JP2001242496A - 光スイッチング装置 - Google Patents
光スイッチング装置Info
- Publication number
- JP2001242496A JP2001242496A JP2000344650A JP2000344650A JP2001242496A JP 2001242496 A JP2001242496 A JP 2001242496A JP 2000344650 A JP2000344650 A JP 2000344650A JP 2000344650 A JP2000344650 A JP 2000344650A JP 2001242496 A JP2001242496 A JP 2001242496A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse
- optical
- switching device
- resonance
- medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 179
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 31
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 27
- 230000005281 excited state Effects 0.000 claims description 25
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 9
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 11
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 10
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 8
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 7
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 7
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 4
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 101100316860 Autographa californica nuclear polyhedrosis virus DA18 gene Proteins 0.000 description 1
- 102100033041 Carbonic anhydrase 13 Human genes 0.000 description 1
- 101000867860 Homo sapiens Carbonic anhydrase 13 Proteins 0.000 description 1
- 101000872823 Xenopus laevis Probable histone deacetylase 1-A Proteins 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- XUFQPHANEAPEMJ-UHFFFAOYSA-N famotidine Chemical compound NC(N)=NC1=NC(CSCCC(N)=NS(N)(=O)=O)=CS1 XUFQPHANEAPEMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008713 feedback mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000011423 initialization method Methods 0.000 description 1
- 238000003701 mechanical milling Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3515—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/015—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction
- G02F1/017—Structures with periodic or quasi periodic potential variation, e.g. superlattices, quantum wells
- G02F1/01716—Optically controlled superlattice or quantum well devices
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3515—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam
- G02F1/3517—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam using an interferometer
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/3515—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam
- G02F1/3521—All-optical modulation, gating, switching, e.g. control of a light beam by another light beam using a directional coupler
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
- H01S5/18302—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL] comprising an integrated optical modulator
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Lasers (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 逆位相のパルスを共鳴的に利用して第１及び
第２のパルスにより光応答媒質の切替を行う方法になる
光スイッチにおいて、第２のパルスは第１のパルス発生
後の非常に短い時間内で発生する必要がある。 【解決手段】 光応答性媒質または光共鳴系と、第１の
光照射パルスと第２の光照射パルスを前記共鳴系に送る
パルス源構成とを備え、前記第１のパルスは共鳴光学系
のコヒーレント励起を発生させてその光学特性を変化さ
せ、第２のパルスは第１のパルスにより発生したコヒー
レントな励起状態を下方遷移させる位相を有し、第２の
パルスにより下方遷移されるまで第１のパルスにより発
生した励起状態のコヒーレンスを維持する前記共鳴系の
外部より駆動可能な素子を特徴とする。光増幅器または
レーザなど、前記共鳴系の外部より駆動可能な素子は、
第２のパルスにより下方遷移されるまで第１のパルスに
より発生した励起状態のコヒーレンスを維持する。
第２のパルスにより光応答媒質の切替を行う方法になる
光スイッチにおいて、第２のパルスは第１のパルス発生
後の非常に短い時間内で発生する必要がある。 【解決手段】 光応答性媒質または光共鳴系と、第１の
光照射パルスと第２の光照射パルスを前記共鳴系に送る
パルス源構成とを備え、前記第１のパルスは共鳴光学系
のコヒーレント励起を発生させてその光学特性を変化さ
せ、第２のパルスは第１のパルスにより発生したコヒー
レントな励起状態を下方遷移させる位相を有し、第２の
パルスにより下方遷移されるまで第１のパルスにより発
生した励起状態のコヒーレンスを維持する前記共鳴系の
外部より駆動可能な素子を特徴とする。光増幅器または
レーザなど、前記共鳴系の外部より駆動可能な素子は、
第２のパルスにより下方遷移されるまで第１のパルスに
より発生した励起状態のコヒーレンスを維持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速光スイッチに
使用可能な光スイッチング装置に係るものである。
使用可能な光スイッチング装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】逆位相のパルスを共鳴的に利用して光応
答性媒質の切替を行う方法は、従来より提案されてい
る。例えば、ＥＰ−Ａ０ ７４４６４８では、光学的に
発生する電荷担体を第１の光照射パルスに応じて光学媒
質中に発生させ、その後第２のパルスをその媒質に向け
て送り出すことにより下方遷移させる。第２のパルス
は、第１のパルスにより発生した励起状態がコヒーレン
トな状態を保っている間に発生し、また第１のパルスお
よび第２のパルスの相対位相は、第２のパルスが第１の
パルスにより発生した励起状態を破壊的に干渉するよう
に選定される。その装置は、変調器もしくは光検出器中
の光スイッチとして使用することができる。
答性媒質の切替を行う方法は、従来より提案されてい
る。例えば、ＥＰ−Ａ０ ７４４６４８では、光学的に
発生する電荷担体を第１の光照射パルスに応じて光学媒
質中に発生させ、その後第２のパルスをその媒質に向け
て送り出すことにより下方遷移させる。第２のパルス
は、第１のパルスにより発生した励起状態がコヒーレン
トな状態を保っている間に発生し、また第１のパルスお
よび第２のパルスの相対位相は、第２のパルスが第１の
パルスにより発生した励起状態を破壊的に干渉するよう
に選定される。その装置は、変調器もしくは光検出器中
の光スイッチとして使用することができる。
【０００３】また、参考文献として、Ｋｏｂａｙａｓｈ
ｉ Ｔ．他、「超高速光スイッチのコヒーレントプッシ
ュプル遷移」、量子エレクトロニクス・レーザ科学会議
(QELS)１９９１−QELS，９１ テクニカル・ダイジェス
ト、論文QWD２１、１４４-１４５ページがある。
