D1 zum zweiten optischen Speicher 42 des dritten optischen Master/Slave-Flip-Flops 48 durch das vom rechtsgerichteten Steuersignalgenerator 53 erzeugte erste und zweite rechtsgerichtete Steuersignal Φ1 und Φ2 verschoben.
Das Register von Fig. 16 weist einen linksgerichteten Steuersignalgenerator 55 zum Erzeugen eines ersten und zweiten linksgerichteten Steuersignals Φ1' und Φ2' auf. Die zweite und vierte Stromquelle 32 und 44 jedes ersten bis dritten optischen Master/Slave-Flip-Flops 46 bis 48 wird vom zweiten bzw. ersten linksgerichteten Steuersignal Φ2' bzw. Φ1' gesteuert. Das erste und zweite linksgerichtete Steuersignal Φ1' und Φ2' wird zu einem dritten und vierten elektrischen Anschluß 58 und 59 geführt, der jeweils mit der vierten und zweiten Stromquelle 44 und 32 jedes optischen Master/Slave-Flip-Flops verbunden ist.
Das hier veranschaulichte Register kann optische Signale wie die gemäß Fig. 12 veranschaulichte Einrichtung nach links verschieben. Aus Fig. 16 dürfte leicht ersichtlich sein, daß das Register die durch das sechste linksgerichtete optische Eingangssignal D6' dargestellte optische Information zum ersten optischen Speicher 41 des ersten optischen Master/Slave- Flip-Flops 46 verschiebt. Damit erzeugt der letztgenannte optische Speicher 41 ein optisches Ausgangssignal, das als erstes optisches Ausgangssignal Q1 wie in Fig. 12 bezeichnet werden kann.
Nunmehr wird davon ausgegangen, daß das optische Signalschieberegister von Fig. 16 eine bidirektionale Struktur, d. h. eine Vorwärts- und eine Rückwärtsstruktur, hat, die identisch sind. So ist z. B. der erste bistabile Halbleiterlaser der Vorwärtsstruktur der N-te bistabile Halbleiterlaser der Rückwärtsstruktur. Der zweite bistabile Halbleiterlaser der Vorwärtsstruktur ist der (N-1)-te bistabile Halbleiterlaser der Rückwärtsstruktur. Die Vorwärts- und Rückwärtsstruktur sind zueinander äquivalent.
Je nach den Umständen kann das erste und zweite rechtsgerichtete Steuersignal Φ1 und Φ2 als erstes und zweites vorbestimmtes elektrisches Signal angenommen werden. Das zweite und erste linksgerichtete Steuersignal Φ2' und Φ1' kann als drittes und viertes vorbestimmtes elektrisches Signal verstanden werden. In diesem Fall können die Anschlüsse 59 und 58 wiederum als dritter und vierter elektrischer Anschluß bezeichnet werden. Der rechtsgerichtete Steuersignalgenerator 53 kann als erste Vorrichtung zum Zuführen des ersten und zweiten vorbestimmten elektrischen Signals zum ersten und zweiten elektrischen Anschluß 51 und 52, und der linksgerichtete Steuersignalgenerator als zweite Vorrichtung zum Zuführen des dritten und vierten vorbestimmten elektrischen Signals zum dritten und vierten elektrischen Anschluß 59 und 58 aufgefaßt werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 17 wird ein optisches Signalschieberegister beschrieben, das mehrere optische Master/Slave-Flip-Flops aufweist und eine fünfte Ausführungsform der Erfindung ist. Ähnliche Bauteile sind wiederum mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Das Register kann nicht nur wie in Fig. 15, sondern auch wie in Fig. 16 arbeiten. Die zweite und vierte Stromquelle 32 und 44 jedes optischen Master/Slave-Flip-Flops wird jedoch wie in Fig. 15 jeweils als Konstantstromquelle angenommen.
Zusammen mit dem ersten bis dritten optischen Master/Slave-Flip-Flop 46 bis 48 wird ein erster bis dritter Spannungskomparator 61, 62 bzw. 63 verwendet. Insbesondere hat jeder Spannungskomparator 61 bis 63 einen ersten und zweiten Eingang sowie einen Ausgang. Der erste Eingang ist mit der zweiten Elektrode jedes zweiten optischen Speichers 42 verbunden. Zum zweiten Eingang des ersten bis dritten Spannungskomparators 61 bis 63 wird eine Bezugsspannung Vr mit einer vorbestimmten gemeinsamen Größe geführt.
