JP2006276184A - Optical logic circuit - Google Patents

Optical logic circuit Download PDF

Info

Publication number
JP2006276184A
JP2006276184A JP2005091512A JP2005091512A JP2006276184A JP 2006276184 A JP2006276184 A JP 2006276184A JP 2005091512 A JP2005091512 A JP 2005091512A JP 2005091512 A JP2005091512 A JP 2005091512A JP 2006276184 A JP2006276184 A JP 2006276184A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resonator
resonance frequency
waveguide
light
resonators
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.)
Granted
Application number
JP2005091512A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4470782B2 (en
Inventor
Akihiko Araya
昭彦 新家
Satoshi Miki
聡 三木
Takasumi Tanabe
孝純 田辺
Masaya Notomi
雅也 納富
Satoki Kawanishi
悟基 川西
Hidehiko Takara
秀彦 高良
Itaru Yokohama
至 横浜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2005091512A priority Critical patent/JP4470782B2/en
Publication of JP2006276184A publication Critical patent/JP2006276184A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4470782B2 publication Critical patent/JP4470782B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical logic circuit capable of complicated signal processing using a plurality of resonators. <P>SOLUTION: The optical logic circuit comprises the plurality of resonators and a plurality of waveguides coupled to the plurality of resonators, which have at least one identical resonance frequency. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光論理回路に関し、複数の共振器から構成される光論理回路に関する。   The present invention relates to an optical logic circuit, and more particularly to an optical logic circuit including a plurality of resonators.

超高速光デジタル処理を実現するためには、フリップフロップ回路のような識別、再生機能が必須であるが、これまでは光領域でこのような機能を有する複雑な光回路を構成することが困難であるのが現状である。フォトニック結晶をベースとする光デバイスは、従来のものよりも設計の自由度が圧倒的に高いため、上記の限界を打破する可能性があると考えられている。   In order to realize ultra high-speed optical digital processing, identification and reproduction functions like flip-flop circuits are essential, but until now it has been difficult to construct complex optical circuits having such functions in the optical domain. This is the current situation. An optical device based on a photonic crystal has an overwhelming degree of design freedom compared to the conventional one, and is considered to possibly break the above limit.

光機能デバイスを実現する一つの構成が、図1(A)〜(D)に示すような、共振器と導波路の結合系である。   One configuration for realizing an optical functional device is a coupled system of a resonator and a waveguide as shown in FIGS.

図1(A)は、導波路1と共振器2で構成されている。共振器2を共振器内に時計回りの周回モードしか励起されないようにリング(ディスク)共振器で構成した場合、光は共振器2に共鳴する、共鳴しないにかかわらず、導波路1の右端の出力ポートから出力される。ただし、共鳴した出力光と共鳴していない出力光では位相関係が反転している。   FIG. 1A includes a waveguide 1 and a resonator 2. When the resonator 2 is configured with a ring (disk) resonator so that only a clockwise circular mode is excited in the resonator, light resonates with the resonator 2, regardless of whether it is not resonating. Output from the output port. However, the phase relationship is reversed between the resonated output light and the non-resonant output light.

フォトニック結晶で、このような結合系を構成すれば、さらに光デバイスの小型化が可能になる。この結合系はリング共振器などよりもさらに微小領域に光を効率的に閉じ込めることができるため、従来の光デバイスよりも光と媒質の相互作用の増強を期待できる。この場合、共振器2を反時計回りの周回モードも励起できるようになり、導波路1の左端の入力ポートからも光が出力される。   If such a coupling system is constituted by a photonic crystal, the optical device can be further miniaturized. Since this coupling system can confine light more efficiently in a minute region than a ring resonator or the like, enhancement of the interaction between light and a medium can be expected compared to conventional optical devices. In this case, the resonator 2 can also be excited in a counterclockwise circular mode, and light is also output from the leftmost input port of the waveguide 1.

つまり、図1(A)の構成では、光が共振器2に共鳴するときのみ光は共振器の中に一時蓄えられ、その後、導波路1の左端の入力ポートに反射される。共鳴周波数以外では、光は共振器2に入ることができず導波路1の右端の出力ポートから出力される。   That is, in the configuration of FIG. 1A, light is temporarily stored in the resonator only when the light resonates with the resonator 2, and then reflected to the leftmost input port of the waveguide 1. Other than the resonance frequency, light cannot enter the resonator 2 and is output from the output port at the right end of the waveguide 1.

フォトニック結晶を利用すれば、図1(B)に示す構成が可能となる。この構成は2ポート共鳴トンネルフィルタと呼ばれ、導波路5から入射した光が共振器4に共鳴するときのみ光は共振器4の中に一時蓄えられ、その後、導波路6の出力ポートから出力される。共鳴周波数以外の光は共振器4に入ることができず、入力ポートに反射される。   If a photonic crystal is used, the configuration shown in FIG. 1B is possible. This configuration is called a two-port resonant tunneling filter. Light is temporarily stored in the resonator 4 only when light incident from the waveguide 5 resonates with the resonator 4, and then output from the output port of the waveguide 6. Is done. Light other than the resonance frequency cannot enter the resonator 4 and is reflected by the input port.

これらの結合系に含まれる共振器2,4の共鳴周波数は共振器2,4を構成する媒質の屈折率に依存し、その屈折率は光強度により制御可能であるため、上記のような構成は、共振器と光が共鳴する(オン状態)、共鳴しない(オフ状態)を光強度で制御できる簡単な光スイッチとして機能する。   The resonance frequency of the resonators 2 and 4 included in these coupling systems depends on the refractive index of the medium constituting the resonators 2 and 4, and the refractive index can be controlled by the light intensity. Functions as a simple optical switch that can control with light intensity whether the resonator and light resonate (on state) or not (off state).

たとえば、共鳴周波数から少しずれた光を徐々に強くしていけば、オフからオンに状態が変化するスイッチ特性を示す。また、共鳴トンネルフィルタは双安定特性も示す。つまり、光強度を弱状態から強に調整したときにオフ状態からオン状態になる光強度の閾値と、強状態から弱に調整したときにオン状態からオフ状態になる閾値がずれるヒステリシス特性を示す。   For example, a switch characteristic in which the state changes from off to on when light slightly shifted from the resonance frequency is gradually increased is shown. The resonant tunneling filter also exhibits bistable characteristics. In other words, it shows a hysteresis characteristic in which the threshold value of the light intensity that changes from the off state to the on state when the light intensity is adjusted from the weak state to the strong value shifts from the threshold value that changes from the on state to the off state when the light intensity is adjusted from the strong state to the weak state. .

これにより、ずれた2つの閾値の中間に光強度の初期値を設定すれば、ある限界を超えた強度の光を加えることにより、オフからオン状態に移行させ、強度を初期値にもどしてもオン状態を維持できる。これにより本構成を簡単な光メモリとして利用することができる。   As a result, if the initial value of the light intensity is set in the middle of the two shifted thresholds, the light is shifted from the OFF state to the ON state by adding light having an intensity exceeding a certain limit, and the intensity is returned to the initial value. The on state can be maintained. As a result, this configuration can be used as a simple optical memory.

さらに、本フィルタの共振器が2種類の共鳴周波数をもてば、更に複雑な信号処理が可能となる。つまり、一方の光で共振器の屈折率を制御することで、他方の共鳴状態を制御できる。つまり、制御光で信号光の共鳴状態のオン、オフを切り替える全光スイッチや光メモリが実現できる。   Furthermore, if the resonator of this filter has two types of resonance frequencies, more complicated signal processing becomes possible. That is, by controlling the refractive index of the resonator with one light, the other resonance state can be controlled. That is, an all-optical switch or an optical memory that switches on and off the resonance state of the signal light with the control light can be realized.

なお、リング共振器を用いた光スイッチや光メモリに関する文献として非特許文献1,2があり、また、フォトニック結晶を用いた光スイッチや光メモリに関する文献として非特許文献3〜10がある。
OPTICS LETTERS Vol.29,No.20,pp.2387,2004 NATURE Vol.431,pp.1081,2004 2004 春応物学会講演会予稿集 29p−M−13 2004 春応物学会講演会予稿集 29p−M−16 2004 秋応物学会講演会予稿集 4a−ZC−9 2004 秋応物学会講演会予稿集 4a−ZC−10 2004 秋応物学会講演会予稿集 4a−ZC−11 2004 秋応物学会講演会予稿集 4a−ZC−1 2004 秋応物学会講演会予稿集 4a−ZC−2 2004 秋応物学会講演会予稿集 4a−ZC−3
There are Non-Patent Documents 1 and 2 as documents relating to optical switches and optical memories using ring resonators, and Non-Patent Documents 3 to 10 as documents relating to optical switches and optical memories using photonic crystals.
OPTICS LETTERS Vol. 29, no. 20, pp. 2387, 2004 NATURE Vol. 431, pp. 1081,2004 2004 Spring Society Annual Meeting Proceedings 29p-M-13 2004 Proceedings of the Spring Society of Japan 29p-M-16 Proceedings of the 2004 Autumn Society of Japan 4a-ZC-9 2004 Autumn Meeting of the Society of Natural Sciences 4a-ZC-10 Proceedings of the 2004 Fall Society of Japan 4a-ZC-11 Proceedings of the 2004 Autumn Society of Japan 4a-ZC-1 Proceedings of the 2004 Fall Society of Japan 4a-ZC-2 2004 Autumn Society Annual Meeting Proceedings 4a-ZC-3

図1(A),(B)に示す構造では、信号光と制御光を同一の導波路を伝播させて利用することになる。つまり、信号線と制御線が同一ライン上に存在し、入出力用ラインがそれぞれ1本しかない。さらに複雑な信号処理をするためには、制御線を増やさなければならない場合があると考えられる。   In the structure shown in FIGS. 1A and 1B, signal light and control light are propagated through the same waveguide. That is, the signal line and the control line exist on the same line, and there is only one input / output line. In order to perform more complicated signal processing, it may be necessary to increase the number of control lines.