ｉ Ｔ．他、「超高速光スイッチのコヒーレントプッシ
ュプル遷移」、量子エレクトロニクス・レーザ科学会議
(QELS)１９９１−QELS，９１ テクニカル・ダイジェス
ト、論文QWD２１、１４４-１４５ページがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】先行技術では、第１の
パルスにより発生した励起状態は、室温でピコ秒のオー
ダーもしくはそれより短いコヒーレンス時間を有するの
で、その結果コヒーレントな下方遷移を実現するために
は、第２のパルスは第１のパルス発生後の非常に短い時
間内で発生する必要があるという問題がある。その結果
として、先行装置は、第１のパルスより発生する励起状
態のコヒーレンス時間を延ばすために低温で動作させて
いる。
パルスにより発生した励起状態は、室温でピコ秒のオー
ダーもしくはそれより短いコヒーレンス時間を有するの
で、その結果コヒーレントな下方遷移を実現するために
は、第２のパルスは第１のパルス発生後の非常に短い時
間内で発生する必要があるという問題がある。その結果
として、先行装置は、第１のパルスより発生する励起状
態のコヒーレンス時間を延ばすために低温で動作させて
いる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はこれまでとは別
の新規な手法を提供する。本発明によれば、光スイッチ
ング装置は光共鳴系と、第１の光照射パルスと第２の光
照射パルスを前記共鳴系に送るパルス源構成とを備え、
前記第１のパルスは共鳴光学系のコヒーレント励起を発
生させその光学特性を変化させるよう構成され、第２の
パルスはその後第１のパルスにより発生したコヒーレン
トな励起状態を下方遷移させるような位相を有する光ス
イッチング装置であって、第２のパルスにより下方遷移
されるまで第１のパルスにより発生した励起状態のコヒ
ーレンスを維持する前記共鳴系の外部より駆動可能な素
子を備えることを特徴とする。
の新規な手法を提供する。本発明によれば、光スイッチ
ング装置は光共鳴系と、第１の光照射パルスと第２の光
照射パルスを前記共鳴系に送るパルス源構成とを備え、
前記第１のパルスは共鳴光学系のコヒーレント励起を発
生させその光学特性を変化させるよう構成され、第２の
パルスはその後第１のパルスにより発生したコヒーレン
トな励起状態を下方遷移させるような位相を有する光ス
イッチング装置であって、第２のパルスにより下方遷移
されるまで第１のパルスにより発生した励起状態のコヒ
ーレンスを維持する前記共鳴系の外部より駆動可能な素
子を備えることを特徴とする。
【０００６】従って、本発明によれば、外部駆動素子に
より第１のパルスにより発生した励起状態を維持するこ
とができ、その結果コヒーレントな下方遷移を実現する
ために第２のパルスが発生することのできる時間帯が拡
大される。
より第１のパルスにより発生した励起状態を維持するこ
とができ、その結果コヒーレントな下方遷移を実現する
ために第２のパルスが発生することのできる時間帯が拡
大される。
【０００７】外部駆動素子は、光増幅器により構成し、
その光増幅器において、増幅媒質を外部動力源の動力に
より駆動させ、第２のパルスにより下方遷移されるまで
第１のパルスにより発生した励起状態を維持するような
構成にしてもよい。増幅器は、外部光源により励起さ
せ、第２のパルスにより下方遷移されるまで第１のパル
スにより発生した励起状態を維持するような構成にして
もよく、あるいは外部電源により駆動してもよい。
その光増幅器において、増幅媒質を外部動力源の動力に
より駆動させ、第２のパルスにより下方遷移されるまで
第１のパルスにより発生した励起状態を維持するような
構成にしてもよい。増幅器は、外部光源により励起さ
せ、第２のパルスにより下方遷移されるまで第１のパル
スにより発生した励起状態を維持するような構成にして
もよく、あるいは外部電源により駆動してもよい。
【０００８】光学媒質中の誘導放出を抑制するため、可
飽和吸収体またはその他の適切な手段を備えてもよい。
飽和吸収体またはその他の適切な手段を備えてもよい。
【０００９】また、光学系の外部の素子は、コヒーレン
トに偏光された照射線を光学系に供給するレーザにより
構成し、第１のパルスが光学ブロッホ方程式によりコヒ
ーレント励起の度合を増加させるようにしてもよく
(「光共振および二準位原子」 L.Allen&J.H.Eberly, Do
ver, ニューヨーク、１９７５年およびその概念として
「半導体光学・電子特性の量子理論」H.Haug&S.W.Koch,
ワールドサイエンティフィック−シンガポール、１９
９３年を参照)、そのコヒーレント励起は、第２のパル
スにより下方遷移されるまで前記照射線により維持され
る。
トに偏光された照射線を光学系に供給するレーザにより
構成し、第１のパルスが光学ブロッホ方程式によりコヒ
ーレント励起の度合を増加させるようにしてもよく
(「光共振および二準位原子」 L.Allen&J.H.Eberly, Do
ver, ニューヨーク、１９７５年およびその概念として
「半導体光学・電子特性の量子理論」H.Haug&S.W.Koch,
ワールドサイエンティフィック−シンガポール、１９
９３年を参照)、そのコヒーレント励起は、第２のパル
スにより下方遷移されるまで前記照射線により維持され
る。
【００１０】共鳴光学系は、第１のパルスにより励起状
態に励起することが可能な光応答性媒質により構成して
もよく、あるいは第１のパルスにより共鳴状態にするこ
とが可能な共振空洞でもよい。
態に励起することが可能な光応答性媒質により構成して
もよく、あるいは第１のパルスにより共鳴状態にするこ
とが可能な共振空洞でもよい。
【００１１】さらに、共鳴光学系にフィードバックされ
た光がその系の光励起状態と一定の位相関係(通常は同
相)を示すような、共鳴光学系および外部駆動素子間の
光学帰還手段を備える。
た光がその系の光励起状態と一定の位相関係(通常は同
相)を示すような、共鳴光学系および外部駆動素子間の
光学帰還手段を備える。
【００１２】次に、本願発明の主な諸形態を列挙する。 （１）光応答性媒質または光共鳴系(３、１２)と、第１
の光照射パルスと第２の光照射パルス(Ｐ1、Ｐ2)を前記
共鳴系に送るパルス源構成(１、２)とを備える光スイッ
チング装置であって、前記第１のパルス(Ｐ1)は共鳴光
学系のコヒーレント励起を発生させてその光学特性を変
化させるよう構成され、第２のパルス(Ｐ2)はその後第
１のパルスにより発生したコヒーレントな励起状態を下
方遷移させる位相を有し、第２のパルスにより下方遷移
されるまで第１のパルスにより発生した励起状態のコヒ
ーレンスを維持する前記共鳴系の外部より駆動可能な素
子(１３、３４)が存する特徴とする光スイッチング装
置。 （２）前記光共鳴系は光応答性媒質と前記パルス源構成
とを有し、前記光共鳴系は、第１のパルスが前記光応答
性媒質中に共鳴励起を発生させ、第２のパルスが第１の
パルスにより発生した共鳴励起状態を下方遷移させるよ
う作用させることが可能であることを特徴とする前項
（１）に記載の光スイッチング光スイッチング装置。 （３）前記光共鳴系は共振空洞と前記パルス源構成とを
有し、前記光共鳴系は、第１のパルスが前記空洞の共鳴
励起を発生させ、第２のパルスが第１のパルスにより発
生した空洞の共鳴励起を下方遷移させるよう作用させる
ことが可能であることを特徴とする前項（１）に記載の
光スイッチング装置。 （４）前記空洞はファブリ・ペロー・エタロンにより構
成されることを特徴とする前項（３）に記載の光スイッ
チング装置。 （５）前記素子(１３)は光増幅器により構成されること
を特徴とする前項（１）から（４）のいずれかに記載の
光スイッチング装置。 （６）前記増幅器(１３)は、第２のパルスにより下方遷
移されるまで第１のパルスにより発生した励起状態のコ
ヒーレンスを維持するため外部動力源(１３a)からの動
力で駆動させるよう構成された増幅媒質(１３)から成る
ことを特徴とする前項（５）に記載の光スイッチング装
置。 （７）前記増幅器(１３)は、外部光源により励起される
ように構成され、第２のパルスにより下方遷移されるま
で第１のパルスにより発生した励起状態のコヒーレンス
を維持することを特徴とする前項（５）または（６）に
記載の光スイッチング装置。 （８）前記増幅器(１３)は、外部電源(１３a)により駆
動されるように構成され、第２のパルスにより下方遷移
されるまで第１のパルスにより発生した励起状態のコヒ
ーレンスを維持することを特徴とする前項（４）、
（５）または（６）に記載の光スイッチング装置。 （９）光学系内の誘導放出を抑制する可飽和吸収体(１
４)を含むことを特徴とする前項（１）から（８）のい
ずれかに記載の光スイッチング装置。 （１０）前記光学系は、光学空洞(１５，１６)内に配置
される光学媒質(３)を含むことを特徴とする前項（１）
から（９）のいずれかに記載の光スイッチング装置。 （１１）前記光学系に、光学格子を含むことを特徴とす
る前項（１）から（１０）のいずれかに記載の光スイッ
チング装置。 （１２）前記光学系は、前記共鳴励起を発生させ、かつ
前記増幅器としても作用可能な非均質材料を含むことを
特徴とする前項（１）から（１１）のいずれかに記載の
光スイッチング装置。 （１３）前記光学系は、多層構造により構成されること
を特徴とする前項（１）から（１２）のいずれかに記載
の光スイッチング装置。 （１４）前記多層構造は光学格子を形成することを特徴
とする前項（１３）に記載の光スイッチング装置。 （１５）前記光学系(３)は、光結合器の少なくとも１本
のアーム(１９、２０；２５、２６)中に配置されること
を特徴とする前項（１）から（１４）のいずれかに記載
の光スイッチング装置。 （１６）連続して前記励起状態が発生するよう作用する
ことが可能な光スイッチング装置であって、それぞれ連
続する前記励起状態は異なる偏光により発生することを
特徴とする前項（１）から（１５）のいずれかに記載の
光スイッチング装置。 （１７）連続して前記励起状態が発生するよう作用する
ことが可能な光スイッチング装置であって、状態ベクト
ルは偏光状態、光波長、空洞の光学モードが、光学密度
以外の系の特性により表されることを特徴とする前項
（１）から（１６）のいずれかに記載の光スイッチング
装置。 （１８）総光強度がほぼ一定であることを特徴とする前