Nachstehend wird kurzzeitig auf Fig. 18 eingegangen und dabei in Fig. 4 angenommen, daß das erste und zweite optische Eingangssignal P1 und P2 jeweils den Tiefpegel Null hat und der erste Injektionsstrom I1 den Vorwert i(b) beibehält. Die zweite Elektrode 27 hat eine Spannung V, die sich mit der Hysterese als Funktion des zweiten Injektionsstroms I2 ändert. Insbesondere steigt die Spannung V allgemein hoch an, wenn der zweite Injektionsstrom I2 erhöht wird. Dagegen bleibt die Spannung V beim Erhöhen des zweiten Injektionsstroms I2 auf einen Wert nahe dem oberen Schwellwert i(u) im wesentlichen konstant. Die Spannung V steigt erneut, wenn der zweite Injektionsstrom I2 weiter erhöht wird.
In Fig. 18 wird die Spannung V allgemein niedrig, wenn der zweite Injektionsstrom I2 verringert wird. Während der Verringerung bleibt die Spannung V beim Herabsetzen des zweiten Injektionsstroms I2 auf einem Wert nahe dem unteren Schwellwert i(d) im wesentlichen solange konstant, bis der zweite Injektionsstrom I2 weiter unter den unteren Schwellwert i(d) gesenkt wird. Daraus dürfte ersichtlich sein, daß die Spannung V einen hohen und niedrigen Spannungswert V(A) und V(B) hat, wenn der zweite Injektionsstrom I2 den Vorwert i(b) erhält und wenn sich der bistabile Halbleiterlaser im tiefen bzw. hohen stabilen Zustand A bzw. B befindet.
Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 17 wird angenommen, daß das erste elektrische Steuersignal Φ1 einen Wert erhält, durch den die erste Stromquelle 31 jedes optischen Master/Slave-Flip-Flops den ersten Injektionsstrom I1 mit dem Vorwert i(b) erzeugt. Dadurch empfängt der zweite optische Speicher 42 jedes optischen Master/Slave-Flip-Flops optische Eingangssignale mit dem Tiefpegel Null vom ersten optischen Speicher 41 des jeweiligen Master/Slave-Flip-Flops und auch vom ersten optischen Speicher 41 des optischen Master/Slave- Flip-Flops, das auf das in Rede stehende Flip-Flop als nächstes folgt.
Unter diesen Umständen zeigt ein Vergleich von Fig. 17 oder 9 mit Fig. 4, daß durch Zuführen des vierten Injektionsstroms I4 mit dem Vorwert i(b) zur zweiten Elektrode 27 des zweiten optischen Speichers 42 und durch Feststellen der Spannung der zweiten Elektrode 27 bestimmt werden kann, ob sich der bistabile Halbleiterlaser im tiefen Zustand A oder im hohen Zustand B befindet, d. h., ob durch die im zweiten optischen Speicher 42 gespeicherte optische Information der Laser das optische Ausgangssignal mit der unteren Intensität Null oder der hohen Intensität Po(h) erzeugt. Die Bezugsspannung Vr wird zwischen der höheren und niedrigen Spannung V(A) und V(B) ausgewählt, die jeweils im Zusammenhang mit Fig. 18 beschrieben ist. Damit kann das optische Signalschieberegister veranlaßt werden, parallel die optische Information zu erzeugen, die nach rechts oder links zum zweiten optischen Speicher 42 des jeweiligen optischen Master/Slave-Flip-Flops 46 bis 48 verschoben und zeitgleich darin gespeichert wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 18 wird nunmehr für Fig. 4 angenommen, daß das erste und zweite optische Eingangssignal P1 und P2 jeweils den Tiefpegel Null hat und der zweite Injektionsstrom I2 den Vorwert i(b) beibehält. Die erste Elektrode 26 hat eine Spannung, die sich wie die im Zusammenhang mit der zweiten Elektrode 27 beschriebene Spannung V ändert. An der ersten Elektrode 26 stellt sich eine höhere und niedrigere Spannung ein, wenn auch der erste Injektionsstrom I1 den Vorwert i(b) erhält und wenn sich der bistabile Halbleiterlaser im hohen bzw. tiefen Zustand A bzw. B befindet.
Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 17 und 18 wird ersichtlich, daß das optische Signalschieberegister parallel die optische Information erzeugen kann, die nach rechts oder links zum ersten optischen Speicher 41 jedes optischen Master/Slave-Flip-Flops verschoben und gleichzeitig darin gespeichert wird. Im Hinblick auf die vorstehend beschriebene bidirektionale Struktur sollte verständlich sein, daß eine solches optisches Signalschieberegister mit dem gemäß Fig. 17 und 18 veranschaulichten identisch ist.
