JP2001517321A - 光メモリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 再生式の光メモリは、多数の連結した非線形スイッチング素子（３，４，１３）を含み、それらが光記憶素子（１１）によって接続されており、伝達関数として所定しきい値を越えるパルス振幅をもつ光データだけが記憶され、また記憶された光データの振幅は実質的に等化されて該光メモリ内部で多数回循環した後には少くとも１つの所定レベルとなるようにされたものを有している。好ましい実施例では、この光メモリは光ループ１１内に光スイッチング素子（１３）を備えていて、光スイッチング素子（１３）の入力に光信号を加えるのに応答して、光ループから出たデータパターンの少くとも一部分を選択的に切換えてメモリの肉容を変えるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】 光メモリ この発明は光メモリに関する。 “メモリ”の機能は最新の情報処理、将来の超高速フォトニック網を実現する ための主要構築用ブロックの一つである。例えば、メモリは１００Ｇｂｉｔ／ｓ の光パケットをバッファしてデータについての後の処理のために待ち行列に加え ることができるようにする。メモリはまた直列光計算機システム用の本来的な（ イントリンシック）機能でもある。いくつかの形式の直列光メモリが循環形光フ ァイバループを用いて以前に示されている。こういったメモリの設計は記憶ルー プの各循環にあたり同じ光パルスが伝搬するというパルス保存形であるか、ある いは若干数のメモリ循環後にパルスが置換される再生形かのいずれかであった。 パルス保存メモリでは、データパターンの長期安定性は、このメモリループが長 い伝送線路のように動作して伝搬効果によってパルスが劣化することがあるから 、メモリループ内での光パルスの再タイミングと再整形とが可能であることに依 存している。これらの効果は再生形構造によって低減されるので、優れた安定度 が与えられる。全光式再生形メモリは“All-optical regenerative memory”，A .J.Poustie,K.J.Blow and R.J.Manning,Nonlinear Guided Waves and their App lications,Vol.15,1996 OSA Technical Digest Seriesという論文に記述されて いて、それが今日では開発が進んで、光パルス二値データパターンが数時間にわ たって記憶できるようになっている。この高度に安定な動作は光ファイバ遅延線 の各循環後にデータパターンの完全な、全光式再生によって達成されている。こ の全光式メモリ設計は図１に示され、２つの非線形光スイッチング素子と光ファ イバストレージループとの組合せとなっている。 この発明の第１の特徴によると、再生形光メモリが提供されていて、このメモ リは伝達関数として、所定しきい値を越えるパルス振幅をもつ光データだけが記 憶され、かつ記憶された光データの振幅は光メモリ内部で多数回循環した後には 少くとも１つの所定レベルに等化されるようにされたものを備えている。 この発明では、再生形光メモリはこのメモリにより記憶される光データについ ての振幅等化を得る伝達関数を備えるようにされている。これは雑音を除去する 効果を有している。さらに、もとの入力データ内のいずれのパルス振幅変調も除 去される。等化はこのメモリの伝達関数により決まる多数の所定レベルについて 行なわれるものであってよい。このメモリの伝達関数によって決まる記憶しきい 値レベルを越えるパルス振幅を有するデータだけが記憶される。この再生形メモ リには記憶しきい値レベルを変えるための手段を含んでいるのが好ましい。 再生形メモリは光データパルスのエネルギーを変えるための手段を含んでいる のが好い。もっと好いのは、再生形メモリが光増幅器を備えていることであり、 その利得がデータの安定な記憶を与えるように選ばれることである。もし増幅器 利得が小さすぎると、データはメモリ内を循環すると急速に減衰する。もし増幅 器利得が大きすぎると、有限なエネルギーをもつ信号の増幅によってメモリ内で ランダムデータが創り出されることになる。適当な光増幅器には半導体光増幅器 とエルビウムをドープした光増幅器とがを含まれている。 再生形メモリは非線形スイッチング素子を備えているのが好い。もっと好いの は、再生形メモリが二つの連結した非線形スイッチング素子を備えていて、それ らが光記憶素子によって一緒に接続されていることである。光記憶素子はある長 さの光ファイバが好い。