項（１７）に記載の光スイッチング装置。 （１９）スイッチの性能に関して最適化されたことを特
徴とする前項（１８）に記載の光スイッチング装置。 （２０）光学媒質の外部の素子は、第１のパルスが電荷
担体密度における励起を発生させ、その励起は第２のパ
ルスにより下方遷移されるまで前記照射線により維持さ
れるよう、コヒーレントに偏光された照射線を光学媒質
に供給するレーザ(３４)を有して構成されることを特徴
とする前項（１）から（１９）のいずれかに記載の光ス
イッチング装置。 （２１）光源光線(５)を光学系(３)に送る光源(４)を含
む光スイッチング装置であって、前記光源光線は前記光
学系により変調されることを特徴とする前項（１）から
（２０）のいずれかに記載の光スイッチング装置。
の光照射パルスと第２の光照射パルス(Ｐ1、Ｐ2)を前記
共鳴系に送るパルス源構成(１、２)とを備える光スイッ
チング装置であって、前記第１のパルス(Ｐ1)は共鳴光
学系のコヒーレント励起を発生させてその光学特性を変
化させるよう構成され、第２のパルス(Ｐ2)はその後第
１のパルスにより発生したコヒーレントな励起状態を下
方遷移させる位相を有し、第２のパルスにより下方遷移
されるまで第１のパルスにより発生した励起状態のコヒ
ーレンスを維持する前記共鳴系の外部より駆動可能な素
子(１３、３４)が存する特徴とする光スイッチング装
置。 （２）前記光共鳴系は光応答性媒質と前記パルス源構成
とを有し、前記光共鳴系は、第１のパルスが前記光応答
性媒質中に共鳴励起を発生させ、第２のパルスが第１の
パルスにより発生した共鳴励起状態を下方遷移させるよ
う作用させることが可能であることを特徴とする前項
（１）に記載の光スイッチング光スイッチング装置。 （３）前記光共鳴系は共振空洞と前記パルス源構成とを
有し、前記光共鳴系は、第１のパルスが前記空洞の共鳴
励起を発生させ、第２のパルスが第１のパルスにより発
生した空洞の共鳴励起を下方遷移させるよう作用させる
ことが可能であることを特徴とする前項（１）に記載の
光スイッチング装置。 （４）前記空洞はファブリ・ペロー・エタロンにより構
成されることを特徴とする前項（３）に記載の光スイッ
チング装置。 （５）前記素子(１３)は光増幅器により構成されること
を特徴とする前項（１）から（４）のいずれかに記載の
光スイッチング装置。 （６）前記増幅器(１３)は、第２のパルスにより下方遷
移されるまで第１のパルスにより発生した励起状態のコ
ヒーレンスを維持するため外部動力源(１３a)からの動
力で駆動させるよう構成された増幅媒質(１３)から成る
ことを特徴とする前項（５）に記載の光スイッチング装
置。 （７）前記増幅器(１３)は、外部光源により励起される
ように構成され、第２のパルスにより下方遷移されるま
で第１のパルスにより発生した励起状態のコヒーレンス
を維持することを特徴とする前項（５）または（６）に
記載の光スイッチング装置。 （８）前記増幅器(１３)は、外部電源(１３a)により駆
動されるように構成され、第２のパルスにより下方遷移
されるまで第１のパルスにより発生した励起状態のコヒ
ーレンスを維持することを特徴とする前項（４）、
（５）または（６）に記載の光スイッチング装置。 （９）光学系内の誘導放出を抑制する可飽和吸収体(１
４)を含むことを特徴とする前項（１）から（８）のい
ずれかに記載の光スイッチング装置。 （１０）前記光学系は、光学空洞(１５，１６)内に配置
される光学媒質(３)を含むことを特徴とする前項（１）
から（９）のいずれかに記載の光スイッチング装置。 （１１）前記光学系に、光学格子を含むことを特徴とす
る前項（１）から（１０）のいずれかに記載の光スイッ
チング装置。 （１２）前記光学系は、前記共鳴励起を発生させ、かつ
前記増幅器としても作用可能な非均質材料を含むことを
特徴とする前項（１）から（１１）のいずれかに記載の
光スイッチング装置。 （１３）前記光学系は、多層構造により構成されること
を特徴とする前項（１）から（１２）のいずれかに記載
の光スイッチング装置。 （１４）前記多層構造は光学格子を形成することを特徴
とする前項（１３）に記載の光スイッチング装置。 （１５）前記光学系(３)は、光結合器の少なくとも１本
のアーム(１９、２０；２５、２６)中に配置されること
を特徴とする前項（１）から（１４）のいずれかに記載
の光スイッチング装置。 （１６）連続して前記励起状態が発生するよう作用する
ことが可能な光スイッチング装置であって、それぞれ連
続する前記励起状態は異なる偏光により発生することを
特徴とする前項（１）から（１５）のいずれかに記載の
光スイッチング装置。 （１７）連続して前記励起状態が発生するよう作用する
ことが可能な光スイッチング装置であって、状態ベクト
ルは偏光状態、光波長、空洞の光学モードが、光学密度
以外の系の特性により表されることを特徴とする前項
（１）から（１６）のいずれかに記載の光スイッチング
装置。 （１８）総光強度がほぼ一定であることを特徴とする前
項（１７）に記載の光スイッチング装置。 （１９）スイッチの性能に関して最適化されたことを特
徴とする前項（１８）に記載の光スイッチング装置。 （２０）光学媒質の外部の素子は、第１のパルスが電荷
担体密度における励起を発生させ、その励起は第２のパ
ルスにより下方遷移されるまで前記照射線により維持さ
れるよう、コヒーレントに偏光された照射線を光学媒質
に供給するレーザ(３４)を有して構成されることを特徴
とする前項（１）から（１９）のいずれかに記載の光ス
イッチング装置。 （２１）光源光線(５)を光学系(３)に送る光源(４)を含
む光スイッチング装置であって、前記光源光線は前記光
学系により変調されることを特徴とする前項（１）から
（２０）のいずれかに記載の光スイッチング装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明をより充分に理解するた
め、次の添付図面を参照しながら本発明の実施形態を例
として以下に説明する。
め、次の添付図面を参照しながら本発明の実施形態を例
として以下に説明する。
【００１４】本発明による光スイッチング装置の概略図
である図１を参照すると、フェムト秒パルスレーザ源１
は、光ファイバ通信用に、一般に波長６００ｎｍ,８０
０ｎｍ, １.３μｍ,または１.５μｍで、例えば１ｐｓ
未満の持続時間が短いパルスを発生させ、そのパルスは
干渉計２を介して共鳴光学系に供給される。本例におい
て、共鳴光学系は、可飽和吸収体など、コヒーレントな
共鳴状態に切替えることが可能な、光学応答性を持つ媒
質３により構成される。光学媒質３は、下記に詳細に説
明される別の機能性を含む。本例において、可飽和吸収
体は半導体である。通常、該吸収体は、光学的に非透過
性であるが、レーザからのパルスｐに応じて透過状態に
切替えることができる。これは、入力路５に沿って光学
媒質３に進む光源４からの入力光線を切替えるために利
用される。光線は、吸収体がレーザ１からのパルスPに
よって透過状態に切替えられている場合、光学媒質を通
過して出力路６に進む。光源４からの光線は、その応答
性媒質の屈折率ｎを変化させることによって変調するこ
ともできる。
である図１を参照すると、フェムト秒パルスレーザ源１
は、光ファイバ通信用に、一般に波長６００ｎｍ,８０
０ｎｍ, １.３μｍ,または１.５μｍで、例えば１ｐｓ
未満の持続時間が短いパルスを発生させ、そのパルスは
干渉計２を介して共鳴光学系に供給される。本例におい
て、共鳴光学系は、可飽和吸収体など、コヒーレントな
共鳴状態に切替えることが可能な、光学応答性を持つ媒
質３により構成される。光学媒質３は、下記に詳細に説
明される別の機能性を含む。本例において、可飽和吸収
体は半導体である。通常、該吸収体は、光学的に非透過
性であるが、レーザからのパルスｐに応じて透過状態に
切替えることができる。これは、入力路５に沿って光学
媒質３に進む光源４からの入力光線を切替えるために利
用される。光線は、吸収体がレーザ１からのパルスPに
よって透過状態に切替えられている場合、光学媒質を通
過して出力路６に進む。光源４からの光線は、その応答
性媒質の屈折率ｎを変化させることによって変調するこ
ともできる。
【００１５】当業技術界においてよく知られているよう
に、パルスPの機能は、吸収体の価電子帯中に存在する
電子を伝導帯に励起することであり、その結果、励起子
として知られる電子・正孔対の形成により吸収体は光学
的に非透過な状態から光学的透過性を有する状態に変化
する。その後、この共鳴遷移は減衰し、非励起状態に戻
る。この光学遷移は、レーザ１からの短いパルスにより
共鳴励起されるが、Ｔ 2＝ｈ／πΓの期間の間、光パル
スＰを形成する照射線とコヒーレントな状態を保つ。こ
の遷移の均一な線幅がΓであり、ｈはハイゼンベルク定
数である。このコヒーレンスは時間と共に指数関数的に
減衰する。
に、パルスPの機能は、吸収体の価電子帯中に存在する
電子を伝導帯に励起することであり、その結果、励起子
として知られる電子・正孔対の形成により吸収体は光学
的に非透過な状態から光学的透過性を有する状態に変化
する。その後、この共鳴遷移は減衰し、非励起状態に戻
る。この光学遷移は、レーザ１からの短いパルスにより
共鳴励起されるが、Ｔ 2＝ｈ／πΓの期間の間、光パル
スＰを形成する照射線とコヒーレントな状態を保つ。こ
の遷移の均一な線幅がΓであり、ｈはハイゼンベルク定
数である。このコヒーレンスは時間と共に指数関数的に
減衰する。
【００１６】第２のパルスＰ2が、第１のパルスＰ1によ
り発生した光学遷移を下方遷移させるために印加され
る。第２のパルスは第１のパルスの後ΔTという短い時
間内に吸収体に印加され、その時間の間、第１のパルス
により発生した励起状態はコヒーレントな状態を保ち、
また第２のパルスは、遷移波長λａで第１のパルスと１
８０°位相がずれている。その結果、第２のパルスＰ2
は、破壊性干渉により下方遷移を起こす。
り発生した光学遷移を下方遷移させるために印加され
る。第２のパルスは第１のパルスの後ΔTという短い時
間内に吸収体に印加され、その時間の間、第１のパルス
により発生した励起状態はコヒーレントな状態を保ち、
また第２のパルスは、遷移波長λａで第１のパルスと１
８０°位相がずれている。その結果、第２のパルスＰ2
は、破壊性干渉により下方遷移を起こす。
【００１７】従って、第１のパルスと第２のパルスの光
線の位相が１８０°ずれており、△Ｔ＜＜Ｔ2である場