Anhand von Fig. 19 wird schließlich ein optisches Signalschieberegister beschrieben, das wiederum mehrere optische Master/Slave-Flip-Flops von Fig. 9 oder 12 aufweist und eine sechste Ausführungsform der Erfindung ist. Erneut werden ähnliche Bauteile mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
Die zweite und vierte Stromquelle 32 und 44 jedes optischen Master/Slave-Flip-Flops sollte eine einstellbare Stromquelle sein, auch wenn das Register nur zur Rechtsverschiebung des ersten optischen Eingangssignals D1 verwendet wird.
Ein erster bis dritter elektrischer Anschluß 66, 67 und 68 ist mit den vierten Stromquellen 44 der jeweiligen optischen Master/Slave-Flip-Flops 46 bis 48 verbunden. Ein gesteuerter Signalgenerator 69 dient zum Zuführen eines ersten bis dritten gesteuerten elektrischen Signals zu den jeweiligen Anschlüssen 66 bis 68.
Es wird nun davon ausgegangen, daß das erste elektrische Steuersignal Φ1 einen Wert erhält, durch den die erste Stromquelle 31 jedes optischen Master/Slave-Flip-Flops den ersten Injektionsstrom I1 mit dem Vorwert i(b) erzeugt. In diesem Fall empfängt der zweite optische Speicher 42 jedes optischen Master/Slave-Flip-Flops von benachbarten optischen Speichern optische Eingangssignale mit dem Tiefpegel Null. Daher hat der bistabile Halbleiterlaser jedes zweiten optischen Speichers 42 eine Kennlinie der optischen Eingabe als Funktion des zweiten Injektionsstroms, die der im Zusammenhang mit Fig. 5(A) beschriebenen Kennlinie ähnelt.
Wenn das erste bis dritte elektrische Steuersignal einen gemeinsamen Wert erhält, der den vierten Injektionsstrom I4 jedes optischen Master/Slave-Flip-Flops auf den Löschwert i(c) einstellt, wird gleichzeitig ein optisches Signal mit dem Tiefpegel oder der unteren Intensität Null zwangsweise in den zweiten optischen Speichern 42 der jeweiligen optischen Master/Slave-Flip-Flops 46 bis 48 gespeichert. Wenn die gesteuerten elektrischen Signale zum ersten bis dritten elektrischen Anschluß 66 bis 68 mit einem anderen gemeinsamen Wert zugeführt werden, durch den der vierte Injektionsstrom I4 jedes optischen Master/Slave-Flip-Flops z. B. den Schreibwert i(w) erhält, wird ein optisches Signal mit der hohen Intensität Po(h) zwangsweise gemeinsam in den zweiten optischen Speichern 42 der jeweiligen optischen Master/Slave- Flip-Flops 46 bis 48 gespeichert.
Damit kann eine optische Information mit dem logischen Wert Null und/oder Eins zwangsweise in den zweiten optischen Speichern 42 der jeweiligen optischen Master/Slave-Flip-Flops 46 bis 48 parallel eingestellt werden.
Eine solche optische Information kann zwangsweise ebenso in den ersten optischen Speichern 41 der jeweiligen optischen Master/Slave-Flip-Flops 46 bis 48 parallel eingestellt werden. Ein optisches Signalschieberegister, das zwangsweise die optische Information mit dem logischen Wert Null und/oder Eins in den ersten optischen Speichern 41 parallel einstellen kann, entspricht dem gemäß Fig. 19 veranschaulichten optischen Signalschieberegister.
Die Erfindung wurde bisher zwar insbesondere im Zusammenhang mit einer beträchtlichen Zahl von Ausführungsformen beschrieben; dem Fachmann dürfte es jedoch leicht möglich sein, die Erfindung auf verschiedene andere Arten auszuführen. Vor allem dürfte deutlich ersichtlich sein, daß sich das optische Master/Slave-Flip-Flop und das optische Signalschieberegister leicht als integrierte Schaltung ausführen lassen. Daher sollten die bisher beschriebenen Seitenansichten lediglich als eine der Beschreibung dienende Veranschaulichung aufgefaßt werden.