これに代るものとして、光記憶素子は光導波路であり、 その適切な例にはプレーナシリカ導波路と半導体導波路とがある。適切な非線形 光スイッチング素子はループミラー内の半導体増幅器（ＳＬＡＬＯＭ：Semicond uctor laser amplifier in a loop mirror）である。非線形素子としては光増幅 器を備えた干渉計形非線形スイッチがある。もっとずっとよいのは、非線形スイ ッチング素子がテラヘルツ光非対称デマルチプレクサ（ＴＯＡＤ）であり、その 各々が一つの光源でドライブされていることである。適切な光源として分布形帰 還半導体レーザがある。 この発明の第２の特徴によると、データパターンが光ループ内部を循環する再 生形光メモリであって、その構成は光ループ内部に光スイッチング素子を含んで いて、光メモリの内容を変更するために光スイッチング素子の入力に光入号を加 えるのに応答して光ループから出たデータパターンの少くとも一部を選択的にス イッチするようにしている。 この発明の第３の特徴によると、光メモリを動作する方法であって、このメモ リ内部ではデータパターンが光メモリの光ループ内部を循環しており、光ループ 内部に置かれた光スイッチング素子に加えられた所定の光信号を用いて光ループ から出たデータパターンの少くとも一部をスイッチする段階を備えている。 この発明のこの特徴では、光スイッチング素子が光メモリ内に備えられていて 、メモリ内部を循環するデータパターンが選択的にスイッチされるようにし、そ れによって光メモリの内容を変えるようにしている。 この光メモリはスイッチ用パルスを光スイッチング素子の入力に加えるための 光源を備えているのが好い。 この光スイッチング素子は干渉形の非線形スイッチであって、非線形素子とし て光増幅器を備えているのがよい。もっと好いのは、光スイッチング素子がテラ ヘルツ光非対称デマルチプレクサ（ＴＯＡＤ）であり、これが光源からのスイッ チ用パルスに応答して光ループからデータが出るようにスイッチするのがよい。 光スイッチング素子は光ループからスイッチされて出たデータを読取るための 出力を含むのがよい。 光メモリは再生形メモリであるのが好ましい。したがって、再生形メモリはこ の発明の第１ないし第４の特徴のいずれかのメモリと組合せてもよい。 この発明による光メモリについてはいくつかの応用がある。このようなメモリ は、例えば、計算機とか、光中継器とか、光通信網とかの中に含ませることがで きる。 この発明の例は添付の図面を参照して既知のメモリと対比して説明して行く。 ここで 図１は既存の全光式再生形メモリである； 図２はこの発明による全光式再生形メモリの第１実施例を示す； 図３は余弦自乗応答から方形窓までの非線形スイッチング特性の漸進的な変化を 示す； 図４は図３に示した方形窓応答がメモリ内の非線形光スイッチング素子の伝達関 数の変化でどのように変るかを示す； 図５（ａ）ないし５（ｅ）は多数のデータパターンに対するオシロスコープトレ ースを示す； 図６はこの発明による全光式再生形メモリの第２の実施例を示す； 図７ないし９は異なる“読み”パターンで図６のメモリからデータを書いたり読 んだりする実験結果を示す； 図１０は通信網の例を示す；また 図１１は図６の再生形メモリの修正版を示す。 この発明を記述する目的で、図１には既知の全光式再生形メモリを示した。２ つのジッタ抑制した利得切換形分散形帰還（ＤＦＢ）半導体レーザ１と２とがそ れぞれ波長１．５５１μｍ（λ₁）と１．５３３μｍ（λ₂）とにおける光パルス 源として備えてある。パルス繰返しレートは約１ＧＨｚで、各光源は正常な分散 性光ファイバの長さにわたる線形チャープ補正後にほぼ１０ｐｓのパルスを与え ている。２つの非線形スイッチング素子３と４とがあって、それぞれが５０：５ ０溶融ファイバカップラと、２つの波長分割分割多重カップラであってスイッチ ングパルスを導入しまた排除するためのものと、ループミラーをバイアスするた めのファイバ偏光制御器と、約８０ｐｓのスイッチングウィンドウを与えるため にループ中心からずれた半導体光増幅器とを備えている。この形式の光スイッチ ング素子は、テラヘルツ光非対称デマルチプレクサ（ＴＯＡＤ）として知られて おり、文献“Asymmetric optical loop mirror：analysis of an all-optical s witch”Applied Optics,vol.33,No.29,1994に記載されている。λ₂でのパルス列 は光スイッチング素子３への入力として使われ、素子３はスイッチングパルスが 存在しないときには全反射となるようにバイアスされている。