合、本技術により、光学的励起子を非常に短く、明確に
規定された期間の間オンおよびオフに切替えることがで
きる。本技術の時間分解能は、６ｆｓのオーダーである
印加パルスＰの幅により限定される。
線の位相が１８０°ずれており、△Ｔ＜＜Ｔ2である場
合、本技術により、光学的励起子を非常に短く、明確に
規定された期間の間オンおよびオフに切替えることがで
きる。本技術の時間分解能は、６ｆｓのオーダーである
印加パルスＰの幅により限定される。
【００１８】第１のパルスおよび第２のパルスを発生さ
せるために、レーザ１からのパルスＰは、例えばマイケ
ルソン型、マッハ・ツェンダー型、またはサニャック型
干渉計などの干渉計２に供給され、その干渉計により、
△Ｔという短い期間だけ時間間隔があけられた２つのパ
ルスＰ1およびＰ2が発生する。レーザ１からのパルスＰ
は、可飽和吸収体３の狭い吸収線に対応する中心波長λ
ａを有する。パルスＰ 1とパルスＰ2の位相が１８０°ず
れるように、すなわち破壊性干渉を行うために、干渉計
２は、以下のようなパルス間の時間間隔を発生させるよ
う構成される。 △Ｔ＝（ｎ＋１／２）λａ／ｃ ここで、ｎは整数であり、ｃは光の速度である。励起に
よりλａを変えることが可能であるが、その場合ΔＴ
は、破壊性干渉を行うためこの式により与えられる値よ
り若干変更する必要がある。
せるために、レーザ１からのパルスＰは、例えばマイケ
ルソン型、マッハ・ツェンダー型、またはサニャック型
干渉計などの干渉計２に供給され、その干渉計により、
△Ｔという短い期間だけ時間間隔があけられた２つのパ
ルスＰ1およびＰ2が発生する。レーザ１からのパルスＰ
は、可飽和吸収体３の狭い吸収線に対応する中心波長λ
ａを有する。パルスＰ 1とパルスＰ2の位相が１８０°ず
れるように、すなわち破壊性干渉を行うために、干渉計
２は、以下のようなパルス間の時間間隔を発生させるよ
う構成される。 △Ｔ＝（ｎ＋１／２）λａ／ｃ ここで、ｎは整数であり、ｃは光の速度である。励起に
よりλａを変えることが可能であるが、その場合ΔＴ
は、破壊性干渉を行うためこの式により与えられる値よ
り若干変更する必要がある。
【００１９】干渉計２は、所望の破壊性干渉を行うため
に必要なパルスＰ1およびＰ2間のパルス遅延時間が得ら
れる値に整数ｎを設定するよう構成される。
に必要なパルスＰ1およびＰ2間のパルス遅延時間が得ら
れる値に整数ｎを設定するよう構成される。
【００２０】本例ではパルスＰ1およびＰ2を発生させる
ために干渉計を用いたが、当業者は、パルスの発生に利
用可能な別の技術が想像できるであろう。
ために干渉計を用いたが、当業者は、パルスの発生に利
用可能な別の技術が想像できるであろう。
【００２１】図２に光スイッチの動作を示す。図２Aは
第１のパルスＰ1および第２のパルスＰ2のタイミングを
示す。第１のパルスＰ1は、可飽和吸収体中に励起子を
発生させ、その結果吸収体の透過特性が図２の（ｂ）に
示すように変化する。パルスＰ 2がない場合、結果とし
て生じる共鳴励起状態は、図２の（ｂ）のハッチングさ
れた線７により示されるように、比較的ゆっくりと減衰
する。しかし、図３の（ａ）の曲線８により示されるよ
うに、パルスＰ2は、共鳴状態の急速な切替下方遷移を
もたらす。パルスＰ2は、共鳴励起状態がパルスＰ1とコ
ヒーレントな状態を保つ間、時間△Ｔ内で発生するた
め、またパルスＰ2はパルスＰ1に対し逆位相であるた
め、共鳴状態の急速な下方遷移が生じる。
第１のパルスＰ1および第２のパルスＰ2のタイミングを
示す。第１のパルスＰ1は、可飽和吸収体中に励起子を
発生させ、その結果吸収体の透過特性が図２の（ｂ）に
示すように変化する。パルスＰ 2がない場合、結果とし
て生じる共鳴励起状態は、図２の（ｂ）のハッチングさ
れた線７により示されるように、比較的ゆっくりと減衰
する。しかし、図３の（ａ）の曲線８により示されるよ
うに、パルスＰ2は、共鳴状態の急速な切替下方遷移を
もたらす。パルスＰ2は、共鳴励起状態がパルスＰ1とコ
ヒーレントな状態を保つ間、時間△Ｔ内で発生するた
め、またパルスＰ2はパルスＰ1に対し逆位相であるた
め、共鳴状態の急速な下方遷移が生じる。
【００２２】これは図３においてより詳細に説明され
る。図３Aにおいて、パルスＰ1は共鳴励起を発生させ、
電子ｅが価電子帯Ｖ中の「０の状態」エネルギー準位１
０から伝導帯C中の「１の状態」を表すエネルギー準位
１１に共鳴により移動される。逆位相のパルスＰ2は、
伝導帯中の準位１１から元の価電子帯Vへ正に電子を移
動させ、それによってコヒーレント破壊による下方遷移
を発生させる。このコヒーレントな二準位の系は、同時
係属中のＥＰ−Ａ−０７４４６４８においてより詳細に
説明されている。
る。図３Aにおいて、パルスＰ1は共鳴励起を発生させ、
電子ｅが価電子帯Ｖ中の「０の状態」エネルギー準位１
０から伝導帯C中の「１の状態」を表すエネルギー準位
１１に共鳴により移動される。逆位相のパルスＰ2は、
伝導帯中の準位１１から元の価電子帯Vへ正に電子を移
動させ、それによってコヒーレント破壊による下方遷移
を発生させる。このコヒーレントな二準位の系は、同時
係属中のＥＰ−Ａ−０７４４６４８においてより詳細に
説明されている。
【００２３】本技術の室温での有用性は通常、第１のパ
ルスＰ1により発生される励起状態のコヒーレント時間
Ｔ2により制限される。そのコヒーレント時間は、室温
ではピコ秒の範囲またはそれよりも短く、これは従来本
技術が低温でのみ使用されていたことを意味する。本発
明によれば、外部から駆動される装置を用いて、少なく
とも第２のパルスＰ2により一部下方遷移されるまで第
１のパルスＰ1により生じたコヒーレンスを維持する。
ルスＰ1により発生される励起状態のコヒーレント時間
Ｔ2により制限される。そのコヒーレント時間は、室温
ではピコ秒の範囲またはそれよりも短く、これは従来本
技術が低温でのみ使用されていたことを意味する。本発
明によれば、外部から駆動される装置を用いて、少なく
とも第２のパルスＰ2により一部下方遷移されるまで第
１のパルスＰ1により生じたコヒーレンスを維持する。
【００２４】上記装置は光増幅器により構成してもよ
い。その増幅器は光学媒質３に組み込んでもよく、結果
として得られる機能性の例を図４に示す。光学媒質３
は、前述したように２つの準位の間で切替えることが可
能な上記コヒーレント光学媒質、すなわち材料１２を、
光増幅器媒質として作用する材料１３と共に含む。増幅
器１３は、第１のパルスＰ1により発生した励起を増幅
するように、すなわち図３を用いて前述した「１の状
態」のコヒーレンスを維持するように作用する外部の動
力源１３aにより駆動される。従って、上記光増幅器
は、パルスＰ2により下方遷移されるまでのある延長さ
れた期間の間パルスＰ1により発生したコヒーレント状
態を維持するため、コヒーレント光学媒質１２にフィー
ドバック機構を提供する。このようにして、有効コヒー
レンス時間Ｔ2は、（増幅器が無い場合）通常得られる
期間以上に増幅器１３によって延長することができ、そ
の結果系は室温で動作することが可能になる。
い。その増幅器は光学媒質３に組み込んでもよく、結果
として得られる機能性の例を図４に示す。光学媒質３
は、前述したように２つの準位の間で切替えることが可
能な上記コヒーレント光学媒質、すなわち材料１２を、
光増幅器媒質として作用する材料１３と共に含む。増幅
器１３は、第１のパルスＰ1により発生した励起を増幅
するように、すなわち図３を用いて前述した「１の状
態」のコヒーレンスを維持するように作用する外部の動
力源１３aにより駆動される。従って、上記光増幅器
は、パルスＰ2により下方遷移されるまでのある延長さ
れた期間の間パルスＰ1により発生したコヒーレント状
態を維持するため、コヒーレント光学媒質１２にフィー
ドバック機構を提供する。このようにして、有効コヒー
レンス時間Ｔ2は、（増幅器が無い場合）通常得られる
期間以上に増幅器１３によって延長することができ、そ
の結果系は室温で動作することが可能になる。
【００２５】増幅器１３は、光学的あるいは電気的に動
力を供給することが可能であることが分かる。従って、
媒質３には、外部の光励起源１３aまたは外部の電源に
接続された外部電極(図示せず)による電界を備えてもよ
い。
力を供給することが可能であることが分かる。従って、
媒質３には、外部の光励起源１３aまたは外部の電源に
接続された外部電極(図示せず)による電界を備えてもよ
い。
【００２６】この光学系に一部変更を加えたものを図５
に示す。同図では、増幅器１３による増幅のために発生
することがある自然放出の影響を回避するため、可飽和
吸収体１４が含まれる。
に示す。同図では、増幅器１３による増幅のために発生
することがある自然放出の影響を回避するため、可飽和
吸収体１４が含まれる。
【００２７】図６は、この系の動作の概略図である。パ
ルスＰ1およびパルスＰ2は、光学媒質３に印加され、図
１から図３を用いて前述したように、１の状態および０
の状態から光学媒質３をコヒーレントに切替える。増幅
器１３の機能は、逆位相のパルスＰ2により「０の状
態」にコヒーレントに切替えられるまで、パルスＰ1に
より誘発されたコヒーレントな「１の状態」を維持する
ことである。その結果、図１に示す入力路６上のレーザ
４からの光線は、図６の（ａ）に示すように、パルスＰ
1とパルスＰ2の間の期間にオフの状態からオンの状態に
切替えられる。
ルスＰ1およびパルスＰ2は、光学媒質３に印加され、図
１から図３を用いて前述したように、１の状態および０
の状態から光学媒質３をコヒーレントに切替える。増幅
器１３の機能は、逆位相のパルスＰ2により「０の状
態」にコヒーレントに切替えられるまで、パルスＰ1に
より誘発されたコヒーレントな「１の状態」を維持する
ことである。その結果、図１に示す入力路６上のレーザ
４からの光線は、図６の（ａ）に示すように、パルスＰ
1とパルスＰ2の間の期間にオフの状態からオンの状態に
切替えられる。
【００２８】図６の（ｂ）にこの系の初期化方法を示
す。光学媒質３中の材料１２の状態を設定するため、比
較的大きな初期同期パルスＰｓが印加され、次にパルス
Ｐ2が印加されて材料１２を「０の状態」に切替える。
そして光学系は、図６の（ａ）に示すようにオン・オフ
の切替を行うことが可能になる。
す。光学媒質３中の材料１２の状態を設定するため、比
較的大きな初期同期パルスＰｓが印加され、次にパルス