Claims

1. Optisches Master/Slave-Flip-Flop mit einem ersten und zweiten, optisch hintereinander angeordneten, bistabilen Halbleiterlaser mit jeweils einer aktiven Schicht (19) und einer ersten und zweiten, in derselben Ebene gemeinsam parallel zur aktiven Schicht (19) und auf einer Seite der Schicht liegenden Elektrode (26, 27) sowie einer dritten Gegenelektrode auf der anderen Seite der aktiven Schicht (19) und weiterhin mit ersten und zweiten Stromquellen (31 und 32, 43 und 44) zum Zuführen erster und zweiter Injektionsströme (I1 und I2, I3 und I4) zur aktiven Schicht jedes ersten und zweiten bistabilen Halbleiterlasers über dessen erste bzw. zweite Elektrode, wobei mindestens eine der Stromquellen einstellbar ist, sowie mit Einstellmitteln zum Einstellen des Injektionsstroms der einstellbaren Stromquelle(n) (31 und 32, 43 und 44), wobei die erste und zweite Endfläche der aktiven Schicht jedes ersten und zweiten bistabilen Halbleiterlasers mit dessen erster bzw. zweiter Elektrode abschließt und wobei der erste und zweite bistabile Halbleiterlaser optisch hintereinander so angeordnet sind, daß die zweite Endfläche der aktiven Schicht des ersten bistabilen Halbleiterlasers optisch direkt mit der ersten Endfläche der aktiven Schicht des zweiten bistabilen Halbleiterlasers gekoppelt ist.

2. Optisches Master/Slave-Flip-Flop nach Anspruch 1, wobei die erste Stromquelle für jeden ersten und zweiten bistabilen Halbleiterlaser einstellbar ist und die zweite Stromquelle zum Zuführen des zweiten Injektionsstroms mit einem vorbestimmten Wert zur aktiven Schicht jedes ersten und zweiten bistabilen Halbleiterlasers dient.

3. Optisches Master/Slave-Flip-Flop nach Anspruch 2, wobei die erste Endfläche der aktiven Schicht des ersten bistabilen Halbleiterlasers zum Empfangen eines optischen Eingangssignals und die zweite Endfläche der aktiven Schicht des zweiten bistabilen Halbleiterlasers zum Emittieren eines optischen Ausgangssignals in Abhängigkeit vom optischen Eingangssignal dient.

4. Optisches Master/Slave-Flip-Flop nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die ersten und zweiten Stromquellen für jeden ersten und zweiten bistabilen Halbleiterlaser einstellbar sind.

5. Optisches Master/Slave-Flip-Flop nach Anspruch 4, wobei die erste Endfläche der aktiven Schicht des ersten bistabilen Halbleiterlasers und die zweite Endfläche der aktiven Schicht des zweiten bistabilen Halbleiterlasers zum Empfangen eines ersten bzw. zweiten optischen Eingangssignals (D1 bzw. D2') dienen und wobei die zweite Endfläche der aktiven Schicht des zweiten bistabilen Halbleiterlasers ein erstes optisches Ausgangssignal (Q2) emittiert, wenn die erste Endfläche der aktiven Schicht des ersten bistabilen Halbleiterlasers das erste optische Eingangssignal (D1) empfängt, sowie die erste Endfläche der aktiven Schicht des ersten bistabilen Halbleiterlasers ein zweites optisches Ausgangssignal (Q1) emittiert, wenn die zweite Endfläche der aktiven Schicht des zweiten bistabilen Halbleiterlasers das zweite optische Eingangssignal (D2') empfängt.