λ₁のパルス列は ２分される；１つは光スイッチング素子４への入力として使われ、この素子４も 全反射にまでバイアスされており、他の半分はＬｉＮｂＯ₃振幅変調器５で変調 されて、記憶されることになるデータパターンを生成するようにされ、一度だけ 光スイッチング素子３のスイッチングポート６に供給される。メモリ回路を完成 させるために、光スイッチング素子３の送出した出力７は光スイッチング素子４ 用のスイッチング入力８に接続されており、また光スイッチング素子４の送出し た出力９は光ファイバ記憶ループ１１により光スイッチング素子３内の第２のス イッチングポート１０に接続されている。こうして、光スイッチング素子３はデ ータパターンをλ₁からλ₂へ切換えて、コピィされたデータがメモリルー プ１１内に供給される。光スイッチング素子４はデータをλ₁に戻す波長変換だ けをして、再び光スイッチング素子３が後の切換えをできるようにする。メモリ の内容は１０％のタップ（図示せず）がファイバループ１１内にあって、それに より監視できる。短い（パターン長がτよりも著しく小さい）データシーケンス も、長い（パターン長がほぼτに等しい）データシーケンスもともに、この構成 によって数時間にわたっての記憶が成功している。これは１０×１０⁹よりも多 いメモリ回路の周回循環に当り、実効ビット誤り率比は１０^-13よりも小さい。 図２はこの発明の全光式再生形メモリの一例を示し、これによると振幅等化が 行なわれて、もとの入力データにあったパルス振幅変調が除去されるようにして いる。この構造は異なる振幅をもつ入力パルス間で弁別をすることができ、した がってどのパルスを記憶するかについて自己選択ができる。図１の構造のように 、図２のメモリ構造は二つの連結された非線形スイッチング素子３，４の組合せ である。光ファイバ記憶ループ１１の各循環後の光パルスデータパターンの完全 な全光再生によって、数時間にわたる安定な記憶が得られる。これらの半導体光 増幅器を応用した非線形光スイッチに全光式スイッチングデバイスよりも若干の 利点があり、それは、非常に僅かなスイッチングエネルギー（一般には１パルス 当りほぼ１ｐＪ）を必要とし、しかも比較的小形にできるので、光処理システム 内での遅延を減らすことができる。しかし、図１に加えて、エルビウム増幅器１ ２がスイッチング素子３の出力７をスイッチング素子４のスイッチング入力８に 接続するループ内に挿入されている。 この構造により与えられる追加の信号処理機能は可変しきい値レベルを使用す ることにより達成され、このレベルは安定な記憶のために選定される。こういっ た追加の信号処理機能を許すこのメモリ構造の主な特徴は、非線形スイッチング 素子の各々の正弦状の伝達関数である。メモリの一周回行程に対して、非線形応 答関数を効果的に連結することがあり、データが再生される度毎に、この伝達関 数が再適用される。このような条件の下で、非線形スイッチング特性が余弦自乗 応答から方形窓へと急速に進化して行くことが図３に示されている。図３のグラ フは正規化されているので、１単位のエネルギーはπラジアンの位相シフトを与 え（それ故にＴＯＡＤでは１００％のスイッチングを与え）、またπラジアンが １に正規化されて示されている。かなり方形をした応答が５回周行程後に示され ていて、メモリの安定状態伝送（透過）を与えている。図４はこうして結果的に 生じた方形ウィンドウの範囲を示し、光スイッチング素子４の全体の伝達が変化 したとき（光スイッチング素子３の伝達関数は一定に保っている）の様子を示し ている。伝達値の絶対値が０．７７８５以下であると、メモリはウィンドウを支 持せず、パルスは失なわれる。この値が増大すると、ウィンドウは幅広となり、 記憶についてのしきい値は低下する。連結した応答の平坦な頭部が振幅回復機能 を作り出しており、π／２よりも大きくかつ３π／２よりも小さな範囲の初期エ ネルギーをもつ入力パルスはいずれも等しいエネルギーをもつように変換される 。同じように、π／２よりも小さいか、３π／２よりも大きいエネルギーをもつ 初期パルスはいずれもが急速に抑圧されて、記憶用のしきい値エネルギーがπ／ ２となる。 この実験システムでは、データ生成器（図示せず）がパルスデータパターンを いったんメモリ内に入力するために使用され、そこには２つの独立したチャンネ ルがあり、ＬｉＮｂＯ₃振幅変調器５を駆動するために結合されている。１つの チャンネル（２値シーケンス０１００１０００）は一定出力に保たれており、ま た第２のチャンネル（２値シーケンス１０１００１０１）は振幅が変化されてメ モリに対する可変振幅入力パルスシーケンスを作り出している。