Ｐ2が印加されて材料１２を「０の状態」に切替える。
そして光学系は、図６の（ａ）に示すようにオン・オフ
の切替を行うことが可能になる。
【００２９】図７は、光学媒質３の異なる実施例を示
す。図７の（ａ）を参照すると、光学媒質３は、コヒー
レント媒質１２、光増幅器媒質１３、および可飽和吸収
体１４の層により構成されている。層１２，１３，およ
び１４は、互いに重なり合ってもよく、また、一般に上
記同時係属中のＥＰ-Ａ-０ ７４４６４８において説明
されているように反射面１５、１６を含むファブリ・ペ
ロー・エタロン中に配置してもよい。エタロンを使用す
る目的は、光学媒質３中のパルスＰ1およびパルスＰ2の
有効入力路の長さを増やすことである。材料１２，１
３，および１４は、図７の（ｂ）に示すようにエタロン
内の多層構造中に積み重ねてもよい。実際、図７の
（ｂ）に示す多層系は、それ自体が図１の光源４の波長
において阻止帯を形成する格子構造となることがある。
従って、パルスＰ1およびパルスＰ2を用いて阻止帯をオ
ン・オフに切替え、光源４の光スイッチとして作用させ
ることができる。このように、反射面１５および１６は
省くことができる。必要であれば、格子構造は外部手
段、例えば機械的フライス削り、電子ビームリソグラフ
ィ、化学エッチングなどによって施すことができ、また
はＤＦＢレーザ技術においてよく知られているように当
該材料に屈折率パターンを記録することにより施すこと
ができる。参照文献として「半導体レーザ」G.P.Agrawa
l, N.K.Dutta, Van Nostrand Reinhold, ニューヨー
ク、１９９３年がある。
す。図７の（ａ）を参照すると、光学媒質３は、コヒー
レント媒質１２、光増幅器媒質１３、および可飽和吸収
体１４の層により構成されている。層１２，１３，およ
び１４は、互いに重なり合ってもよく、また、一般に上
記同時係属中のＥＰ-Ａ-０ ７４４６４８において説明
されているように反射面１５、１６を含むファブリ・ペ
ロー・エタロン中に配置してもよい。エタロンを使用す
る目的は、光学媒質３中のパルスＰ1およびパルスＰ2の
有効入力路の長さを増やすことである。材料１２，１
３，および１４は、図７の（ｂ）に示すようにエタロン
内の多層構造中に積み重ねてもよい。実際、図７の
（ｂ）に示す多層系は、それ自体が図１の光源４の波長
において阻止帯を形成する格子構造となることがある。
従って、パルスＰ1およびパルスＰ2を用いて阻止帯をオ
ン・オフに切替え、光源４の光スイッチとして作用させ
ることができる。このように、反射面１５および１６は
省くことができる。必要であれば、格子構造は外部手
段、例えば機械的フライス削り、電子ビームリソグラフ
ィ、化学エッチングなどによって施すことができ、また
はＤＦＢレーザ技術においてよく知られているように当
該材料に屈折率パターンを記録することにより施すこと
ができる。参照文献として「半導体レーザ」G.P.Agrawa
l, N.K.Dutta, Van Nostrand Reinhold, ニューヨー
ク、１９９３年がある。
【００３０】コヒーレント媒質１２、増幅器１３、およ
び可飽和吸収体１４として適した材料の例には以下のも
のがある。すなわちGaAs、AlxGa1 -xAs、InP, InxGa1 -xA
s、AlaGayIn1 -x-yP、InxGa1 -xAsyP1 -y、GaxIn1 -xPyAs1
-yで、加えて量子井戸およびその超格子などがある。
び可飽和吸収体１４として適した材料の例には以下のも
のがある。すなわちGaAs、AlxGa1 -xAs、InP, InxGa1 -xA
s、AlaGayIn1 -x-yP、InxGa1 -xAsyP1 -y、GaxIn1 -xPyAs1
-yで、加えて量子井戸およびその超格子などがある。
【００３１】コヒーレント媒質１２、増幅器媒質１３、
および可飽和吸収体１４の機能性は、レーザ空洞、例え
ば垂直空洞半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）中に配置された
単一材料、例えば半導体において実現することができ
る。これを図７の（ｄ）に図示する。同図では、前述し
た領域１２、１３、および１４を組み合わせた機能性を
示す半導体材料１７が、半反射面１５および１６の間に
配置されている。このようにして、レーザは、パルスＰ
1によって共鳴状態に切替えられ、また、コヒーレント
な逆位相パルスＰ2によってレーザはオフに切替えられ
る。レーザは、オフに切替えられたとき図１に示す光源
４からの光を通過させないが、オンに切替えられたとき
には光線５を通過させるため、光源４用のスイッチとし
て作用する。ＶＳＣＥＬは、例として、AlAs/GaAsの複
数の層から成る分布反射鏡の間に挟まれ、例えばｘ＝
０.１の場合、InxGa1 -xAsから成る量子井戸構造を有す
る多層構造により構成することができる。図７の（ｅ）
に示す変型では、図７の（ｄ）に示す反射器１５および
１６により生じる材料１７内の伝搬遅延を回避するた
め、反射面１５および１６は省かれ、また分布帰還型配
列が格子の形で与えられている。これに適した半導体材
料の例は前述した。上記格子は、前述した既知の方法の
いずれによっても得ることができる。
および可飽和吸収体１４の機能性は、レーザ空洞、例え
ば垂直空洞半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）中に配置された
単一材料、例えば半導体において実現することができ
る。これを図７の（ｄ）に図示する。同図では、前述し
た領域１２、１３、および１４を組み合わせた機能性を
示す半導体材料１７が、半反射面１５および１６の間に
配置されている。このようにして、レーザは、パルスＰ
1によって共鳴状態に切替えられ、また、コヒーレント
な逆位相パルスＰ2によってレーザはオフに切替えられ
る。レーザは、オフに切替えられたとき図１に示す光源
４からの光を通過させないが、オンに切替えられたとき
には光線５を通過させるため、光源４用のスイッチとし
て作用する。ＶＳＣＥＬは、例として、AlAs/GaAsの複
数の層から成る分布反射鏡の間に挟まれ、例えばｘ＝
０.１の場合、InxGa1 -xAsから成る量子井戸構造を有す
る多層構造により構成することができる。図７の（ｅ）
に示す変型では、図７の（ｄ）に示す反射器１５および
１６により生じる材料１７内の伝搬遅延を回避するた
め、反射面１５および１６は省かれ、また分布帰還型配
列が格子の形で与えられている。これに適した半導体材
料の例は前述した。上記格子は、前述した既知の方法の
いずれによっても得ることができる。
【００３２】これまでに述べた光学系において、材料１
２は比較的励起された状態と下方遷移された状態の間で
切替えられ、その結果材料の光屈折率が変化したが、こ
の効果は光導波路装置において本発明を実施するために
有効に利用することができる。図８aを参照すると、従
来の４ポートエバネセント結合器が示されており、この
結合器において２本の光導波路１８および１９は結合領
域２０を作るために近接されている。当業技術界におい
てよく知られているように、光導波路１８および１９の
一方の中を通過する光信号は、エバネセント結合によ
り、結合領域２０中の他の光導波路と結合することがで
きる。結合器は光ファイバにより構成してもよく、ある
いは望ましくは、例えば「被誘導波オプトエレクトロニ
クス」Ed.Th.Tamin, G.Griffel&H.L.Bertoni, Plenum P
ress, ロンドン、１９９５年に記述されているように、
共通の半導体基板中に形成される光導波路により構成し
てもよい。このような製造技術はよく知られており、こ
こではこれ以上の説明は行わない。
２は比較的励起された状態と下方遷移された状態の間で
切替えられ、その結果材料の光屈折率が変化したが、こ
の効果は光導波路装置において本発明を実施するために
有効に利用することができる。図８aを参照すると、従
来の４ポートエバネセント結合器が示されており、この
結合器において２本の光導波路１８および１９は結合領
域２０を作るために近接されている。当業技術界におい
てよく知られているように、光導波路１８および１９の
一方の中を通過する光信号は、エバネセント結合によ
り、結合領域２０中の他の光導波路と結合することがで
きる。結合器は光ファイバにより構成してもよく、ある
いは望ましくは、例えば「被誘導波オプトエレクトロニ
クス」Ed.Th.Tamin, G.Griffel&H.L.Bertoni, Plenum P
ress, ロンドン、１９９５年に記述されているように、
共通の半導体基板中に形成される光導波路により構成し
てもよい。このような製造技術はよく知られており、こ
こではこれ以上の説明は行わない。
【００３３】光導波路１８および光導波路１９のそれぞ
れは、結合領域２０中に光学媒質３を備えている。
れは、結合領域２０中に光学媒質３を備えている。
【００３４】図８の（ａ）に示す例において、時間間隔
があけられた逆位相のパルスＰ1およびパルスＰ2は、光
導波路１８の入力２１に供給され、一方、例えば図１の
光源４からの信号パルスＰ3が光導波路１９の入力２２
に供給される。
があけられた逆位相のパルスＰ1およびパルスＰ2は、光
導波路１８の入力２１に供給され、一方、例えば図１の
光源４からの信号パルスＰ3が光導波路１９の入力２２
に供給される。
【００３５】パルスＰ1の機能は、光導波路１８中の光
学媒質３の屈折率をある異なる値に切替えることであ
り、またパルスＰ2はその屈折率を元の値に戻す。パル
スＰ3がパルスＰ1およびパルスＰ2の間で発生すると、
結合領域２０中の領域３および領域３'の屈折率が不均
衡であるためパルスＰ3は光導波路間を移動し出力２３
に進む。しかし、信号Ｐ3が時間的にＰ1の前あるいはＰ
2の後で発生すると、結合領域２０中の屈折率配列は対
称になり、その結果、パルスＰ3は出力２４に進む。光
学媒質３は一方の光導波路にのみ備えることが必要であ
るが、製造の便宜上両方の光導波路に備えてもよく、従
って、望まれる場合にはスイッチングパルスを図示の入
力２１にではなく、入力２２に印加することも可能であ
ることが理解される。
学媒質３の屈折率をある異なる値に切替えることであ
り、またパルスＰ2はその屈折率を元の値に戻す。パル
スＰ3がパルスＰ1およびパルスＰ2の間で発生すると、