リング共振器などを用いた構成では、図1(C)に示すように導波路3を増やすことができることは広く知られているが、フォトニック結晶を用いた構成では、図1(D)に示すように1個の共振器4に4本の導波路5,6,7,8が結合した系では具合が悪い。このような結合系では、共振器4に入った光が4方向に分配されて出力されるため、1本の導波路から出力される信号強度が4分の1になってしまい、効率が悪くなってしまうからである。   In a configuration using a ring resonator or the like, it is well known that the number of waveguides 3 can be increased as shown in FIG. 1C. However, in a configuration using a photonic crystal, the configuration shown in FIG. As shown in the figure, in a system in which four waveguides 5, 6, 7, and 8 are coupled to one resonator 4, the condition is poor. In such a coupling system, the light that has entered the resonator 4 is distributed and output in four directions, so that the signal intensity output from one waveguide is reduced to a quarter, resulting in poor efficiency. Because it becomes.

また、上記の構造は1個の共振器2(または4)で構成されているため、AND論理やNOT論理のような限られた機能性しか実現できないという問題があった。   Further, since the above structure is configured by one resonator 2 (or 4), there is a problem that only limited functionality such as AND logic and NOT logic can be realized.

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、複数の共振器を用いて複雑な信号処理を行うことが可能となる光論理回路を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an optical logic circuit capable of performing complicated signal processing using a plurality of resonators.

請求項1に記載の発明は、複数の共振器と、
前記複数の共振器に結合する複数の導波路からなる光論理回路であって、
前記複数の共振器は、少なくとも1つの同一共鳴周波数を有することにより、複数の共振器を用いて複雑な信号処理を行うことが可能となる。
The invention according to claim 1 includes a plurality of resonators,
An optical logic circuit comprising a plurality of waveguides coupled to the plurality of resonators,
Since the plurality of resonators have at least one identical resonance frequency, it is possible to perform complicated signal processing using the plurality of resonators.

請求項2に記載の発明は、請求項1記載の光論理回路において、
第1の共鳴周波数と第2の共鳴周波数を持つ第1の共振器と、
前記第1の共振器に結合する第1の導波路と、
前記第1の共鳴周波数と第3の共鳴周波数を持ち前記第1の共鳴周波数の共鳴モードで前記第1の共振器と結合する第2の共振器と、
前記第2の共振器に結合する第2の導波路を有し構成したことにより、第1、第2の共振器を用いて複雑な信号処理を行うことが可能となる。
The invention described in claim 2 is the optical logic circuit according to claim 1,
A first resonator having a first resonance frequency and a second resonance frequency;
A first waveguide coupled to the first resonator;
A second resonator having the first and third resonance frequencies and coupled to the first resonator in a resonance mode of the first resonance frequency;
By including the second waveguide coupled to the second resonator, it is possible to perform complicated signal processing using the first and second resonators.

請求項3に記載の発明は、請求項2記載の光論理回路において、
前記第1の共振器は、第2の共鳴周波数の光の入力、または、第1の共鳴周波数の光と第2の共鳴周波数の光の入力によりオンし、
前記第2の共振器は、第1の共振器のオン及び第3の共鳴周波数の光の入力によりオンするよう構成した。
The invention according to claim 3 is the optical logic circuit according to claim 2,
The first resonator is turned on by input of light having a second resonance frequency, or input of light having a first resonance frequency and light having a second resonance frequency,
The second resonator is configured to be turned on when the first resonator is turned on and light having a third resonance frequency is input.

請求項4に記載の発明は、請求項2または3記載の光論理回路において、
前記第1、第2の共振器及び前記第1、第2の導波路は、フォトニック結晶上に形成され、
前記第1の導波路は、前記第1、第2、第3の共鳴周波数を通し、
前記第2の導波路は、前記第3の共鳴周波数のみを通す。
The invention according to claim 4 is the optical logic circuit according to claim 2 or 3, wherein
The first and second resonators and the first and second waveguides are formed on a photonic crystal,
The first waveguide passes the first, second, and third resonance frequencies,
The second waveguide passes only the third resonance frequency.

請求項5に記載の発明は、請求項1記載の光論理回路において、
第1の共鳴周波数と第2の共鳴周波数を持つ第1の共振器と、
前記第1の共振器に結合する複数の第1の導波路と、
前記第1の共鳴周波数と前記第2の共鳴周波数を持つ第2の共振器と、
前記第2の共振器に結合する複数の第2の導波路と、
前記第1、第2の共振器の間に設けられ前記第1の共鳴周波数を通過し、かつ、前記第2の共鳴周波数を遮断するフィルタ手段を有し構成したことにより、第1、第2の共振器を用いて複雑な信号処理を行うことが可能となる。
The invention according to claim 5 is the optical logic circuit according to claim 1,
A first resonator having a first resonance frequency and a second resonance frequency;
A plurality of first waveguides coupled to the first resonator;
A second resonator having the first resonance frequency and the second resonance frequency;
A plurality of second waveguides coupled to the second resonator;
The first and second filter units are provided between the first and second resonators and pass through the first resonance frequency and cut off the second resonance frequency. This makes it possible to perform complicated signal processing using the resonator.

請求項6に記載の発明は、請求項5記載の光論理回路において、
前記第1、第2の共振器及び前記第1、第2の導波路及びフィルタ手段は、フォトニック結晶上に形成され、
前記フィルタ手段は、フィルタ特性を持つ第3の導波路である。
The invention according to claim 6 is the optical logic circuit according to claim 5,
The first and second resonators and the first and second waveguides and filter means are formed on a photonic crystal,
The filter means is a third waveguide having filter characteristics.

請求項7に記載の発明は、請求項6記載の光論理回路において、
前記複数の第1の導波路の一部と前記複数の第2の導波路の一部と前記第3の導波路は、前記第1の共鳴周波数を通過し、かつ、前記第2の共鳴周波数を遮断し、
前記複数の第1の導波路の残りと前記複数の第2の導波路の残りは、前記第2の共鳴周波数を通過し、かつ、前記第1の共鳴周波数を遮断する。
The invention according to claim 7 is the optical logic circuit according to claim 6,
A part of the plurality of first waveguides, a part of the plurality of second waveguides, and the third waveguide pass through the first resonance frequency, and the second resonance frequency. Shut off
The remainder of the plurality of first waveguides and the remainder of the plurality of second waveguides pass through the second resonance frequency and block the first resonance frequency.

請求項8に記載の発明は、請求項5乃至7のいずれか1項記載の光論理回路において、
前記第3の導波路は、前記第1の共振器と前記第2の共振器の間で前記第1の共鳴周波数の光が干渉を起こさない導波路長に設定されている。
The invention according to claim 8 is the optical logic circuit according to any one of claims 5 to 7,
The third waveguide is set to a waveguide length that does not cause interference of light of the first resonance frequency between the first resonator and the second resonator.

請求項9に記載の発明は、請求項2記載の光論理回路において、
前記第1、第2の共振器は、リング共振器またはディスク共振器である。
The invention according to claim 9 is the optical logic circuit according to claim 2,
The first and second resonators are ring resonators or disk resonators.

本発明によれば、複数の共振器を用いて複雑な信号処理を行うことが可能となる。   According to the present invention, it is possible to perform complicated signal processing using a plurality of resonators.

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図2及び図3は、本発明の原理構成図を示す。   2 and 3 show the principle configuration of the present invention.

図2において、導波路11,12それぞれに隣接してリング共振器(またはディスク共振器)13,14が配置され、また、リング共振器13の共鳴モードは導波路11の導波モードと直接結合し、リング共振器14の共鳴モードは導波路12の導波モードと直接結合し、リング共振器13,14は互いに隣接して配置されている。   In FIG. 2, ring resonators (or disk resonators) 13 and 14 are arranged adjacent to the waveguides 11 and 12, respectively, and the resonance mode of the ring resonator 13 is directly coupled to the waveguide mode of the waveguide 11. The resonance mode of the ring resonator 14 is directly coupled to the waveguide mode of the waveguide 12, and the ring resonators 13 and 14 are arranged adjacent to each other.

図3において、導波路20,21の互いに対向する端部に隣接して共振器22が配置されている。また、導波路23,24の互いに対向する端部に隣接して共振器25が配置されている。また、共振器22の共鳴モードは導波路20,21の導波モードと直接結合し、共振器25の共鳴モードは導波路23,24の導波モードと直接結合し、共振器22,25は互いに隣接して配置されている。この図3の回路はフォトニック結晶で構成できる。   In FIG. 3, a resonator 22 is disposed adjacent to the opposite ends of the waveguides 20 and 21. A resonator 25 is disposed adjacent to the opposite ends of the waveguides 23 and 24. The resonance mode of the resonator 22 is directly coupled to the waveguide modes of the waveguides 20 and 21, the resonance mode of the resonator 25 is directly coupled to the waveguide modes of the waveguides 23 and 24, and the resonators 22 and 25 are It is arranged adjacent to each other. The circuit of FIG. 3 can be composed of a photonic crystal.

図2、図3では簡単のため、2個の共振器と3種類の共鳴周波数(ω1,ω2,ω3)の共鳴モードを利用する場合を説明するが、それ以上の複数の共振器、共鳴周波数を用いてもよい。以降に、これらの条件を元に、複雑な機能をもつ回路を簡潔に構成する手法について述べる。   2 and 3, for the sake of simplicity, a case where two resonators and resonance modes of three types of resonance frequencies (ω1, ω2, and ω3) are used will be described. May be used. In the following, a method for succinctly configuring a circuit having a complex function based on these conditions will be described.