6. Optisches Signalschieberegister mit einem ersten bis N-ten, optisch hintereinander angeordneten, bistabilen Halbleiterlaser, wobei N eine geradzahlige positive Ganzzahl von mindestens zwei ist und jeder bistabile Halbleiterlaser eine aktive Schicht und eine erste und zweite, in derselben Ebene gemeinsam parallel zur aktiven Schicht und auf einer Seite der Schicht liegende Elektrode sowie eine dritte Gegenelektrode auf der anderen Seite der aktiven Schicht (19) aufweist, wobei die aktive Schicht eine erste und zweite, mit der ersten bzw. zweiten Elektrode abschließende Endfläche hat, der (n-1)-te und n-te bistabile Halbleiterlaser optisch hintereinander angeordnet sind und die zweite Endfläche der aktiven Schicht des (n-1)-ten bistabilen Halbleiterlasers optisch direkt mit der ersten Endfläche der aktiven Schicht des n-ten bistabilen Halbleiterlasers gekoppelt ist, wobei n jede Zahl von 2 bis N ist und der erste bis N-te bistabile Halbleiterlaser erste und zweite Stromquellen (31, 32, 43, 44) zum Zuführen erster und zweiter Injektionsströme zur aktiven Schicht jedes Lasers über dessen erste bzw. zweite Elektrode aufweist und wobei mindestens die ersten oder zweiten Stromquellen einstellbar sind, mit Einstellmitteln zum Einstellen des Injektionsstroms mindestens der ersten oder zweiten Stromquellen, die einstellbar sind, einem mit den ersten Stromquellen (31) für die ungeradzahligen bistabilen Halbleiterlaser verbundenen ersten elektrischen Anschluß (51) und einem mit den ersten Stromquellen (43) für die geradzahligen bistabilen Halbleiterlaser verbundenen zweiten elektrischen Anschluß (52).

7. Optisches Signalschieberegister nach Anspruch 6, das weiterhin Mittel (53) zum Zuführen eines ersten und zweiten synchronisierten elektrischen Signals zum ersten bzw. zweiten elektrischen Anschluß (51 und 52) aufweist, um ein im ersten bistabilen Halbleiterlaser gespeichertes optisches Signal zum N-ten bistabilen Halbleiterlaser zu verschieben.

8. Optisches Signalschieberegister nach Anspruch 6 oder 7, das weiterhin einen mit den zweiten Stromquellen (44) für die geradzahligen bistabilen Halbleiterlaser verbundenen dritten elektrischen Anschluß (58) und einen mit den zweiten Stromquellen (32) für die ungeradzahligen bistabilen Halbleiterlaser verbundenen vierten elektrischen Anschluß (59) aufweist.

9. Optisches Signalschieberegister nach Anspruch 8, das weiterhin aufweist:

erste Mittel (53) zum Zuführen eines ersten und zweiten vorbestimmten elektrischen Signals (Φ1 und Φ2) zum ersten bzw. zweiten elektrischen Anschluß (51 bzw. 52), wobei das erste und zweite vorbestimmte elektrische Signal (Φ1 und Φ2) zum Verschieben eines im ersten bistabilen Halbleiterlaser gespeicherten ersten optischen Signals zum N-ten bistabilen Halbleiterlaser dient, sowie zweite Mittel (55) zum Zuführen eines dritten und vierten vorbestimmten elektrischen Signals (Φ1' und Φ2') zum dritten bzw. vierten elektrischen Anschluß (58 bzw. 59), wobei das dritte und vierte vorbestimmte elektrische Signal (Φ1' und Φ2') zum Verschieben eines im N-ten bistabilen Halbleiterlaser gespeicherten zweiten optischen Signals zum ersten bistabilen Halbleiterlaser dient.

10. Optisches Signalschieberegister nach einem der Ansprüche 6 bis 9, das weiterhin einen mit der zweiten Elektrode (44) jedes geradzahligen bistabilen Halbleiterlasers verbundenen Spannungskomparator (61, 62, 63) zum Vergleichen einer sich an der zweiten Elektrode einstellenden Spannung mit einem vorbestimmten Spannungswert (W) aufweist.

11. Optisches Signalschieberegister nach einem der Ansprüche 6 bis 10, das weiterhin aufweist:

mit den jeweiligen zweiten Stromquellen (44) der geradzahligen bistabilen Halbleiterlaser verbundene, parallele elektrische Anschlüsse (66, 67, 68) sowie

Mittel (69) zum Zuführen gesteuerter elektrischer Signale zu den parallelen elektrischen Anschlüssen (66, 67 bzw. 68), um eine vorgewählte optische Information in den jeweiligen geradzahligen bistabilen Halbleiterlasern einzustellen.