結合領域２０中の領域３および領域３'の屈折率が不均
衡であるためパルスＰ3は光導波路間を移動し出力２３
に進む。しかし、信号Ｐ3が時間的にＰ1の前あるいはＰ
2の後で発生すると、結合領域２０中の屈折率配列は対
称になり、その結果、パルスＰ3は出力２４に進む。光
学媒質３は一方の光導波路にのみ備えることが必要であ
るが、製造の便宜上両方の光導波路に備えてもよく、従
って、望まれる場合にはスイッチングパルスを図示の入
力２１にではなく、入力２２に印加することも可能であ
ることが理解される。
【００３６】あるいは、図８の（ｂ）に示すように、マ
ッハ・ツェンダー干渉計を使用することもできる。干渉
計はアーム２５および２６を有し、そのアーム２５およ
び２６はそれぞれ光学媒質の領域３および３‘を含む。
スイッチングパルスＰ1およびＰ2がアーム２５中の光学
媒質３の屈折率を切替えるために入力２７に印加され
る。信号パルスＰ3は、アーム２５および２６の両方の
中を通過するように入力２８に印加される。パルスＰ3
がパルスＰ1およびパルスＰ2の間で発生すると、パルス
Ｐ1およびＰ2のスイッチング効果によりアーム２５の屈
折率はアーム２６の屈折率と異なる値になり、その結
果、信号パルスＰ3に対するアーム２５および２６の光
路長に差が生じる。その結果、出力２９において干渉が
生じ、信号Ｐ3はオフに切替えられる。しかし、信号パ
ルスＰ3がＰ1の前あるいはＰ2の後で発生すると、アー
ム２５および２６の屈折率は対称になり、その結果、パ
ルスＰ 3は出力２９に進む。この装置には、さらに入力
３０が含まれており、望まれる場合には入力３０に別の
スイッチングパルスを印加することにより素子３’を個
別に切替えることができる。
ッハ・ツェンダー干渉計を使用することもできる。干渉
計はアーム２５および２６を有し、そのアーム２５およ
び２６はそれぞれ光学媒質の領域３および３‘を含む。
スイッチングパルスＰ1およびＰ2がアーム２５中の光学
媒質３の屈折率を切替えるために入力２７に印加され
る。信号パルスＰ3は、アーム２５および２６の両方の
中を通過するように入力２８に印加される。パルスＰ3
がパルスＰ1およびパルスＰ2の間で発生すると、パルス
Ｐ1およびＰ2のスイッチング効果によりアーム２５の屈
折率はアーム２６の屈折率と異なる値になり、その結
果、信号パルスＰ3に対するアーム２５および２６の光
路長に差が生じる。その結果、出力２９において干渉が
生じ、信号Ｐ3はオフに切替えられる。しかし、信号パ
ルスＰ3がＰ1の前あるいはＰ2の後で発生すると、アー
ム２５および２６の屈折率は対称になり、その結果、パ
ルスＰ 3は出力２９に進む。この装置には、さらに入力
３０が含まれており、望まれる場合には入力３０に別の
スイッチングパルスを印加することにより素子３’を個
別に切替えることができる。
【００３７】図９は別の実施形態を示す。本実施形態で
は、２ポート光導波路結合器は光学媒質３の領域を含
み、その領域には例えば図７の（ｂ）、図７の（ｃ）ま
たは図７の（ｅ）を参照して前述した格子が含まれる。
スイッチングパルスＰ1およびＰ2は入力ポート３１に印
加され、また信号パルスＰ3は入力ポート３２に印加さ
れる。スイッチングパルスＰ1およびＰ2は使用におい
て、媒質３の格子の阻止帯を切替える。パルスＰ3の波
長は、パルスＰ3がパルスＰ1およびパルスＰ2の間で発
生した場合、媒質３の阻止帯がパルスＰ3の波長に同調
しないように選定され、その結果、パルスＰ3は出力３
３まで進む。しかし、信号Ｐ3がＰ1の前あるいはＰ2の
後で発生した場合、媒質３の阻止帯はパルスＰ3の波長
に対して同調した状態になり、その結果、パルスは反射
され出力３３に到達しない。
は、２ポート光導波路結合器は光学媒質３の領域を含
み、その領域には例えば図７の（ｂ）、図７の（ｃ）ま
たは図７の（ｅ）を参照して前述した格子が含まれる。
スイッチングパルスＰ1およびＰ2は入力ポート３１に印
加され、また信号パルスＰ3は入力ポート３２に印加さ
れる。スイッチングパルスＰ1およびＰ2は使用におい
て、媒質３の格子の阻止帯を切替える。パルスＰ3の波
長は、パルスＰ3がパルスＰ1およびパルスＰ2の間で発
生した場合、媒質３の阻止帯がパルスＰ3の波長に同調
しないように選定され、その結果、パルスＰ3は出力３
３まで進む。しかし、信号Ｐ3がＰ1の前あるいはＰ2の
後で発生した場合、媒質３の阻止帯はパルスＰ3の波長
に対して同調した状態になり、その結果、パルスは反射
され出力３３に到達しない。
【００３８】当業技術界において知られているように、
増幅器１３の利得は入力電気信号の関数であり、このこ
とにより光学系に不均衡が生じる場合がある。このた
め、増幅器への入力信号がオフに切替えられるとすぐに
その増幅器の反転、従って利得が変化する。図１０に示
す装置はこの難点を克服したものである。連続するオン
およびオフのパルスＰ1およびＰ2は、増幅器の連続する
オンおよびオフサイクルがそれぞれ異なる偏光モードで
行われるよう、異なるモードで偏光される。従って、図
１０に示すように、オフのパルスＰ2は、増幅器１３に
対して水平の偏光モードにすることができ、その次に続
くパルスＰ1が発生すると、そのパルスは垂直な偏光モ
ードに配置される。従って、連続するスイッチングサイ
クルが隣接して直交モードで生じる。その結果、増幅器
の利得は一定の状態を保つ。異なる偏光モードにおける
スイッチの連続変調切替機能により、高速スイッチング
が容易になる。この手法により、「オン」および「オ
フ」のパルスを光学密度以外のパラメータにより表すこ
とが可能になる。従って、前述した「オン」および「オ
フ」のパルスＰ1およびＰ2は、最初に垂直な偏光状態Ｐ
1（ｖｅｒｔ）をオンにし、次に垂直状態をオフにし、
かつ同時に水平な偏光状態Ｐ2（ｈｏｒｉｚ）をオンに
するパルス順序によって構成され、この水平な偏光状態
はこのスイッチング順序の終了時に自らオフにする。総
光学利得がほぼ一定になるように、水平状態の励起は垂
直状態の励起の開始時にオフにされ、またその逆の場合
も同様の切替が行われる。
増幅器１３の利得は入力電気信号の関数であり、このこ
とにより光学系に不均衡が生じる場合がある。このた
め、増幅器への入力信号がオフに切替えられるとすぐに
その増幅器の反転、従って利得が変化する。図１０に示
す装置はこの難点を克服したものである。連続するオン
およびオフのパルスＰ1およびＰ2は、増幅器の連続する
オンおよびオフサイクルがそれぞれ異なる偏光モードで
行われるよう、異なるモードで偏光される。従って、図
１０に示すように、オフのパルスＰ2は、増幅器１３に
対して水平の偏光モードにすることができ、その次に続
くパルスＰ1が発生すると、そのパルスは垂直な偏光モ
ードに配置される。従って、連続するスイッチングサイ
クルが隣接して直交モードで生じる。その結果、増幅器
の利得は一定の状態を保つ。異なる偏光モードにおける
スイッチの連続変調切替機能により、高速スイッチング
が容易になる。この手法により、「オン」および「オ
フ」のパルスを光学密度以外のパラメータにより表すこ
とが可能になる。従って、前述した「オン」および「オ
フ」のパルスＰ1およびＰ2は、最初に垂直な偏光状態Ｐ
1（ｖｅｒｔ）をオンにし、次に垂直状態をオフにし、
かつ同時に水平な偏光状態Ｐ2（ｈｏｒｉｚ）をオンに
するパルス順序によって構成され、この水平な偏光状態
はこのスイッチング順序の終了時に自らオフにする。総
光学利得がほぼ一定になるように、水平状態の励起は垂
直状態の励起の開始時にオフにされ、またその逆の場合
も同様の切替が行われる。
【００３９】ほぼ一定の利得を得るため、円偏光、異な
る波長、空洞のモードなど、他のスイッチング・ベクト
ルを用いることもできる。このように、光学密度以外の
状態ベクトルを用いることができる。
る波長、空洞のモードなど、他のスイッチング・ベクト
ルを用いることもできる。このように、光学密度以外の
状態ベクトルを用いることができる。
【００４０】光スイッチング媒質３中のコヒーレンスを
維持する別の機構を図１を参照して以下に説明する。本
実施例では、連続し、コヒーレントで一様に偏光された
照射線が、光媒質のコヒーレンスの維持をアシストする
アシスト光線Aとしてレーザ３４から光スイッチング媒
質３に供給される。その結果、光スイッチング媒質は、
自然位相緩和特性を有するものの、強制的にそのコヒー
レンスを維持するようにされる。第１のスイッチングパ
ルスＰ1は、アシスト光線Aと位相がそろっており、従っ
て光スイッチング媒質中のキャリヤ密度を増加させる。
図１２は、光スイッチング媒質３内のキャリヤ密度を示
すブロッホベクトル図である。参照文献として、「光共
振および二準位原子」 L.Allen&J.H.Eberly, Dover, ニ
ューヨーク、１９７５年や、その概念として「半導体光
学・電子特性の量子理論」H.Haug&S.W.Koch, ワールド
サイエンティフィック−シンガポール、１９９３年があ
る。オンのパルスＰ1は、増加したキャリヤ密度の結果
として、ブロッホベクトル３５を反時計回り方向にシフ
トさせることが分かる。この状態は、光媒質により時間
の経過と共に自然に減衰する傾向があるものの、レーザ
３４から入力されたコヒーレント照射の結果としてその
状態は維持される。後続のオフ・スイッチングパルスＰ
2は、逆位相にあり電荷キャリヤ密度を減少させるた
め、ブロッホベクトル３５を時計回り方向に回転させる
効果を有する。以前に説明したように、キャリヤ密度の
変化はスイッチング媒質の光学特性を変化させるため、
その変化を上述したように光スイッチにおいて利用する
ことができる。図１１に示す光スイッチング媒質３は、
必ずしも増幅器１３を含む必要はないことが分かる。
維持する別の機構を図１を参照して以下に説明する。本
実施例では、連続し、コヒーレントで一様に偏光された
照射線が、光媒質のコヒーレンスの維持をアシストする
アシスト光線Aとしてレーザ３４から光スイッチング媒
質３に供給される。その結果、光スイッチング媒質は、
自然位相緩和特性を有するものの、強制的にそのコヒー
レンスを維持するようにされる。第１のスイッチングパ
ルスＰ1は、アシスト光線Aと位相がそろっており、従っ
て光スイッチング媒質中のキャリヤ密度を増加させる。
図１２は、光スイッチング媒質３内のキャリヤ密度を示
すブロッホベクトル図である。参照文献として、「光共
振および二準位原子」 L.Allen&J.H.Eberly, Dover, ニ