<共振器を直接結合する>
異なる2つの共振器13,14または22,25が、1つの同一共鳴周波数ω1と、異なる2つの共鳴周波数ω2,ω3を持つように設計する。これにより、1つの光回路をそれぞれの共鳴周波数ω1,ω2,ω3において3種類の等価回路として取り扱うことができる。
<Coupling the resonator directly>
Two different resonators 13, 14 or 22, 25 are designed to have one identical resonance frequency ω 1 and two different resonance frequencies ω 2, ω 3. Thereby, one optical circuit can be handled as three types of equivalent circuits at the respective resonance frequencies ω1, ω2, and ω3.

つまり、第1の回路では全ての共振器の共鳴モードが結合するため、全ての共振器13,14または22,25と導波路11,12または20,21,23,24に共鳴周波数ω1の光が通る。第2の回路は上半分だけ、つまり、共振器13または22と導波路11または20,21だけに共鳴周波数ω2の光が通る。第3の回路は下半分だけ、つまり、共振器14または25と導波路12または23,24だけに共鳴周波数ω3の光が通る。図2、図3では光が通る部分を黒で示す。   That is, since the resonance modes of all the resonators are coupled in the first circuit, all the resonators 13, 14 or 22, 25 and the waveguides 11, 12 or 20, 21, 23, 24 have light with the resonance frequency ω1. Pass through. In the second circuit, light of the resonance frequency ω2 passes through only the upper half, that is, only the resonator 13 or 22 and the waveguide 11 or 20, 21. In the third circuit, light of the resonance frequency ω3 passes through only the lower half, that is, only the resonator 14 or 25 and the waveguide 12 or 23, 24. In FIG. 2 and FIG. 3, the portion through which light passes is shown in black.

これにより、1つの同一共鳴周波数で動作する第1の回路が、2つの異なる周波数で独立した第2、第3の回路を仲介する役割を果たす。つまり、例えば、第3の回路を第1,2の回路で制御することが可能となる。この場合、共振器13,14または22,25の共鳴モードが直接結合しているため、素子間が干渉する際の位相の問題がなくなり、デバイスの設計が飛躍的に簡単になる。   As a result, the first circuit operating at the same resonance frequency plays a role of mediating the independent second and third circuits at two different frequencies. That is, for example, the third circuit can be controlled by the first and second circuits. In this case, since the resonance modes of the resonators 13, 14 or 22, 25 are directly coupled, there is no problem of phase when the elements interfere with each other, and the device design is greatly simplified.

<共振器の間にフィルタ機能を付加する>
同一の2つの共振器が2つの共鳴周波数ω1,ω2(=ω3)をもち、共鳴周波数ω1でのみ2つの共振器の共鳴モードが結合するように、2つの共振器の間にフィルタ特性をもつ構造とする。これにより、1つの共鳴周波数ω1で動作する第1の回路が、他の周波数ω2で動作する独立した第2の回路と第3の回路を仲介する役割を果たす。つまり、例えば、第3の回路を第1の回路と第2の回路で制御することが可能となる。この場合、フィルタ特性を示す構造が素子間干渉に与える影響を考慮しなければならないが、同一の共振器を利用できる点で作製上のメリットがある。
<Adding a filter function between resonators>
The same two resonators have two resonance frequencies ω1, ω2 (= ω3), and have a filter characteristic between the two resonators so that the resonance modes of the two resonators are coupled only at the resonance frequency ω1. Structure. As a result, the first circuit that operates at one resonance frequency ω1 serves to mediate the independent second circuit and third circuit that operate at the other frequency ω2. That is, for example, the third circuit can be controlled by the first circuit and the second circuit. In this case, it is necessary to consider the influence of the structure showing the filter characteristics on the inter-element interference. However, there is a manufacturing advantage in that the same resonator can be used.

<フォトニック結晶導波路のフィルタ特性を利用する>
フォトニック結晶導波路は、それ自身が帯域を容易に設定できるバンドパスフィルタであり、その帯域設定の自由度は高い。つまり、この特性を利用することで、共振器間の結合や、導波路と共振器の結合に周波数依存性を自由にもたせることができ、複雑な回路を従来の光回路よりも簡潔に構成することができる。
<Using filter characteristics of photonic crystal waveguide>
The photonic crystal waveguide itself is a band-pass filter that can easily set the band, and the degree of freedom in setting the band is high. In other words, by utilizing this characteristic, the frequency dependence can be freely given to the coupling between the resonators and the coupling between the waveguide and the resonator, and the complicated circuit is configured more simply than the conventional optical circuit. be able to.

例えば図3に示す回路はフォトニック結晶で構成できる。図1(D)で説明したように共振器4に入った光が4方向に分配されて出力され効率が悪くなってしまうが、これはフォトニック結晶で構成される導波路のフィルタ特性を利用することで解決できる。つまり、導波路23,24の導波モードと共振器25の共鳴モードが結合しないように導波路23,24の帯域を設定する。これにより、第1、第2、第3の回路は全て図1(B)に示されるような2ポート共鳴トンネルフィルタとなる。   For example, the circuit shown in FIG. 3 can be composed of a photonic crystal. As described with reference to FIG. 1D, the light entering the resonator 4 is distributed in four directions and output, resulting in poor efficiency. This uses the filter characteristics of a waveguide formed of a photonic crystal. This can be solved. That is, the bands of the waveguides 23 and 24 are set so that the waveguide mode of the waveguides 23 and 24 and the resonance mode of the resonator 25 are not coupled. As a result, the first, second, and third circuits all become a two-port resonant tunnel filter as shown in FIG.

<第1実施形態>
図4は、本発明の第1実施形態の構成図を示す。同図中、導波路30,31の互いに対向する端部に隣接して共振器32が配置されている。また、導波路33,34の互いに対向する端部に隣接して共振器35が配置されている。また、共振器32の共鳴モードは導波路30,31の導波モードと直接結合し、共振器35の共鳴モードは導波路33,34の導波モードと直接結合し、共振器32,35は互いに隣接して配置されている。この図4の回路はフォトニック結晶で構成できる。
<First Embodiment>
FIG. 4 shows a configuration diagram of the first embodiment of the present invention. In the figure, a resonator 32 is disposed adjacent to the opposite ends of the waveguides 30 and 31. A resonator 35 is disposed adjacent to the opposite ends of the waveguides 33 and 34. The resonance mode of the resonator 32 is directly coupled to the waveguide modes of the waveguides 30 and 31, the resonance mode of the resonator 35 is directly coupled to the waveguide modes of the waveguides 33 and 34, and the resonators 32 and 35 are It is arranged adjacent to each other. The circuit of FIG. 4 can be composed of a photonic crystal.

ここで、共振器32は共鳴周波数ω1,ω2を持ち、共振器35は共鳴周波数ω1,ω3を持ち、この共振器32のω1の共鳴モードと共振器35のω1の共鳴モードは互いに強く結合している。また、導波路30,31は共鳴周波数ω1,ω2を通す構造であり、共鳴周波数ω3は通しても通さなくても良い。導波路33,34は共鳴周波数ω3を通し、共鳴周波数ω1を通さない構造であり、共鳴周波数ω2は通しても通さなくても良い。   Here, the resonator 32 has resonance frequencies ω1 and ω2, the resonator 35 has resonance frequencies ω1 and ω3, and the resonance mode of ω1 of the resonator 32 and the resonance mode of ω1 of the resonator 35 are strongly coupled to each other. ing. The waveguides 30 and 31 have a structure through which the resonance frequencies ω1 and ω2 pass, and the resonance frequency ω3 may or may not pass through. The waveguides 33 and 34 pass through the resonance frequency ω3 and do not pass the resonance frequency ω1, and the resonance frequency ω2 may or may not pass through.

図5(A)は、図4の回路の共鳴周波数ω1に対する等価回路である第1回路を示しており、図中、黒で示す共振器32,35と導波路30,31に共鳴周波数ω1の光が通る。   FIG. 5A shows a first circuit which is an equivalent circuit for the resonance frequency ω1 of the circuit of FIG. 4. In the figure, the resonators 32 and 35 shown in black and the waveguides 30 and 31 have the resonance frequency ω1. Light passes through.

図5(B)は、図4の回路の共鳴周波数ω2に対する等価回路である第2回路を示しており、図中、黒で示す共振器32と導波路30,31に共鳴周波数ω2の光が通る。   FIG. 5B shows a second circuit that is an equivalent circuit for the resonance frequency ω2 of the circuit of FIG. 4. Light in the resonance frequency ω2 is transmitted to the resonator 32 and the waveguides 30 and 31 shown in black in the drawing. Pass through.

図5(C)は、図4の回路の共鳴周波数ω3に対する等価回路である第3回路を示しており、図中、黒で示す共振器35と導波路33,34に共鳴周波数ω3の光が通る。   FIG. 5C shows a third circuit that is an equivalent circuit for the resonance frequency ω3 of the circuit of FIG. 4. Light in the resonance frequency ω3 is transmitted to the resonator 35 and the waveguides 33 and 34 shown in black in the drawing. Pass through.

これにより、同一の共鳴周波数ω1で動作する第1の回路が、2つの異なる共鳴周波数ω2,ω3で独立した第2、第3の回路を仲介する役割を果たすことができる。つまり、例えば第3の回路を第1、第2の回路で制御することが可能となる。   Thus, the first circuit operating at the same resonance frequency ω1 can play a role of mediating the second and third circuits independent at two different resonance frequencies ω2 and ω3. That is, for example, the third circuit can be controlled by the first and second circuits.