エルビウム増幅 器１２でこのメモリ内に備えてあるものの寿命はパルス繰返しレートよりもぐん と長いのであり、そこですべてのパルスは等しく増幅されて、それらの相対的な 振幅が保持される。実験結果は図５（ａ）ないし５（ｅ）に示つれている。各図 の上側のオシロスコープトレースはもとの入力パルスデータパターンであり、下 側のトレースは初期パターンが一度入力された後にメモリ内に記憶されたデータ パターンを示す。これらの図はしきい値レベルよりも上のパルス振幅だけがどの ように記憶されかつ振幅が等化されるかを継続的に示している。しきい値レベル 位置の依存性が測定された。これは図５（ｃ）のように入力データパターンを固 定することにより、またしきい値レベルを全体の伝達関数を変更するために光ス イッチング素子３と４との間でエルビウム増幅器１２の１つの利得を調節して変 えて行なわれた。しきい値レベルを漸進的に下げることにより、記憶されたパタ ーンは図５（ｃ）ないし５（ｅ）に示すように継続的に進行し、したがってすべ てのパルスが記憶されるようになり、これはもとのしきい値レベルの上にあった ３つだけが記憶されたのと対比される。 あるパルスに対してπラジアンよりも大きな位相シフトを与えるためにエルビ ウム増幅器の利得を調節することにより再生形メモリの伝達関数を調節すること は可能であり、それによって方形ウィンドウ特性に代って、連結した伝達関数が 城郭風（castellated）ウィンドウとなるようにする。これはいくつもの異なる レベルでの振幅等化を可能とし、各パルスの位相シフトに依存した等化となる。 単一のエルビウム増幅器１２が図２に示されているが、別な増幅器を適当に備 えてもよい。 図６に示した再生形光メモリは図２のものと似ているが、第３の光スイッチン グ素子１３（ＴＯＡＤ３）を含んでいて、これがメモリ内に記憶されたデータパ ターンの選択的な修正変更に寄与している。ＤＦＢ半導体レーザ２からのλ₂の パルス列は遅延段１６を経由して電子吸収変調器１４に加えられ、そこで読取り データで変調されて、第３の光スイッチング素子１３のスイッチング入力１７へ 供給される。素子１３のデータ入力１８はアイソレータ１９を経てスイッチング 素子４の出力９に接続されている。入力１７にスイッチングパルスが存在しない ときには、データのパターンはスイッチング素子１３を経て光メモリ内部を循環 し続ける。スイッチングパルスが光スイッチング素子１３のスイッチング入力に 加えられるときには、もしデータパルスが同じ瞬間に光スイッチング素子１３へ の入力に存在していると、データパルスはメモリループ１１から外へ切換えら（ スイッチさ）れる。スイッチされたデータパルスは光スイッチング素子１３の出 力１５で読出すことができる。このようにして、光スイッチング素子１３はＡＮ Ｄ機能を実行し、メモリ内に記憶されたデータパターンからデータを選択的に取 除く。光メモリ内部で循環しているデータパターンについては、これが論理“１ ”に対応するパルスの選択的な除去をもたらす。 この実験構成では、読取られるパルスがアイソレータ１９あるいは素子１３へ の入力によりブロックされるが、光ファイバサーキュレータを用いることにより 直接アクセスされるようにできる。スイッチング素子３，４は両方とも半導体光 増幅器（ＳＯＡ）を含み、これが約１５６０ｎｍにバンドの端をもっている。こ れは動作波長での位相変化対利得変化比を最大とし、かつ素子内でのパルスの振 幅変調の度合を低減するという利点をもっている。 調節可能な遅延線１６と別な調節可能な遅延線２０，２１（例えばSantec ODC -300）とが使われて、ビットレベルでの同期を得ている。 図６の装置の修正版は図１１に示してあり、そこでは光スイッチング素子１３ の出力１５が後段の再生形メモリの入力１０１に接続されている。この後段の再 生形メモリ１００は適当な形式であればどんなものでもよいが、そうはいっても 望ましいのは、この発明による再生形メモリということになり、例えば図２に示 したようなものである。もしそうであるとすると、入力１０１は受けた光パルス をスイッチング素子３のスイッチ入力６に直接加えることにより形が作られ変調 器５をもたない。再生形メモリ１００があると、スイッチングパルスをスイッチ ング入力１７に加えるときに、光スイッチング素子１３に向けて入力１８にある データパルスはいずれもがメモリループから出て出力１５を経て再生形メモリに 読取られる。こうして、スイッチング入力１７へ向けてスイッチングパルスの連 続するシーケンスを加えることによって、データパルスの流れがメモリループか ら読出されて、再生形メモリ１００内に記憶される。 