ューヨーク、１９７５年や、その概念として「半導体光
学・電子特性の量子理論」H.Haug&S.W.Koch, ワールド
サイエンティフィック−シンガポール、１９９３年があ
る。オンのパルスＰ1は、増加したキャリヤ密度の結果
として、ブロッホベクトル３５を反時計回り方向にシフ
トさせることが分かる。この状態は、光媒質により時間
の経過と共に自然に減衰する傾向があるものの、レーザ
３４から入力されたコヒーレント照射の結果としてその
状態は維持される。後続のオフ・スイッチングパルスＰ
2は、逆位相にあり電荷キャリヤ密度を減少させるた
め、ブロッホベクトル３５を時計回り方向に回転させる
効果を有する。以前に説明したように、キャリヤ密度の
変化はスイッチング媒質の光学特性を変化させるため、
その変化を上述したように光スイッチにおいて利用する
ことができる。図１１に示す光スイッチング媒質３は、
必ずしも増幅器１３を含む必要はないことが分かる。
【００４１】上述した例において、共鳴光学系は、コヒ
ーレント共鳴状態に切替えることが可能な光応答性媒質
３を利用するが、他の光共鳴系を用いることもできる。
例えば、光共鳴系は、第１のパルスＰ1により共鳴励起
され、第２のパルスＰ2により少なくとも部分的に下方
遷移される共振空洞により構成してもよい。その結果、
空洞自体の共振特性により、パルスＰ1により誘導され
る共鳴状態が発生し、その状態は、空洞の特性、すなわ
ちその寸法および屈折率により決定される期間の間コヒ
ーレント状態を保ち、その後パルスＰ2によりコヒーレ
ントに破壊される。本発明によれば、増幅器１３などの
外部素子は、上述したように事実上空洞の自然共振の持
続時間を延ばすことができ、スイッチング特性を向上さ
せることができる。共振空洞は、前記半導体のいずれか
などの非線形材料を含むファブリ・ペロー・エタロンに
より構成し、共振が発生したとき光学特性を変化させ、
それによって光源４からの光を変調してもよい。
ーレント共鳴状態に切替えることが可能な光応答性媒質
３を利用するが、他の光共鳴系を用いることもできる。
例えば、光共鳴系は、第１のパルスＰ1により共鳴励起
され、第２のパルスＰ2により少なくとも部分的に下方
遷移される共振空洞により構成してもよい。その結果、
空洞自体の共振特性により、パルスＰ1により誘導され
る共鳴状態が発生し、その状態は、空洞の特性、すなわ
ちその寸法および屈折率により決定される期間の間コヒ
ーレント状態を保ち、その後パルスＰ2によりコヒーレ
ントに破壊される。本発明によれば、増幅器１３などの
外部素子は、上述したように事実上空洞の自然共振の持
続時間を延ばすことができ、スイッチング特性を向上さ
せることができる。共振空洞は、前記半導体のいずれか
などの非線形材料を含むファブリ・ペロー・エタロンに
より構成し、共振が発生したとき光学特性を変化させ、
それによって光源４からの光を変調してもよい。
【００４２】ここに使用した「光照射」という語には、
紫外線や赤外線など非可視放射線が含まれる。
紫外線や赤外線など非可視放射線が含まれる。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、外部駆動素子により第
１のパルスにより発生した励起状態を維持することがで
き、その結果コヒーレントな下方遷移を実現するために
第２のパルスが発生することのできる時間帯が拡大され
る。こうして、本願発明によれば、新規な高速光スイッ
チを可能とする。
１のパルスにより発生した励起状態を維持することがで
き、その結果コヒーレントな下方遷移を実現するために
第２のパルスが発生することのできる時間帯が拡大され
る。こうして、本願発明によれば、新規な高速光スイッ
チを可能とする。
【図１】図１は本発明による光スイッチの概略図であ
る。
る。
【図２】図２は、時間的に連続するパルスＰ1およびパ
ルスＰ2の強度と、それに対応する光学媒質の光透過特
性の変化を示すグラフである。
ルスＰ2の強度と、それに対応する光学媒質の光透過特
性の変化を示すグラフである。
【図３】図３は、連続するパルスＰ1およびパルスＰ2に
応じて行われる、図１に示す光学媒質中の電荷担体の励
起および下方遷移の変化を示す。
応じて行われる、図１に示す光学媒質中の電荷担体の励
起および下方遷移の変化を示す。
【図４】図４は、図１に示す光学媒質の機能性を示す概
略ブロック図である。
略ブロック図である。
【図５】図５は、図４に示す装置の変型を表す概略図で
ある。
ある。
【図６】図６はスイッチングを説明する為の図であり、
（ａ）は光スイッチにより行われるスイッチングの概略
図、（ｂ）は、スイッチの同期順序を示す図である。
（ａ）は光スイッチにより行われるスイッチングの概略
図、（ｂ）は、スイッチの同期順序を示す図である。
【図７】図７は光学媒質構造の異なる諸例を示す図であ
る。
る。
【図８】図８は本発明による光導波路スイッチの別な諸
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
【図９】図９は、本発明による光導波路中の別の光スイ
ッチの例を示す図である。
ッチの例を示す図である。
【図１０】図１０は、連続するスイッチングパルスを異
なる面に偏光させ、反転や利得の変化を減少させる方法
を説明する図である。
なる面に偏光させ、反転や利得の変化を減少させる方法
を説明する図である。
【図１１】図１１は、強制偏光技術を示す概略図であ
る。
る。
【図１２】図１２は、図１１に示すスイッチング技術の
作用を示すブロッホベクトル図である。
作用を示すブロッホベクトル図である。
１：パルスレーザ光源、２：干渉計、３：光学媒質、
４：光源、５：入力路、６：入力路、１０：０の状態を
示すエネルギー準位、１１：１の状態を示すエネルギー
準位、１２：コヒーレント媒質、１３：光増幅器、１
４：可飽和吸収体、１５：半反射鏡、１６：反射鏡、１
８：光導波路、１９：光導波路、２０：結合領域、２
１：入力、２２：入力、２３、２４：出力、２５、２
６：アーム、２７、２８：入力、２９：出力、３０：入
力、３１、３２：入力ポート、３３：出力。
４：光源、５：入力路、６：入力路、１０：０の状態を
示すエネルギー準位、１１：１の状態を示すエネルギー
準位、１２：コヒーレント媒質、１３：光増幅器、１
４：可飽和吸収体、１５：半反射鏡、１６：反射鏡、１
８：光導波路、１９：光導波路、２０：結合領域、２
１：入力、２２：入力、２３、２４：出力、２５、２
６：アーム、２７、２８：入力、２９：出力、３０：入
力、３１、３２：入力ポート、３３：出力。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H079 AA08 AA13 BA01 CA05 DA16 EA04 EA05 EA07 HA15 KA18 2K002 AA01 AA02 AB04 AB28 BA02 CA13 DA07 DA08 DA12 EA14 HA29 HA30 5F073 AA64 AA74 AB17 AB21 AB25 AB29 BA09 CA05 CB02
Claims (5)
- 【請求項１】 光応答性媒質または光共鳴系と、第１の
光照射パルスと第２の光照射パルスを前記共鳴系に送る
パルス源構成とを備える光スイッチング装置であって、
前記第１のパルスは共鳴光学系のコヒーレント励起を発
生させてその光学特性を変化させるよう構成され、第２
のパルスはその後第１のパルスにより発生したコヒーレ
ントな励起状態を下方遷移させる位相を有し、第２のパ
ルスにより下方遷移されるまで第１のパルスにより発生
した励起状態のコヒーレンスを維持する前記共鳴系の外
部より駆動可能な素子が存すること特徴とする光スイッ
チング装置。 - 【請求項２】 前記光共鳴系は光応答性媒質と前記パル
ス源構成とを有し、前記光共鳴系は、第１のパルスが前
記光応答性媒質中に共鳴励起を発生させ、第２のパルス
が第１のパルスにより発生した共鳴励起状態を下方遷移
させるよう作用させることが可能であることを特徴とす
る請求項１に記載の光スイッチング装置。 - 【請求項３】 前記光共鳴系は共振空洞と前記パルス源
構成とを有し、前記光共鳴系は、第１のパルスが前記空
洞の共鳴励起を発生させ、第２のパルスが第１のパルス
により発生した空洞の共鳴励起を下方遷移させるよう作
用させることが可能であることを特徴とする請求項１に
記載の光スイッチング装置。 - 【請求項４】 前記空洞は、ファブリ・ペロー・エタロ
ンを有して構成されることを特徴とする請求項３に記載
の光スイッチング装置。 - 【請求項５】 第２のパルスにより下方遷移されるまで
第１のパルスにより発生した励起状態のコヒーレンスを
維持する前記共鳴系の外部より駆動可能な前記素子は、
光増幅媒質を有して構成されることを特徴とする前記請
求項１より請求項４のいずれかに記載の光スイッチング
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP00301567.4 | 2000-02-28 | ||
| EP00301567A EP1128203A1 (en) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | Optical switching apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001242496A true JP2001242496A (ja) | 2001-09-07 |
Family
ID=8172744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000344650A Pending JP2001242496A (ja) | 2000-02-28 | 2000-11-13 | 光スイッチング装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6895025B2 (ja) |
| EP (1) | EP1128203A1 (ja) |
| JP (1) | JP2001242496A (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6690687B2 (en) * | 2001-01-02 | 2004-02-10 | Spectrasensors, Inc. | Tunable semiconductor laser having cavity with ring resonator mirror and mach-zehnder interferometer |