ここで、3種類の共鳴状態において、それぞれに対応する光が双安定のオフ状態であり、ある共鳴状態の光に別の共鳴状態が重なり合ったときの光強度で双安定オンの状態になるように、それぞれの光強度および周波数を設定する。つまり、共振器32を共鳴周波数ω1だけの光入力では共鳴周波数ω1に対してオンにならず、共鳴周波数ω1とω2の光入力が合わさったとき共鳴周波数ω1とω2に対してオンになるように設定する。   Here, in the three types of resonance states, the light corresponding to each is in a bistable off state, and the light intensity when another resonance state overlaps the light in a certain resonance state is set in the bistable on state. Each light intensity and frequency are set. That is, the resonator 32 is not turned on with respect to the resonant frequency ω1 when the optical input is only the resonant frequency ω1, but is turned on with respect to the resonant frequencies ω1 and ω2 when the optical inputs of the resonant frequencies ω1 and ω2 are combined. Set.

このとき、共振器32は共鳴周波数ω2だけの入力だけで共鳴周波数ω2に対してオンになってもかまわない。また、共振器35を、共鳴周波数ω3だけの光入力ではオンにならず、共振器32,35が共鳴周波数ω1に対してオンの状態のとき、共鳴周波数ω3の光入力がなされれば共振器35が共鳴周波数ω3に対してオンになるように設定する。   At this time, the resonator 32 may be turned on with respect to the resonance frequency ω2 only by inputting the resonance frequency ω2. In addition, the resonator 35 is not turned on by the optical input of only the resonance frequency ω3. When the resonators 32 and 35 are turned on with respect to the resonance frequency ω1, if the optical input of the resonance frequency ω3 is made, the resonator 35 is turned on. 35 is set to be on with respect to the resonance frequency ω3.

共鳴周波数ω1,ω2,ω3の光が図6に示すタイミングで導波路30のポートP1または導波路33のポートP3から入射されたときの、導波路34のポートP4からの光出力、つまり第3の回路から光出力について説明する。   The light output from the port P4 of the waveguide 34 when the light having the resonance frequencies ω1, ω2, and ω3 is incident from the port P1 of the waveguide 30 or the port P3 of the waveguide 33 at the timing shown in FIG. The optical output from the circuit will be described.

図7は、図6に示すタイミング(1)〜(7)それぞれにおける各等価回路の双安定状態(入出力状態)を示す。   FIG. 7 shows the bistable state (input / output state) of each equivalent circuit at each of the timings (1) to (7) shown in FIG.

(1)入射光が共鳴周波数ω3だけのため、共振器35がオフのままであり、光はP4に出力されない。   (1) Since the incident light is only the resonance frequency ω3, the resonator 35 remains off and no light is output to P4.

(2)共振器32がオフのため、第1の回路に入射された光は共振器35に達することができず、共振器35もオフのままである。そのため、ポートP4からの出力はない。   (2) Since the resonator 32 is off, the light incident on the first circuit cannot reach the resonator 35, and the resonator 35 remains off. Therefore, there is no output from port P4.

(3)共振器32,35がオンになる。ただし、第1、第2の回路は導波路34を含まないため、ポートP4からの出力はない。   (3) The resonators 32 and 35 are turned on. However, since the first and second circuits do not include the waveguide 34, there is no output from the port P4.

(4)双安定オン状態のため、第2の回路が遮断されても共振器32,35はオン状態を保持する。その状態で第3の回路に光が入射されるため、ポートP4から光が出力される。   (4) Because of the bistable ON state, the resonators 32 and 35 maintain the ON state even when the second circuit is interrupted. In this state, since light is incident on the third circuit, light is output from the port P4.

(5)第1の回路が遮断されても共振器35は双安定オン状態を保持する。そのためポートP4から光が出力される。   (5) The resonator 35 maintains the bistable ON state even when the first circuit is interrupted. Therefore, light is output from the port P4.

(6)共振器35がオフのためポートP4からの出力はない。   (6) Since the resonator 35 is off, there is no output from the port P4.

(7)共振器32,35ともにオフのためポートP4からの出力はない。   (7) Since both the resonators 32 and 35 are off, there is no output from the port P4.

ここでは、共鳴周波数ω2の光だけで共振器32の状態をオンできる入力強度を用いた場合を考察したが、共鳴周波数ω2の光だけでは共振器32の状態をオンできず、共鳴周波数ω1とω2の入力が合わさったときそれぞれの光に対してオンになるように設定してもよい。この場合は、(3)の状況は変わらず、(6)における共鳴周波数ω2に対する共振器32の状態がオフになる。   Here, the case where the input intensity capable of turning on the state of the resonator 32 only with the light having the resonance frequency ω2 is considered, but the state of the resonator 32 cannot be turned on only with the light having the resonance frequency ω2, and the resonance frequency ω1 and You may set so that it may turn on with respect to each light, when the input of (omega) 2 is combined. In this case, the situation of (3) does not change, and the state of the resonator 32 with respect to the resonance frequency ω2 in (6) is turned off.

いずれにせよ、第1、第2の回路はポートP4を含まないため、(3),(6)におけるポートP4からの出力はないので、ポートP4からの出力は図6に示す通りである。   In any case, since the first and second circuits do not include the port P4, there is no output from the port P4 in (3) and (6), so the output from the port P4 is as shown in FIG.

さらに、共鳴周波数ω2とω3は時間的に相反となるように設定されており、これにより、いずれの設定の場合においても、第1、第2の回路に光が入射された直後に、第3の回路に入射された光のみがポートP4から出力される光順序回路として機能する。   Further, the resonance frequencies ω2 and ω3 are set so as to be temporally reciprocal, so that in any setting, the third frequency immediately after the light is incident on the first and second circuits. Only the light incident on this circuit functions as an optical sequential circuit that is output from the port P4.

上記の特徴は、クロックから少しずれてしまった光デジタル信号列をクロックに同期させる全光型デジタル回路として利用できる。   The above-described features can be used as an all-optical digital circuit that synchronizes an optical digital signal sequence slightly shifted from the clock with the clock.

図8に示すように、導波路30のポートP1から第1の回路にデータ信号を入射し、導波路30のポートP1から第2の回路に反転クロック信号を入射し、導波路33のポートP3から第3の回路にクロック信号を入射する。ここで、データ信号はクロックに同期した理想のデータ列(破線で示す)からずれた状態で第1の回路に入射されている状況を想定している。   As shown in FIG. 8, the data signal is incident on the first circuit from the port P1 of the waveguide 30, the inverted clock signal is incident on the second circuit from the port P1 of the waveguide 30, and the port P3 of the waveguide 33 is incident. The clock signal is incident on the third circuit. Here, it is assumed that the data signal is incident on the first circuit in a state shifted from an ideal data string (indicated by a broken line) synchronized with the clock.

図8に示すように、導波路34のポートP4からの出力Qはクロック信号に同期した理想のデータ列に対応する信号である。さらに、ポートP3から出力される信号は、ポートP3から入力されたクロック信号の反射光なので、ポートP4から信号が出力されないときにポートP3から出力Qの反転信号Qバーが出力される。   As shown in FIG. 8, the output Q from the port P4 of the waveguide 34 is a signal corresponding to an ideal data string synchronized with the clock signal. Further, since the signal output from the port P3 is reflected light of the clock signal input from the port P3, the inverted signal Q bar of the output Q is output from the port P3 when the signal is not output from the port P4.

このように、図4の回路は入力されたNRZ(Non Return to Zero)データ信号をRZ(Return to Zero)信号に変換し、かつクロックに同期した信号Qと、その反転信号Qバーを出力する全光型デジタル回路となる。   As described above, the circuit shown in FIG. 4 converts an input NRZ (Non Return to Zero) data signal into an RZ (Return to Zero) signal, and outputs a signal Q synchronized with the clock and its inverted signal Q bar. It becomes an all-optical digital circuit.

<第2実施形態>
図4の回路をフォトニック結晶で構成し、2次元FDTD(Finite Difference Time Domain Method)計算法で動作確認をする。
<Second Embodiment>
The circuit shown in FIG. 4 is composed of a photonic crystal, and its operation is confirmed by a two-dimensional FDTD (Finite Difference Time Domain Method) calculation method.

図9は、三角格子空気穴2次元スラブフォトニック結晶に構成した光論理回路の第2実施形態の構成図を示す。同図中、図4と同一部分には同一符号を付す。図9において、2次元スラブフォトニック結晶40は、スラブ41に三角格子状の空気孔42を設けたものである。ここでフォトニック結晶40の格子定数a=400nm、空気孔直径0.55a、スラブ厚さ0.5a、フォトニック結晶を構成する媒質の屈折率=3.2を想定し有効屈折率2.8とする。   FIG. 9 shows a configuration diagram of a second embodiment of an optical logic circuit configured in a triangular lattice air hole two-dimensional slab photonic crystal. In the figure, the same parts as those in FIG. In FIG. 9, a two-dimensional slab photonic crystal 40 is a slab 41 provided with air holes 42 in a triangular lattice shape. Here, assuming that the lattice constant a of the photonic crystal 40 is 400 nm, the air hole diameter is 0.55 a, the slab thickness is 0.5 a, and the refractive index of the medium constituting the photonic crystal is 3.2, the effective refractive index is 2.8. And

フォトニック結晶40には、4本の導波路30,31,33,34と、2つの共振器32,35を図9のように配置する。導波路30,31それぞれはX軸方向に延在している。共振器32はX軸に対し−60度傾いたΓK軸方向に延在し、共振器35はX軸に対し+60度傾いたΓK軸方向に延在している。導波路33はX軸に対し+60度傾いたΓK軸方向に延在し、導波路34はX軸に対し−60度傾いたΓK軸方向に延在している。なお、三角格子空気孔の結晶配位方向のΓK軸は隣接する2つ空気孔の中心を結ぶ方向(三角格子の3辺の方向)である。   In the photonic crystal 40, four waveguides 30, 31, 33 and 34 and two resonators 32 and 35 are arranged as shown in FIG. Each of the waveguides 30 and 31 extends in the X-axis direction. The resonator 32 extends in the ΓK axis direction inclined by −60 degrees with respect to the X axis, and the resonator 35 extends in the ΓK axis direction inclined by +60 degrees with respect to the X axis. The waveguide 33 extends in the ΓK axis direction tilted by +60 degrees with respect to the X axis, and the waveguide 34 extends in the ΓK axis direction tilted by −60 degrees with respect to the X axis. Note that the ΓK axis in the crystal coordination direction of the triangular lattice air holes is a direction connecting the centers of two adjacent air holes (the directions of the three sides of the triangular lattice).