これらのパルスは一時的に記憶されてから再びメモリループ内に挿入されるが 、それには再生形メモリ１００の出力１０２をスイッチング素子４の第２のスイ ッチング入力１０８に接続することがされる。 明らかに、メモリループ内にデータのシーケンスが成功裡に書込まれるために は、そのデータが書込まれることになるそのループ内の点に、すなわちスイッチ ング入力８に、データパルスが何もないことが好ましい。これは上述のようにス イッチング素子１３を用いてメモリの一部分をクリアとすることで達成できる。 あるいはこれに代って、後続のデータパルスがメモリ内に現存するデータパルス 上に単に再書込みをすることでもよい。図１１において、スイッチ１３がメモリ ループから例えば４つの先行ビットをメモリ１００内に書込むために使われると すると、これらのビットは出力１０２からメモリループにスイッチ４で４つのつ ながったビットで占有されている時間スロットの間に戻る。このようにして、例 えばメモリループ内に現在記憶されているデータの最下位ビット（ＬＳＢ）で、 書込まれることになるデータの最上位ビット（ＭＳＢ）を取り替えることが可能 である（しかしこれは記憶した単語の両側のデータが光パルスを含んでいないこ とを仮定している）。 再生形メモリ１００からのデータがスイッチング入力１０８に加えられること を確かなものとするために必要とされる時間遅延は、適当な遅延段１０３，１０ ４をスイッチング素子１３の出力１５と再生形メモリ１００との間、および再生 形メモリ１００の出力１０２とスイッチング素子４のスイッチング入力１０８と の間に置いてそれを用いて達成される。 再生形メモリ１００内に記憶されたデータはスイッチング素子３のスイッチン グ入力に向けて送ることによりメモリループ内に書込みがされる。 もっと別なものはメモリループから読出され、スイッチング素子１３を経て再 生形メモリ１００内に記憶されたデータについてのものであり、スイッチング素 子１３の第２の入力（図示せず）に出力１０２を接続することによりメモリルー プに再度加えられるようにできる。したがって、スイッチングパルスがスイッチ ング入力１７に加えられるときには、メモリループ内部のデータパルスは入力１ ８から出力１５へ転送されることになり、メモリループからデータが除去されて 、他方では後段の再生形メモリ１００内に記憶されたデータがスイッチング素子 １３の第２の入力（図示せず）に加えられてメモリループへ直接転送される。こ のことはメモリループ内容が、データがそこへ書込まれるときに、クリーンとな るようにしている。 最後に、メモリループからデータを読出して、その後の時間に後段の再生形メ モリ１００と関係する遅延線１０３，１０４を単一の遅延線で置換えることによ って後の時間にメモリループに単に書戻すことも可能である。この単一遅延線は 上述したようにスイッチング素子３，４，１２の１つを経由してメモリループ内 にデータパターンが書戻される前に必要とされる時間遅延を導入するために使用 できる。 図７，８，９は異なる“読取り”パターンをもつメモリと１の間でデータを書 込み、読出した実験結果を示す。各上側のオシロスコープトレースは“書き込み ” データを唯一度入力することによりメモリ内にもともと記憶されていた４０ビッ トのデータシーケンスを示す。真中のオシロスコープトレースは“読取り”動作 で使用された異なるデータシーケンスの一部分を示し、これもまた唯一度だけ入 力されたものである。ビットレベルで“読取り”データシーケンスと記憶したデ ータの同期だけしかなく、“メモリフレーム”レベルでの絶対的な同期は存在し ないので、“読取り”データシーケンスの長さはメモリフレームの全部（約１０ ００ビット）を占有するようにされている。これが記憶されたデータの４０ビッ トが“読取り”データの第１の発生で読取られることを保証している。下側のオ シロスコープトレースはパルスが選択的に読取られた後で最終的に記憶されたデ ータを示す各図は上下方向にビットレベル同期順に配列されているので、“読取 り”パルスの発生が対応するもともと記憶されたパルスの除去に先行している。 注意深く観察すると、３つの異なる最終記憶されたデータパターンがすべて正し く加えられた“読取り”データに続いていることが認められる。 図７ないし９で使用された読取りパターンは次の通り： １０１０１０１０１０１ 図７ １１１１００００１１１１００００ 図８ １０００００００００１０００００００００ 図９ 前例のように、エルビウム増幅器１２は調節可能な利得を有しているので、し きい値レベルは振幅等化を達成するのに変えることができる。図６では、しかし 、追加のエルビウム増幅器２２を多数用意して、スイッチングパルスが正しいエ ネルギーをもつことを確かにしている。 図１０はまた通信網３０として多数の端局３１を備え、それが網３０をまたい で多数の網素子３２と光ファイバ通信リンク３３を経て接続されているものを示 している。網端局３１の各々は計算機を含み、それがデータを記憶するためにこ の発明による再生形光メモリと一体的に動作する。同じように、網素子３２は例 えば光スイッチもしくは光中継器であってもよく、またこの発明による再生形光 メモリを含んでいて網３０上で光データが伝送できるようにする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 マンニング、ロバート・ジョン イギリス国、アイピー１・６アールビー、 イプスウィッチ、パームクロフト・クロー ズ 17

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．再生形光メモリであって、所定しきい値を越えるパルス振幅をもつ光デー タだけが記憶されかつ記憶された光データの振幅がこの光メモリ内部で多数回循 環した後に少くとも１つの所定レベルに等化されるようにされた伝達関数を有す る光メモリ。 ２．前記記憶しきい値レベルを変えるための手段を備えた請求項１記載の光メ モリ。 ３．光データパルスのスペクトルエネルギーを変えるための手段を備えた請求 項１または２記載の光メモリ。 ４．データの安定な記憶のために選ばれた利得をもつ光増幅器を備えた請求項 １ないし３のいずれか１項記載の光メモリ。 ５．光記憶素子により一緒に接続された２つの連結された非線形スイッチング 素子を備えた請求項１ないし４のいずれか１項記載の光メモリ。 ６．前記光記憶素子はある長さをもつ光ファイバである請求項５記載の光メモ リ。 ７．前記光スイッチング素子は非線形素子として光増幅器を備えた干渉計形非 線形スイッチである請求項５または６記載の光メモリ。 ８．光ループ内部をデータパターンが循環するような光メモリであって、光ル ープ内部の光スイッチング素子があって、光ループからのデータパターンの少く とも一部を、光スイッチング素子の入力へ光信号を加えるのに応答して、メモリ の内容を変えるために、選択的にスイッチするようにされた光メモリ。 ９．前記光スイッチング素子の入力にスイッチングパルスを供給するための光 源を備えた請求項８記載の光メモリ。 10．前記光スイッチング素子は非線形素子として光増幅器を備えた干渉計形非 線形スイッチである請求項８または９記載の光メモリ。 11．前記光スイッチング素子はテラヘルツ光非対称デマルチプレクサ（ＴＯＡ Ｄ）であり、これが前記光源からのスイッチングパルスに応答して光ループから データが出るようにスイッチするようなものである請求項８ないし１０のいずれ か１項記載の光メモリ。 12．前記光スイッチング素子は光ループから出るようスイッチされたデータを 読取るための出力を含んでいる請求項８ないし１１のいずれか１項記載の光メモ リ。 13．前記光スイッチング素子出力は第１の光メモリから読出されたデータパタ ーンの少くとも一部を記憶するための第２の光メモリの入力に接続されている請 求項１２記載の光メモリ。 14．前記第２の光メモリは、第２の光メモリから第１の光メモリへデータを読 取るための第１の光メモリの入力に接続された出力を含んでいる請求項１３記載 の光メモリ。 15．前記第１の光メモリの入力は光スイッチング素子の第２の入力であり、ま た第２の光メモリの出力は光スイッチング素子の第２の入力に接続されていて、 それにより第２の光メモリ内のデータパターンの少くとも一部が光スイッチング 素子の入力への光信号の印加に応答して第１の光メモリ内に読取られるようにし た請求項１４記載の光メモリ。 16．前記光メモリが再生形メモリである請求項８ないし１５のいずれか１項記 載のメモリ。 17．請求項８ないし１６のいずれか１項記載のメモリと組合された請求項１な いし７のいずれか１項記載の光メモリで成る光メモリ。 18．光メモリの光ループ内部をデータパターンが循環する光メモリを動作する 方法であって、光ループ内部に置かれた光スイッチング素子に印加される所定光 信号を用いて光ループから外へデータパターンの少くとも一部をスイッチする段 階を含む方法。 19．請求項１ないし１７のいずれか１項記載の光メモリを含む計算機。 20．請求項１ないし１７のいずれか１項記載の光メモリを含む光中継器。 21．請求項１ないし１７のいずれか１項記載の光メモリを含む通信網。