| US6819691B2 (en) * | 2002-01-28 | 2004-11-16 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Creating sharp asymmetric lineshapes in microcavity structures |
| US7286771B2 (en) * | 2002-04-11 | 2007-10-23 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte Ltd | Multi-channel optical transmitter incorporating a tunable optical signal source and method for transmitting a multi-channel optical signal |
| EP1387452B1 (en) * | 2002-07-30 | 2006-09-06 | Hitachi, Ltd. | Optical device |
| KR100471379B1 (ko) * | 2002-10-18 | 2005-03-10 | 한국전자통신연구원 | 포화흡수체와 광증폭기를 이용한 광신호 처리용 소자 |
| JP4207554B2 (ja) * | 2002-12-12 | 2009-01-14 | 住友電気工業株式会社 | 光射出面上に回折光学膜を有する発光素子とその製造方法 |
| WO2006055602A2 (en) * | 2004-11-16 | 2006-05-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Light-emitting photonic device |
| US20060222024A1 (en) * | 2005-03-15 | 2006-10-05 | Gray Allen L | Mode-locked semiconductor lasers with quantum-confined active region |
| US20060227818A1 (en) * | 2005-04-12 | 2006-10-12 | Nl-Nanosemiconductor Gmbh | Fundamental-frequency monolithic mode-locked laser including multiple gain absorber pairs |
| US7483146B1 (en) * | 2006-01-19 | 2009-01-27 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Systems configured to provide illumination of a specimen or to inspect a specimen |
| JP5299290B2 (ja) * | 2008-02-07 | 2013-09-25 | 日本電気株式会社 | 光スイッチ及びその製造方法 |
| US8351473B1 (en) * | 2008-11-27 | 2013-01-08 | Uvic Industry Partnerships Inc. | System and method for laser wavelength control |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0744648A1 (en) * | 1995-05-25 | 1996-11-27 | Hitachi Europe Limited | Apparatus and method for coherently controlling an optical transition |
| US5748653A (en) * | 1996-03-18 | 1998-05-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Vertical cavity surface emitting lasers with optical gain control (V-logic) |
| EP0809128B1 (en) * | 1996-05-23 | 2004-09-29 | Hitachi Europe Limited | Optical switch |
| JP4196505B2 (ja) * | 1999-12-13 | 2008-12-17 | ソニー株式会社 | 表示装置及びその製造方法とカラーフィルタ |
-
2000
- 2000-02-28 EP EP00301567A patent/EP1128203A1/en not_active Withdrawn
- 2000-11-13 JP JP2000344650A patent/JP2001242496A/ja active Pending
-
2001
- 2001-02-28 US US09/793,893 patent/US6895025B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20010048783A1 (en) | 2001-12-06 |
| EP1128203A1 (en) | 2001-08-29 |
| US6895025B2 (en) | 2005-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Brambilla et al. | Spatial soliton pixels in semiconductor devices | |
| Chang-Hasnain et al. | Slow and fast light in semiconductor quantum-well and quantum-dot devices | |
| EP0632313B1 (en) | All-optical device | |
| JP2629624B2 (ja) | 全光スイッチ | |
| Peyghambarian et al. | Optical bistability for optical signal processing and computing | |
| US5414726A (en) | Process and apparatus for the modulation and amplification of light beams | |
| US6298180B1 (en) | Photon transistors | |
| JP2001242496A (ja) | 光スイッチング装置 | |
| Barbay et al. | Cavity solitons in VCSEL devices | |
| US9036253B2 (en) | Photonic devices based on vertical-cavity semiconductor optical amplifiers | |
| US6208455B1 (en) | Wavelength converter | |
| US7848603B2 (en) | Optical switching based on dipole induced transparency | |
| WO2009072694A1 (en) | Delayed optical router/switch | |
| US6172793B1 (en) | Apparatus for coherently controlling an optical transition | |
| Taranenko et al. | Spatial solitons in semiconductor microresonators | |
| Mori et al. | 10-Gb/s optical buffer memory using a polarization bistable VCSEL | |
| EP1128204A1 (en) | Optical switching apparatus | |
| Alexandropoulos et al. | Optical bistability in active semiconductor microring structures | |
| JP2002258224A (ja) | 高速光スイッチ装置 | |
| Ishikawa | Applications of quantum dot to optical devices | |
| Adams | Optical bistability in semiconductor laser amplifiers | |
| Yadav et al. | Quantum Optical Switches | |
| Cusack et al. | Double pass locking and spatial mode locking for gravitational wave detectors | |
| Tajima et al. | Semiconductor nonlinearities for ultrafast all-optical gating | |
| Cojocaru et al. | Ultra-fast Optical Reconfiguration via Nonlinear Effects in Semiconductor Photonic Crystals |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050722 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20050722 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070717 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071204 |