ここで、2つの共振器構造は、複数の互いに異なる共鳴周波数を有するように異なる点欠陥数が用いられ、かつ、最低1つの同一共鳴周波数を有するように、共振器の幅Wが調整されている。   Here, the two resonator structures have a plurality of different point defects so as to have a plurality of different resonance frequencies, and the width W of the resonator is adjusted so as to have at least one same resonance frequency. Yes.

即ち、共振器32は、図10(A)に示すように、破線で示す5点の空気孔を取り除いた単純5点欠陥共振器で構成する。共振器35は、図10(B)に示すように、破線で示す4点の空気孔を取り除き、取り除いた空気孔列の両側に隣接する空気孔列の幅Wを通常幅W(=a√3)の1.02倍となるようにシフトした幅調整4点欠陥共振器で構成する。これによって、共振器32は図11に実線Iで示す複数の共鳴周波数を有し、共振器35は実線IIで示す複数の共鳴周波数を有する。 That is, as shown in FIG. 10A, the resonator 32 is configured by a simple five-point defect resonator from which five air holes indicated by broken lines are removed. As shown in FIG. 10B, the resonator 35 removes four air holes indicated by broken lines, and sets the width W of the air hole row adjacent to both sides of the removed air hole row to the normal width W 0 (= a It is composed of a width-adjusted four-point defect resonator shifted to 1.02 times √3). Accordingly, the resonator 32 has a plurality of resonance frequencies indicated by a solid line I in FIG. 11, and the resonator 35 has a plurality of resonance frequencies indicated by a solid line II.

また、導波路30,31は、1列の空気孔を取り除いた単純線欠陥導波路で構成する。導波路33,34は、図10(C)に示すように、1列の空気孔を取り除き、取り除いた空気孔列の両側に隣接する空気孔列の幅Wを通常幅Wの0.80倍となるようにシフトした幅調整導波路で構成する。 The waveguides 30 and 31 are constituted by simple line defect waveguides in which one row of air holes is removed. As shown in FIG. 10C, the waveguides 33 and 34 have one row of air holes removed, and the width W of the air hole row adjacent to both sides of the removed air hole row is set to 0.80 which is the normal width W 0 . The width adjustment waveguide is shifted so as to be doubled.

これによって、導波路30,31は、図11に示すように、波長1550nm付近の共振器32と共振器35のモードが結合した共鳴モード(=共鳴周波数)M1(=ω1)と、波長1490nm付近の共鳴モードM2(=ω2)と、波長1460nm付近の共鳴モードM3(=ω3)のそれぞれ独立したモードに共鳴する光を通す導波路となる。また、導波路33,34は共鳴モードM3の光のみを通す導波路となる。   Accordingly, as shown in FIG. 11, the waveguides 30 and 31 have a resonance mode (= resonance frequency) M1 (= ω1) in which the modes of the resonator 32 and the resonator 35 near the wavelength of 1550 nm are coupled, and a wavelength near 1490 nm. The resonance mode M2 (= ω2) and the resonance mode M3 (= ω3) in the vicinity of the wavelength of 1460 nm are waveguides through which light resonates in independent modes. The waveguides 33 and 34 are waveguides through which only the light in the resonance mode M3 passes.

つまり、導波路30のポートP1から入射された共鳴モードM1の光は、共振器32,35と共鳴し、導波路31のポートP2から出力される。導波路30のポートP1から入射された共鳴モードM2の光は、共振器32とのみ共鳴し、導波路31のポートP2から出力される。導波路33のポートP3から入射された共鳴モードM3の光は、共振器32と共鳴しないためポートP1,P2に到達できず、共振器35とのみ共鳴し、導波路34のポートP4に出力される。つまり、共鳴モードM1,M2,M3の光それぞれについて、図5に示される第1、第2、第3の回路が適用される。   That is, the light in the resonance mode M1 incident from the port P1 of the waveguide 30 resonates with the resonators 32 and 35 and is output from the port P2 of the waveguide 31. The light in the resonance mode M2 incident from the port P1 of the waveguide 30 resonates only with the resonator 32 and is output from the port P2 of the waveguide 31. The light of the resonance mode M3 incident from the port P3 of the waveguide 33 does not resonate with the resonator 32, so cannot reach the ports P1 and P2, resonates only with the resonator 35, and is output to the port P4 of the waveguide 34. The That is, the first, second, and third circuits shown in FIG. 5 are applied to each of the resonance modes M1, M2, and M3.

次に、共鳴モードM1,M3のモードの双安定動作を確認する。   Next, the bistable operation of the resonance modes M1 and M3 is confirmed.

ここで用いられる非線形パラメータはχ/ε=3.2×10−6であり、電束Dに対しD=(εε+χ|E|)Eで作用する。ここで、χは3次の非線型定数、εは真空誘電率、εは比誘電率、Eは電界である。 The nonlinear parameter used here is χ 3 / ε 0 = 3.2 × 10 −6 , and acts on the electric flux D at D = (ε 0 ε r + χ 3 | E | 2 ) E. Here, χ 3 is a third-order nonlinear constant, ε 0 is a vacuum dielectric constant, ε r is a relative dielectric constant, and E is an electric field.

共鳴モードM1,M3から少しずれた波長(+1.0nm,+1.5nm)の光を入射し(デチューニング動作)、入射光電界振幅を変化させたときの出力光磁界強度の変化を図12に示す。ここで、入力光電界振幅は12から48まで4ずつ時間的にステップ関数で変化されており、実線が徐々に入力光電界振幅を大きくしていったときの出力磁界強度を示し、破線が徐々に入力光電界振幅を小さくしていったときの出力磁界強度を時間軸を逆にして黒の信号に重ねて示す。実線と破線の両信号間に相違が見られ、ヒステリシス特性つまり、双安定現象を確認できる。   FIG. 12 shows changes in the output optical magnetic field intensity when light having a wavelength (+1.0 nm, +1.5 nm) slightly shifted from the resonance modes M1 and M3 is incident (detuning operation) and the incident light electric field amplitude is changed. Show. Here, the input optical electric field amplitude is changed by a step function in time from 12 to 48 by 4 steps, and the solid line indicates the output magnetic field strength when the input optical electric field amplitude is gradually increased, and the broken line gradually increases. The output magnetic field strength when the input optical electric field amplitude is reduced is shown superimposed on the black signal with the time axis reversed. There is a difference between the solid line and broken line signals, and hysteresis characteristics, that is, a bistable phenomenon can be confirmed.

本実施形態では、デチューニングを1.5nmで、入力電界振幅20で光回路を動作させる。つまり、共鳴モードM1,M3の光に対して初期状態をオフに設定し(共振器32,35ともにオフ)、共鳴モードM2の光(電界振幅50程度)を入射することで共振器32をオン状態に移行させる。これにより、共鳴モードM1の光が共振器35に入ることができるようになり、共振器35もオン状態となり、ポートP3から入射された共鳴モードM3の光がポートP4から出力される。   In this embodiment, the optical circuit is operated with a detuning of 1.5 nm and an input electric field amplitude of 20. That is, the initial state is set to off for the resonance mode M1 and M3 light (both the resonators 32 and 35 are off), and the resonance mode M2 light (electric field amplitude of about 50) is incident to turn on the resonator 32. Transition to the state. As a result, the light in the resonance mode M1 can enter the resonator 35, the resonator 35 is also turned on, and the light in the resonance mode M3 incident from the port P3 is output from the port P4.

上記の非線形パラメータを用いた図8に示す動作の計算結果を図13に示す。図13において、ポートP4からの出力Qは、ポートP3から入射されるクロック信号に同期した理想のデータ列に対応する信号である。さらに、ポートP3から出力される信号は、ポートP3から入力されたクロック信号の反射光なので、ポートP4に信号が出力されないときポートP3からQの反転信号Qバーが出力されている。   FIG. 13 shows the calculation result of the operation shown in FIG. 8 using the above nonlinear parameters. In FIG. 13, an output Q from the port P4 is a signal corresponding to an ideal data string synchronized with the clock signal incident from the port P3. Further, since the signal output from the port P3 is reflected light of the clock signal input from the port P3, the inverted signal Q bar of Q is output from the port P3 when no signal is output to the port P4.

図14にポートP4から出力されるパルスの時間応答を示す。実線が非線形光学効果である光カー効果のない場合(χ/ε=0)を示し、破線が光カー効果のある場合(χ/ε=3.2×10−6)を示す。ここでは、実線と破線のスケールを合わせるため、光カー効果がない場合の信号強度を0.425倍して表示している。 FIG. 14 shows the time response of the pulse output from the port P4. The solid line indicates the case where the optical Kerr effect which is a nonlinear optical effect is not present (χ 3 / ε 0 = 0), and the broken line indicates the case where the optical Kerr effect is present (χ 3 / ε 0 = 3.2 × 10 −6 ). . Here, in order to match the scales of the solid line and the broken line, the signal intensity when there is no optical Kerr effect is displayed multiplied by 0.425.

共振器32のQ値は4000程度であるため、光カー効果のない場合はパルスの立下り時間は6ps程度である。光カー効果のある場合のパルスの立ち上がりと立ち下がり時間はこれ以下であり、100Gbps以上の高速で動作可能な光デジタル回路であることを示している。   Since the Q value of the resonator 32 is about 4000, the pulse fall time is about 6 ps when there is no optical Kerr effect. When the optical Kerr effect is present, the pulse rise and fall times are less than this, indicating that the optical digital circuit can operate at a high speed of 100 Gbps or more.

<第3実施形態>
第1、第2実施形態は共振器の共鳴モードを直接結合する手法を用いたが、共振器を連結する導波路長Lの最適化が可能であれば、図15(A),(B)に示すように、共振器が導波路で連結された構造も有効な回路構成となる。
<Third Embodiment>
In the first and second embodiments, a method of directly coupling the resonance modes of the resonators is used. However, if the waveguide length L connecting the resonators can be optimized, FIGS. 15A and 15B are used. As shown in FIG. 5, a structure in which resonators are connected by a waveguide is also an effective circuit configuration.

図15(A)では、導波路51,52の導波モードに共振器53の共鳴モードが結合し、共振器53の共鳴モードに導波路54,55の導波モードが結合し、導波路54,55の導波モードに共振器56の共鳴モードが結合し、共振器56の共鳴モードに導波路57,58の導波モードが結合している。共振器53,56の間の導波路長Lは共振器53,56間で同一の共鳴周波数の光が干渉して減衰を起こさない長さに設定されている。   In FIG. 15A, the resonance mode of the resonator 53 is coupled to the waveguide mode of the waveguides 51 and 52, and the waveguide mode of the waveguides 54 and 55 is coupled to the resonance mode of the resonator 53. , 55 are coupled to the resonance mode of the resonator 56, and the waveguide modes of the waveguides 57, 58 are coupled to the resonance mode of the resonator 56. The waveguide length L between the resonators 53 and 56 is set to a length that does not cause attenuation due to interference of light having the same resonance frequency between the resonators 53 and 56.

図15(B)では、導波路61,62の導波モードに共振器63の共鳴モードが結合し、共振器63の共鳴モードに導波路64,65の導波モードが結合し、導波路65,67の導波モードに共振器66の共鳴モードが結合し、共振器66の共鳴モードに導波路68,69の導波モードが結合している。共振器63,66の間の導波路長Lは共振器53,56間で同一の共鳴周波数の光が干渉して減衰を起こさない長さに設定されている。図15(A),(B)はフォトニック結晶を用いた構成である。   In FIG. 15B, the resonance mode of the resonator 63 is coupled to the waveguide mode of the waveguides 61 and 62, and the waveguide mode of the waveguides 64 and 65 is coupled to the resonance mode of the resonator 63. , 67 are coupled to the resonance mode of the resonator 66, and the waveguide modes of the waveguides 68, 69 are coupled to the resonance mode of the resonator 66. The waveguide length L between the resonators 63 and 66 is set to a length that does not cause attenuation due to interference of light of the same resonance frequency between the resonators 53 and 56. 15A and 15B show a configuration using a photonic crystal.

図15(B)に示す論理回路は、1種類の共振器と2種類の導波路で構成されている。ここで共振器63,66は2つの共鳴周波数ω1,ω2をもち、2種類の導波路はそれぞれ一方の共鳴周波数の光しか通さないように構造が調整されている。   The logic circuit illustrated in FIG. 15B includes one type of resonator and two types of waveguides. Here, the resonators 63 and 66 have two resonance frequencies ω1 and ω2, and the structures of the two types of waveguides are adjusted so that only light having one resonance frequency can pass therethrough.

この条件をもとに、図15(B)の回路の3種類の等価回路を図16(A),(B),(C)に第1、第2、第3の回路として示す。図16では光が通る部分を黒で示す。ここで、第1の回路と第2、第3の回路は、互いに異なる共鳴周波数に対する等価回路である。   Based on this condition, three types of equivalent circuits of the circuit of FIG. 15B are shown as first, second, and third circuits in FIGS. 16A, 16B, and 16C. In FIG. 16, the portion through which light passes is shown in black. Here, the first circuit and the second and third circuits are equivalent circuits for different resonance frequencies.

図16(A)に示す第1の回路は、共振器63,66をつなぐ導波路65とポートP1の導波路61と、ポートP2の導波路69に同一の導波路(共鳴周波数ω1を通す)が用いられており、ポートP1から入射された光はポートP2からのみ出力される。   The first circuit shown in FIG. 16A is the same waveguide (passes the resonance frequency ω1) through the waveguide 65 connecting the resonators 63 and 66, the waveguide 61 of the port P1, and the waveguide 69 of the port P2. Is used, and light incident from the port P1 is output only from the port P2.

図16(B),(C)に示す第2、第3の回路は同一の共鳴周波数ω2で動作するが、この共鳴周波数ω2の光は共振器63,66をつなぐ導波路65を伝播できないため、導波路62のポートP5から入力された光は導波路64のポートP6からのみ出力され、導波路67のポートP3から入力された光は導波路68のポートP4からのみ出力され、互いに独立である。   The second and third circuits shown in FIGS. 16B and 16C operate at the same resonance frequency ω2, but the light having the resonance frequency ω2 cannot propagate through the waveguide 65 that connects the resonators 63 and 66. The light input from the port P5 of the waveguide 62 is output only from the port P6 of the waveguide 64, and the light input from the port P3 of the waveguide 67 is output only from the port P4 of the waveguide 68. is there.

つまり、一方の共鳴周波数ω1で動作する第1の回路が、他方の共鳴周波数ω2で動作する互いに独立した第2、第3の回路を仲介する役割を果たすことがわかる。つまり、例えば第3の回路を第1,2の回路で制御することが可能となる。   That is, it can be seen that the first circuit operating at one resonance frequency ω1 plays a role of mediating the second and third circuits independent from each other operating at the other resonance frequency ω2. That is, for example, the third circuit can be controlled by the first and second circuits.

この構成により、第1実施形態と同等の動作が可能となり、第3実施形態では共振器63,66として同一の共振器を利用できる点で作製上のメリットがある。   With this configuration, an operation equivalent to that of the first embodiment is possible, and the third embodiment has an advantage in manufacturing in that the same resonator can be used as the resonators 63 and 66.

<第4実施形態>
フォトニック結晶をベースとした第1、第2実施形態の論理回路を、古典的な導波路とリング共振器(またはディスク共振器)を組み合わせることにより構成すると、図17に示す構成になる。
<Fourth embodiment>
When the logic circuits of the first and second embodiments based on the photonic crystal are configured by combining a classic waveguide and a ring resonator (or a disk resonator), the configuration shown in FIG. 17 is obtained.

図17において、導波路71,72それぞれに隣接してリング共振器(またはディスク共振器)73,74が配置され、また、リング共振器73の共鳴モードは導波路71の導波モードと直接結合し、リング共振器74の共鳴モードは導波路72の導波モードと直接結合し、リング共振器73,74は互いに隣接して配置されている。   In FIG. 17, ring resonators (or disk resonators) 73 and 74 are disposed adjacent to the waveguides 71 and 72, respectively, and the resonance mode of the ring resonator 73 is directly coupled to the waveguide mode of the waveguide 71. The resonance mode of the ring resonator 74 is directly coupled to the waveguide mode of the waveguide 72, and the ring resonators 73 and 74 are disposed adjacent to each other.

ここで、共振器73は共鳴周波数ω1,ω2を持ち、共振器74は共鳴周波数ω1,ω3を持ち、この共振器73のω1の共鳴モードと共振器74のω1の共鳴モードは互いに強く結合している。また、導波路71,72は共鳴周波数ω1,ω2、ω3を通す構造である。   Here, the resonator 73 has resonance frequencies ω1 and ω2, the resonator 74 has resonance frequencies ω1 and ω3, and the resonance mode of ω1 of the resonator 73 and the resonance mode of ω1 of the resonator 74 are strongly coupled to each other. ing. The waveguides 71 and 72 have a structure that allows the resonance frequencies ω1, ω2, and ω3 to pass therethrough.

この場合、フォトニック結晶導波路特有のフィルタ特性は利用できない。また、リング共振器と導波路の結合系の特性より、1本の導波路とリング共振器が結合した系では、入力された光は、リング共振器に共鳴する、共鳴しないにかかわらず、入力ポートの反対側のポートから出力される。ただし、共鳴したときと共鳴しないときとでは、出力光の位相がπだけずれている。   In this case, the filter characteristics unique to the photonic crystal waveguide cannot be used. In addition, due to the characteristics of the coupled system of the ring resonator and the waveguide, in the system where one waveguide and the ring resonator are coupled, the input light is input regardless of whether it resonates with the ring resonator or not. Output from the port on the opposite side of the port. However, the phase of the output light is shifted by π when it resonates and when it does not resonate.

一方、2本の導波路でリング共振器を挟み込んだ構造の場合、共鳴しないときは、入力された光は同一の導波路の反対側から出力され、共鳴するときは、もう一方の導波路の片端から出力される。図17の回路の3種類の等価回路を図18(A),(B),(C)に第1、第2、第3の回路として示す。図18では光が通る部分を黒で示す。   On the other hand, in the case of a structure in which a ring resonator is sandwiched between two waveguides, when there is no resonance, the input light is output from the opposite side of the same waveguide, and when it resonates, Output from one end. Three types of equivalent circuits of the circuit of FIG. 17 are shown as first, second, and third circuits in FIGS. 18 (A), (B), and (C). In FIG. 18, the portion through which light passes is shown in black.

図18(A)に示す第1の回路は、リング共振器73,74がオンのとき、導波路71のポートP1から入力された光を導波路72のポートP4から出力し、リング共振器73,74がオフのとき導波路71のポートP2から出力する。   In the first circuit shown in FIG. 18A, when the ring resonators 73 and 74 are on, the light input from the port P 1 of the waveguide 71 is output from the port P 4 of the waveguide 72, and the ring resonator 73. , 74 are output from the port P2 of the waveguide 71 when they are off.

図18(B)に示す第2の回路は、共振器73のオン、オフにかかわらず、導波路71のポートP1から入力された光を導波路71のポートP2から出力する。ただし、共振器73のオンのときの出力光の位相はオフの時に比べπだけずれている。   The second circuit shown in FIG. 18B outputs light input from the port P1 of the waveguide 71 from the port P2 of the waveguide 71 regardless of whether the resonator 73 is on or off. However, the phase of the output light when the resonator 73 is on is shifted by π compared to when it is off.

図18(C)に示す第3の回路は、共振器74のオン、オフにかかわらず、導波路72のポートP3から入力された光を導波路72のポートP4から出力する。ただし、共振器74のオンのときの出力光の位相はオフの時に比べπだけずれている。   The third circuit shown in FIG. 18C outputs light input from the port P3 of the waveguide 72 from the port P4 of the waveguide 72 regardless of whether the resonator 74 is on or off. However, the phase of the output light when the resonator 74 is on is shifted by π compared to when it is off.

これにより、図8に示す回路動作は、図19のように書き換えられる。図19では図8と異なり、ポートP4から出力Qとその反転信号Qバーとデータ信号の一部が出力される。そのため、第1、第2実施形態におけるポートP4からの出力と同様の結果を得るためには、以下のような素子を付加する必要がある。   Thereby, the circuit operation shown in FIG. 8 is rewritten as shown in FIG. In FIG. 19, unlike FIG. 8, the output Q, its inverted signal Q bar, and a part of the data signal are output from the port P4. Therefore, in order to obtain the same result as the output from the port P4 in the first and second embodiments, it is necessary to add the following elements.

まず出力Q及びその反転信号Qバーとデータ信号の波長が異なることを利用して、波長フィルタを後段に接続して、それぞれを分離する。次に、ポートP3から入力された光がポートP4から出力される間に生じる位相が出力Q及びその反転信号Qバーの間でπだけずれていることを利用して、ポートP3への入力光とポートP4からの出力光の干渉系を付加することにより、出力Qまたは反転信号Qバーを選択的に抽出する。または、非特許文献1に記載のように、共振器のQ値と共振器の中の光損失をつりあわせることにより、共鳴するときに光を出力させない設定とし、出力Qの信号を出力させないこともできる。   First, utilizing the fact that the wavelengths of the output Q and its inverted signal Q bar and the data signal are different, a wavelength filter is connected to the subsequent stage to separate them. Next, using the fact that the phase generated while the light input from the port P3 is output from the port P4 is shifted by π between the output Q and its inverted signal Q bar, the input light to the port P3 is used. And an output light interference system from the port P4 are added to selectively extract the output Q or the inverted signal Q bar. Alternatively, as described in Non-Patent Document 1, by setting the Q value of the resonator and the optical loss in the resonator, it is set not to output light when resonating, and the signal of output Q is not output. You can also.

出力Qとその反転信号Qバーの位相の違いを利用すれば更に複雑な演算が可能となる。例えば、ポートP3からの入力が時間軸に対し位相情報を保ったままのパルスで構成されている場合、同一周波数の連続光CWと干渉させることにより、出力Qとの干渉は互いに強めあい、反転信号Qバーとの干渉は互いに弱めあうことができる。   If the difference in phase between the output Q and the inverted signal Q bar is used, more complicated calculation can be performed. For example, when the input from the port P3 is composed of pulses with phase information maintained with respect to the time axis, interference with the output Q is intensified and inverted by causing interference with the continuous light CW of the same frequency. Interference with the signal Q bar can be weakened together.

連続光を双安定スイッチのバイアス光とし、強め合うときの光で双安定スイッチの状態を双安定オンにし、弱めあうときの光で双安定オフに切り替えれば、クロックに同期したDATAと同一時間幅の信号を取り出すことができる。つまり、クロックから少しずれたNRZデータ信号を、クロックに同期したNRZデータ信号に修正することができる。   If continuous light is used as the bias light of the bistable switch, the state of the bistable switch is bistable on with the light when strengthening, and bistable off with the light when weakening, the same time width as DATA synchronized to the clock Can be extracted. That is, an NRZ data signal slightly deviated from the clock can be corrected to an NRZ data signal synchronized with the clock.

このように、単純な光機能素子を容易に効率よく接続することができ、より複雑な光論理回路を構成することが可能となる。これにより、光パルス列を一時的に記憶し、デジタル信号処理を可能とする光回路を提供することができる。また、光パルス信号列に対し、各ポートから入力される信号の順番に応じて異なる出力特性を示す光論理回路を提供することができる。   Thus, simple optical functional elements can be easily and efficiently connected, and a more complex optical logic circuit can be configured. Thereby, it is possible to provide an optical circuit that temporarily stores an optical pulse train and enables digital signal processing. Further, it is possible to provide an optical logic circuit that exhibits different output characteristics depending on the order of signals input from each port with respect to the optical pulse signal train.

なお、共振器32,63,73が請求項記載の第1の共振器に相当し、導波路30,31,61,62,64,71が第1の導波路に相当し、共振器35,66,74が第2の共振器に相当し、導波路33,34,67〜69,72が第2の導波路に相当し、導波路65が第3の導波路に相当する。   The resonators 32, 63, 73 correspond to the first resonator described in the claims, the waveguides 30, 31, 61, 62, 64, 71 correspond to the first waveguide, and the resonators 35, 66 and 74 correspond to the second resonator, the waveguides 33, 34, 67 to 69 and 72 correspond to the second waveguide, and the waveguide 65 corresponds to the third waveguide.

共振器と導波路の結合系の一例の構成図である。It is a block diagram of an example of the coupling system of a resonator and a waveguide. 本発明の原理構成図である。It is a principle block diagram of this invention. 本発明の原理構成図である。It is a principle block diagram of this invention. 本発明の第1実施形態の構成図である。It is a block diagram of 1st Embodiment of this invention. 図4の回路の等価回路図である。FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the circuit of FIG. 4. 各共鳴周波数の光入力と光出力のタイミングを示す図である。It is a figure which shows the timing of the light input and light output of each resonance frequency. 各タイミングにおける各等価回路の双安定状態を示す図である。It is a figure which shows the bistable state of each equivalent circuit in each timing. 図4の回路動作を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the circuit operation of FIG. 4. 三角格子空気穴2次元スラブフォトニック結晶に構成した光論理回路の第2実施形態の構成図である。It is a block diagram of 2nd Embodiment of the optical logic circuit comprised in the triangular lattice air hole two-dimensional slab photonic crystal. 図9の共振器と導波路の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of the resonator and the waveguide of FIG. 9. 共振器の波長スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the wavelength spectrum of a resonator. 入射光電界振幅を変化させたときの出力光磁界強度の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of output optical magnetic field intensity when changing incident light electric field amplitude. 図8に示す動作の計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of the operation | movement shown in FIG. ポートP4から出力されるパルスの時間応答を示す図である。It is a figure which shows the time response of the pulse output from port P4. 共振器が導波路で連結された構造の論理回路の構成図である。It is a block diagram of the logic circuit of the structure where the resonator was connected by the waveguide. 図15(B)に示す論理回路の等価回路図である。FIG. 16 is an equivalent circuit diagram of the logic circuit shown in FIG. 導波路とリング共振器で構成される論理回路の構成図である。It is a block diagram of the logic circuit comprised by a waveguide and a ring resonator. 図17に示す回路の等価回路図である。FIG. 18 is an equivalent circuit diagram of the circuit shown in FIG. 17. 図17の回路動作を説明するための図である。FIG. 18 is a diagram for explaining the circuit operation of FIG. 17.

符号の説明Explanation of symbols

30,31,33,34,61,62,64〜67,68,69,71,72 導波路
32,35,63,66 共振器
40 フォトニック結晶
41 スラブ
42 空気孔
71,72 リング共振器
30, 31, 33, 34, 61, 62, 64 to 67, 68, 69, 71, 72 Waveguide 32, 35, 63, 66 Resonator 40 Photonic crystal 41 Slab 42 Air hole 71, 72 Ring resonator

Claims (9)

複数の共振器と、
前記複数の共振器に結合する複数の導波路からなる光論理回路であって、
前記複数の共振器は、少なくとも1つの同一共鳴周波数を有することを特徴とする光論理回路。
A plurality of resonators;
An optical logic circuit comprising a plurality of waveguides coupled to the plurality of resonators,
The plurality of resonators have at least one identical resonance frequency.
請求項1記載の光論理回路において、
第1の共鳴周波数と第2の共鳴周波数を持つ第1の共振器と、
前記第1の共振器に結合する第1の導波路と、
前記第1の共鳴周波数と第3の共鳴周波数を持ち前記第1の共鳴周波数の共鳴モードで前記第1の共振器と結合する第2の共振器と、
前記第2の共振器に結合する第2の導波路を有し構成したことを特徴とする光論理回路。
The optical logic circuit according to claim 1,
A first resonator having a first resonance frequency and a second resonance frequency;
A first waveguide coupled to the first resonator;
A second resonator having the first and third resonance frequencies and coupled to the first resonator in a resonance mode of the first resonance frequency;
An optical logic circuit comprising a second waveguide coupled to the second resonator.
請求項2記載の光論理回路において、
前記第1の共振器は、第2の共鳴周波数の光の入力、または、第1の共鳴周波数の光と第2の共鳴周波数の光の入力によりオンし、
前記第2の共振器は、第1の共振器のオン及び第3の共鳴周波数の光の入力によりオンするよう構成したことを特徴とする光論理回路。
The optical logic circuit according to claim 2, wherein
The first resonator is turned on by input of light having a second resonance frequency, or input of light having a first resonance frequency and light having a second resonance frequency,
The optical logic circuit, wherein the second resonator is configured to be turned on when the first resonator is turned on and light having a third resonance frequency is input.
請求項2または3記載の光論理回路において、
前記第1、第2の共振器及び前記第1、第2の導波路は、フォトニック結晶上に形成され、
前記第1の導波路は、前記第1、第2、第3の共鳴周波数を通し、
前記第2の導波路は、前記第3の共鳴周波数のみを通すことを特徴とする光論理回路。
The optical logic circuit according to claim 2 or 3,
The first and second resonators and the first and second waveguides are formed on a photonic crystal,
The first waveguide passes the first, second, and third resonance frequencies,
The optical logic circuit, wherein the second waveguide passes only the third resonance frequency.
請求項1記載の光論理回路において、
第1の共鳴周波数と第2の共鳴周波数を持つ第1の共振器と、
前記第1の共振器に結合する複数の第1の導波路と、
前記第1の共鳴周波数と前記第2の共鳴周波数を持つ第2の共振器と、
前記第2の共振器に結合する複数の第2の導波路と、
前記第1、第2の共振器の間に設けられ前記第1の共鳴周波数を通過し、かつ、前記第2の共鳴周波数を遮断するフィルタ手段を有し構成したことを特徴とする光論理回路。
The optical logic circuit according to claim 1,
A first resonator having a first resonance frequency and a second resonance frequency;
A plurality of first waveguides coupled to the first resonator;
A second resonator having the first resonance frequency and the second resonance frequency;
A plurality of second waveguides coupled to the second resonator;
An optical logic circuit comprising filter means which is provided between the first and second resonators and which passes the first resonance frequency and cuts off the second resonance frequency. .
請求項5記載の光論理回路において、
前記第1、第2の共振器及び前記第1、第2の導波路及びフィルタ手段は、フォトニック結晶上に形成され、
前記フィルタ手段は、フィルタ特性を持つ第3の導波路であることを特徴とする光論理回路。
The optical logic circuit according to claim 5, wherein
The first and second resonators and the first and second waveguides and filter means are formed on a photonic crystal,
The optical logic circuit, wherein the filter means is a third waveguide having a filter characteristic.
請求項6記載の光論理回路において、
前記複数の第1の導波路の一部と前記複数の第2の導波路の一部と前記第3の導波路は、前記第1の共鳴周波数を通過し、かつ、前記第2の共鳴周波数を遮断し、
前記複数の第1の導波路の残りと前記複数の第2の導波路の残りは、前記第2の共鳴周波数を通過し、かつ、前記第1の共鳴周波数を遮断することを特徴とする光論理回路。
The optical logic circuit according to claim 6, wherein
A part of the plurality of first waveguides, a part of the plurality of second waveguides, and the third waveguide pass through the first resonance frequency, and the second resonance frequency. Shut off
The remainder of the plurality of first waveguides and the remainder of the plurality of second waveguides pass through the second resonance frequency and block the first resonance frequency. Logic circuit.
請求項5乃至7のいずれか1項記載の光論理回路において、
前記第3の導波路は、前記第1の共振器と前記第2の共振器の間で前記第1の共鳴周波数の光が干渉を起こさない導波路長に設定されていることを特徴とする光論理回路。
The optical logic circuit according to any one of claims 5 to 7,
The third waveguide is set to a waveguide length that does not cause interference of light of the first resonance frequency between the first resonator and the second resonator. Optical logic circuit.
請求項2記載の光論理回路において、
前記第1、第2の共振器は、リング共振器またはディスク共振器であることを特徴とする光論理回路。
The optical logic circuit according to claim 2, wherein
The optical logic circuit, wherein the first and second resonators are ring resonators or disk resonators.
JP2005091512A 2005-03-28 2005-03-28 Optical logic circuit Expired - Fee Related JP4470782B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005091512A JP4470782B2 (en) 2005-03-28 2005-03-28 Optical logic circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005091512A JP4470782B2 (en) 2005-03-28 2005-03-28 Optical logic circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006276184A true JP2006276184A (en) 2006-10-12
JP4470782B2 JP4470782B2 (en) 2010-06-02

Family

ID=37211056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005091512A Expired - Fee Related JP4470782B2 (en) 2005-03-28 2005-03-28 Optical logic circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4470782B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006208754A (en) * 2005-01-28 2006-08-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical switch
WO2009001102A1 (en) * 2007-06-28 2008-12-31 University Of Bristol All-optical data signal processing device
JP2009044266A (en) * 2007-08-06 2009-02-26 National Institute For Materials Science Optical parallel computing element

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60123102A (en) * 1983-12-06 1985-07-01 Nec Corp Extra-high frequency filter
JPS63281104A (en) * 1987-05-14 1988-11-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical ring filter
JPH05323390A (en) * 1992-05-20 1993-12-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Frequency multiplex type optical switch and frequency multiplex type optical switch matrix
JPH0772517A (en) * 1993-07-21 1995-03-17 Samsung Electron Co Ltd Optical processor
JPH0992914A (en) * 1995-09-22 1997-04-04 Furukawa Electric Co Ltd:The Optical fiber ring laser
JP2000298215A (en) * 1999-02-09 2000-10-24 Kanagawa Acad Of Sci & Technol OPTICAL WAVEGUIDE TYPE WAVELENGTH FILTER WITH RING RESONATOR AND 1xN OPTICAL WAVEGUIDE TYPE WAVELENGTH FILTER
JP2001521181A (en) * 1997-10-23 2001-11-06 コーニング インコーポレイテッド Nonlinear optical loop mirror using adiabatic pulse compression
JP2002174745A (en) * 2000-12-07 2002-06-21 Kanagawa Acad Of Sci & Technol Optical integrated circuit and its manufacturing method
JP2004004871A (en) * 2002-05-31 2004-01-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method of temporarily adjusting refractive index of ring resonator by using precise laser micromachining
JP2004212416A (en) * 2002-12-26 2004-07-29 Japan Science & Technology Agency Electromagnetic wave frequency filter
JP2004279982A (en) * 2003-03-18 2004-10-07 Japan Science & Technology Agency Central wavelength control method for serially connected ring resonator wavelength filter, and manufacturing method of non-blocking tunable wavelength filter
JP2005181950A (en) * 2003-11-25 2005-07-07 Ricoh Co Ltd Optical control element
JP2005274927A (en) * 2004-03-24 2005-10-06 Furukawa Electric Co Ltd:The Photonic crystal device
JP2006234964A (en) * 2005-02-22 2006-09-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical resonator element, optical memory using the same, and optical switch

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60123102A (en) * 1983-12-06 1985-07-01 Nec Corp Extra-high frequency filter
JPS63281104A (en) * 1987-05-14 1988-11-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical ring filter
JPH05323390A (en) * 1992-05-20 1993-12-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Frequency multiplex type optical switch and frequency multiplex type optical switch matrix
JPH0772517A (en) * 1993-07-21 1995-03-17 Samsung Electron Co Ltd Optical processor
JPH0992914A (en) * 1995-09-22 1997-04-04 Furukawa Electric Co Ltd:The Optical fiber ring laser
JP2001521181A (en) * 1997-10-23 2001-11-06 コーニング インコーポレイテッド Nonlinear optical loop mirror using adiabatic pulse compression
JP2000298215A (en) * 1999-02-09 2000-10-24 Kanagawa Acad Of Sci & Technol OPTICAL WAVEGUIDE TYPE WAVELENGTH FILTER WITH RING RESONATOR AND 1xN OPTICAL WAVEGUIDE TYPE WAVELENGTH FILTER
JP2002174745A (en) * 2000-12-07 2002-06-21 Kanagawa Acad Of Sci & Technol Optical integrated circuit and its manufacturing method
JP2004004871A (en) * 2002-05-31 2004-01-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method of temporarily adjusting refractive index of ring resonator by using precise laser micromachining
JP2004212416A (en) * 2002-12-26 2004-07-29 Japan Science & Technology Agency Electromagnetic wave frequency filter
JP2004279982A (en) * 2003-03-18 2004-10-07 Japan Science & Technology Agency Central wavelength control method for serially connected ring resonator wavelength filter, and manufacturing method of non-blocking tunable wavelength filter
JP2005181950A (en) * 2003-11-25 2005-07-07 Ricoh Co Ltd Optical control element
JP2005274927A (en) * 2004-03-24 2005-10-06 Furukawa Electric Co Ltd:The Photonic crystal device
JP2006234964A (en) * 2005-02-22 2006-09-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical resonator element, optical memory using the same, and optical switch

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006208754A (en) * 2005-01-28 2006-08-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical switch
JP4537218B2 (en) * 2005-01-28 2010-09-01 日本電信電話株式会社 Light switch
WO2009001102A1 (en) * 2007-06-28 2008-12-31 University Of Bristol All-optical data signal processing device
JP2009044266A (en) * 2007-08-06 2009-02-26 National Institute For Materials Science Optical parallel computing element

Also Published As

Publication number Publication date
JP4470782B2 (en) 2010-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ramezani et al. Unidirectional spectral singularities
JP4777663B2 (en) Optical isolator
US10372014B1 (en) Coupled resonator photon-pair sources
JP4685947B2 (en) All optical memory latch
CN101520588B (en) All-optical memory latch
CN101162279A (en) Single-mode photon crystal polarization beam splitter
JP4470782B2 (en) Optical logic circuit
JP5196412B2 (en) Optical circuit component and optical element
JP2006234964A (en) Optical resonator element, optical memory using the same, and optical switch
JP6097122B2 (en) Optical flip-flop circuit
JP4449652B2 (en) Optical switch circuit
JP4817723B2 (en) Optical flip-flop circuit
Hui et al. Reconfigurable optical switch based on thermally controlled EIT-like effect
Dingel Novel resonance manipulation method in coupled resonators using “coupling structure technique” for Quantum coherence effect and optical communication applications
JPH0277031A (en) Optical functional element
JP2006030295A (en) Optical switch

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070126

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091117

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100108

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100209

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100222

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130312

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4470782

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees