JP2010526322A - 光スイッチ及び光スイッチを使用した論理ゲート - Google Patents
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- H04Q2213/1301—Optical transmission, optical switches
Abstract
Description
以下の関連出願が参照されており、それらの開示はすべて参照により本明細書に組み込まれている。
2007年4月12日出願の「LIGHT ACTIVATED OPTICAL SWITCH THAT INCLUDES A PIEZOELECTRIC ELEMENT AND A CONDUCTIVE LAYER(圧電素子及び導電層を備えた光活性化光スイッチ)」という名称の米国特許出願第11/734750号、
2007年4月12日出願の「LOGIC GATES FOR OPTICAL SIGNALS(光信号のための論理ゲート)」という名称の米国仮特許出願第60/911469号、及び
米国特許第7283698号の継続出願である2007年10月15日出願の米国特許出願第11/974483号。
2007年4月12日出願の「LIGHT ACTIVATED OPTICAL SWITCH THAT INCLUDES A PIEZOELECTRIC ELEMENT WITH LAYERS OF PIEZOELECTRIC MATERIAL HAVING DIFFERENT PIEZOELECTRIC CHARACTERISTICS(異なる圧電特性を有する圧電材料の層を備えた圧電素子を備えた光活性化光スイッチ)」という名称の米国特許出願第11/734747号、
2007年4月12日出願の「LIGHT ACTIVATED OPTICAL SWITCH THAT INCLUDES A PIEZOELECTRIC ELEMENT AND A CONDUCTIVE LAYER(圧電素子及び導電層を備えた光活性化光スイッチ)」という名称の米国特許出願第11/734750号、及び
2007年4月12日出願の「LOGIC GATES FOR OPTICAL SIGNALS(光信号のための論理ゲート)」という名称の米国仮特許出願第60/911469号。
米国特許第6,594,411号、同第4,961,618号、同第5,414,789号、同第2,936,380号、同第3,680,080号、同第3,965,388号、同第3,995,311号、同第4,023,887号、同第4,128,300号、同第4,262,992号、同第4,689,793号、同第4,764,889号、同第4,978,842号、同第5,078,464号、同第5,109,156号、同第5,146,078号、同第5,168,382号、同第6,005,791号、同第6,609,840号、同第7,263,262号、同第3,987,310号、同第4,053,794号、同第6,757,459号、同第6,804,427号、同第6,320,994号、同第6,487,333号、同第6,178,033号、同第5,425,115号、同第6,075,512号、同第6,697,548号、同第6,594,411号、同第5,703,975号、同第6,320,994号、同第5,134,946号、同第7,283,695号、同第5,414,789号、同第4,961,618号、同第2,936,380号、同第3,680,080号、同第3,965,388号、同第3,995,311号、同第4,023,887号、同第4,128,300号、同第3,995,311号、同第4,023,887号、同第4,128,300号、同第4,262,992号、同第4,689,793号、同第4,764,889号、同第4,961,618号、同第4,978,842号、同第5,078,464号、同第5,109,156号、同第5,146,078号、同第5,168,382号、同第6,005,791号、同第6,609,840号、同第7,263,262号、同第6,151,428号、同第5,999,284号、同第5,315,422号、同第5,144,375号、同第5,101,456号、同第4,932,739号、同第4,701,030号、同第4,630,898号、同第3,987,310及び4,053,794号、及び
米国特許出願公告第2005/0129351号、同第2006/0045407号、同第2004/0091201号及び同第2004/0037708号、及び
Alexei Grigorievらの「Subnanosecond piezoelectric x−ray switch(サブナノ秒圧電x−線スイッチ)」(Applied Physics Letters89、021109、2006年)
を表しているものと思われる。
可変断面積を有する光通路と、
光通路に結合された活性化光応答型圧電素子であって、入射する活性化光に応答してその形状が変化するように動作する活性化光応答型圧電素子と、
圧電素子に動作結合された、圧電素子の活性化光応答性を改善するための導電素子と
を備えた光スイッチであって、活性化光応答型圧電素子が光通路に結合され、活性化光応答型圧電素子が、圧電素子の形状の変化により光通路の可変断面積を十分に変化させ、光通路に沿った光の通過を制御するように動作する光スイッチが提供される。
圧電素子は、異なる圧電特性を有する圧電材料の少なくとも2つの層を備えていることが好ましい。
導電素子は、圧電素子の2つの層の間に配置されることが好ましい。
可変断面積を有する光通路と、
光通路に結合された活性化光応答型圧電素子であって、入射する活性化光に応答してその形状が変化するように動作する活性化光応答型圧電素子と
を備える光スイッチであって、活性化光応答型圧電素子が、異なる圧電特性を有する圧電材料の少なくとも2つの層を備え、圧電素子が光通路に関連付けられ、圧電素子の形状の変化によって光通路の可変断面積を十分に変化させ、光通路に沿った光の通過が制御されるように動作する光スイッチが提供される。
可変断面積を有する信号光通路と、
光通路に結合された活性化光応答型圧電素子であって、入射する活性化光に応答してその形状が変化するように動作する活性化光応答型圧電素子と
を備えており、活性化光応答型圧電素子は光通路に関連付けられ、活性化光応答型圧電素子は、圧電素子の形状の変化によって光の可変断面積を十分に変化させ、光通路に沿った信号光の通過が制御されるように動作する。
信号光は、活性化光の波長の約2倍の波長を有することが好ましい。
本発明の好ましい実施形態によれば、更に、ノット機能を提供する論理ゲートが提供され、少なくとも1つの光スイッチは単一の光スイッチを備えており、信号光は活性化光の波長の約2倍の波長を有している。
信号光を受け取る第1及び第2の論理入力と、
第1の論理入力で受け取った信号光の第1の部分を受け取る第1の光通路と、
第1の論理入力で受け取った信号光の第2の部分を受け取る第2の光通路と、
第2の論理入力で受け取った信号光の第1の部分を受け取る第3の光通路と、
第2の論理入力で受け取った信号光の第2の部分を受け取る第4の光通路と、
第2の光通路に沿った光の波長を活性化光の波長まで短くするように動作する第1の波長修正器と、
第4の光通路に沿った光の波長を活性化光の波長まで短くするように動作する第2の波長修正器と、
第2の光通路に沿った光の位相を活性化光の位相に整合させるように動作する第1の位相整合器と、
第4の光通路に沿った光の位相を活性化光に整合させる第2の位相整合器と、
第2の光通路に沿って波長が短くされ位相整合された光と第4の光通路に沿って波長が短くされ位相整合された光とを互いに180度だけ位相外れにするように動作する光移相器と、
を備え、第1及び第3の光通路に沿った光が、光スイッチへの信号光入力として供給され、
第2及び第4の光通路に沿って波長が短くされ位相整合された光が、追加の活性化光と共に活性化光として光スイッチに供給される。
信号光入力を受け取る第1及び第2の論理入力と、
第1の入力の信号光の波長を活性化光の波長まで短くするように動作する第1の波長修正器と、
第2の入力の信号光の波長を活性化光の波長まで短くするように動作する第2の波長修正器と、
第1の光スイッチからの信号光の波長を短くするように動作する第3の波長修正器と、
第1の波長修正器からの光の一部を第1の光吸収器に供給する第1の光通路と、
第1の波長修正器からの光の一部を第1の光スイッチに供給する第2の光通路と、
第2の波長修正器からの光の一部を第2の光吸収器に供給する第3の光通路と、
第2の波長修正器からの光の一部を第1の光スイッチに供給する第4の光通路と、
第1の光スイッチからの信号光を第3の波長修正器に供給する第5の光通路と、
第3の波長修正器からの光波長修正光を活性化光として第2の光スイッチに供給する第6の光通路と
を備えている。
信号光入力を受け取る第1及び第2の論理入力と、
第1の光入力に沿った光の波長を活性化光の波長まで短くするように動作する第1の波長修正器と、
第2の光入力に沿った光の波長を活性化光の波長まで短くするように動作する第2の波長修正器と、
第1の波長修正器からの波長修正光の位相を駆動光の位相に整合させるように動作する第1の位相整合器と、
第2の波長修正器からの光の位相を駆動光の位相に整合させるように動作する第2の位相整合器と、
第1の位相整合器からの光の一部を第1の光吸収器に供給する第1の光通路と、
第2の位相整合器からの光の一部を第2の光吸収器に供給する第2の光通路と、
第1の光移相器と、
第2の光移相器と、
第1の位相整合器からの光の一部を第1の光移相器に供給し、それにより第1の位相整合器からの光を活性化光に対して位相外れにする第3の光通路と、
第2の位相整合器からの光の一部を第2の光移相器に供給し、それにより第1の位相整合器からの光を供給活性化光に対して位相外れにする第4の光通路と、
第1の光移相器からの光を光スイッチに供給する第5の光通路と、
第2の光移相器からの光を光スイッチに供給する第6の光通路と
を備え、光スイッチは、第5及び第6の光通路から活性化光及び信号光を受け取る。
信号光入力を受け取る第1及び第2の論理入力と、
第1の光入力に沿った光の波長を活性化光の波長まで短くするように動作する第1の波長修正器と、
第2の光入力に沿った光の波長を活性化光の波長まで短くするように動作する第2の波長修正器と、
第1及び第2の波長修正器からの波長修正光を供給する第1及び第2の光通路と、
第1の波長修正器及び第2の波長修正器からそれぞれ第1及び第2の光通路を介して光を受け取る光出力制限器であって、第1の波長修正器及び第2の波長修正器からの光出力を所定の光出力レベルに維持するように動作する光出力制限器と、
光出力制限器からの光出力制限光を第1の光スイッチに供給する第3の光通路と、
第1の光スイッチから信号光を受け取る第3の波長修正器であって、光の波長を活性化光の波長まで短くするように動作する第3の波長修正器と、
第3の波長修正器からの光を第2の光スイッチに供給する第4の光通路と
を備える。
信号光を受け取る第1及び第2の論理入力と、
第1の論理入力で受け取った信号光の第1の部分を受け取る第1の光通路と、
第1の論理入力で受け取った信号光の第2の部分を受け取る第2の光通路と、
第2の論理入力で受け取った信号光の第1の部分を受け取る第3の光通路と、
第2の論理入力で受け取った信号光の第2の部分を受け取る第4の光通路と、
第2の光通路に沿った光の波長を活性化光の波長まで短くするように動作する第1の波長修正器と、
第4の光通路に沿った光の波長を活性化光の波長まで短くするように動作する第2の波長修正器と、
第1の波長修正器からの波長修正光を第2の波長修正器からの光に対して180度だけ位相外れにするように動作する光移相器と
を備えており、光スイッチは、第1及び第3の光通路、第2の波長修正器及び光移相器から光を受け取る。
また、本発明の好ましい実施形態によれば、
信号光を誘導するように構成された信号チャネルと、
信号チャネルに隣接する圧電素子と、
圧電素子に隣接する導電層と
を備え、圧電素子に活性化光を印加することによって信号チャネルを通る信号光の通過が制御され、圧電素子に印加される電界が活性化光に応答して導電層によって強められる光スイッチが提供される。
本発明の好ましい実施形態によれば、圧電素子に活性化光を印加し、信号光が信号チャネルを通過することができないように圧電素子の形状を変化させる。
圧電素子はチャンバの一部を形成していることが好ましい。
本発明の好ましい実施形態によれば、圧電素子は、異なる圧電特性を有する少なくとも2つの層を備えている。
本発明の好ましい実施形態によれば、更に、光スイッチを動作させるための方法であって、
圧電素子及び圧電素子に隣接する少なくとも1つの導電層を備えた光スイッチに信号光を印加するステップと、
光スイッチの状態を変化させるために圧電素子に活性化光を印加するステップと
を含み、圧電素子に印加される電界が、印加される活性化光に応答して導電層によって強められる方法が提供される。
活性化光を印加するステップには、互いに位相が外れた2つの光信号を圧電素子に印加するステップと、これらの光信号のうちの一方を除去し、他方の光信号を活性化光として残すステップが含まれていることが好ましい。
少なくとも1つの導電層に隣接する圧電素子に隣接する信号チャネルに信号光を印加するステップと、
圧電素子に活性化光を印加して、信号光の信号チャネルの通過を阻止するように圧電素子の形状を変化させるステップと
を含み、圧電素子に印加される電界が、印加される活性化光に応答して導電層によって強められる方法が提供される。
信号光を誘導するように構成された信号チャネルと、
信号チャネルに隣接する圧電素子と、
圧電素子に隣接する導電層と、
圧電素子に活性化光を印加し、信号光の信号チャネルの通過が阻止されるように圧電素子の形状を変化させる手段と
を備え、圧電素子に印加される電界が、印加される活性化光に応答して導電層によって強められる光スイッチが提供される。
圧電素子を備えた光スイッチに信号光を印加するステップであって、圧電素子が、異なる圧電特性を有する圧電材料の少なくとも2つの層を備えるステップと、
光スイッチの状態を変化させるように圧電素子に活性化光を印加するステップと
を含む方法が提供される。
圧電素子の形状を変化させることによって光スイッチの信号チャネルの寸法を変化させることが好ましい。
また、
信号光を誘導するように構成された信号チャネルと、
信号チャネルに隣接する圧電素子であって、異なる圧電特性を有する圧電材料の少なくとも2つの層を備えた圧電素子と
を備え、圧電素子に活性化光を印加することによって信号チャネルを通る信号光の通過が制御される光スイッチが提供される。
また、光スイッチを動作させるための方法であって、
信号チャネルに信号光を印加するステップであって、信号チャネルが、異なる圧電特性を有する圧電材料の少なくとも2つの層を有する圧電素子に隣接するステップと、
圧電素子に活性化光を印加して、信号光の信号チャネルの通過が阻止されるように圧電素子の形状を変化させるステップと
を含む方法が提供される。
信号光を誘導するように構成された信号チャネルと、
信号チャネルに隣接する圧電素子であって、異なる圧電特性を有する少なくとも2つの異なる層を備えた圧電素子と、
圧電素子に活性化光を印加して、信号光の信号チャネルの通過が阻止されるように圧電素子の形状を変化させる手段と
を備えた光スイッチが提供される。
Kは、チャネルの壁を構成している材料に対する定数であり、Kの値は、鉛の場合、821.3である。一つの実施形態では、光スイッチの1つの壁だけがほぼ鉛でできているので、光スイッチは正確に図3のグラフに従うことはできないが、このグラフは説明を目的として示されているにすぎない。それより小さい場合、式の中の「a」は導波路の辺の長さである。考察中の信号の周波数(f)は、チャネル内の遮断周波数(f0)に対する比率で表される。この式は、TE0、1モードの波の伝搬に対するものである。一つの実施形態では、導波路のサイズは、このTE0、1モードが唯一の可能モードであるように選択される。この関係は、所与の信号に対して導波路寸法を収縮させるように研究されているため、減衰は信号チャネルのサイズが収縮するにつれて大きくなり、遮断周波数に近づくにつれて無限に向かって進行する。この式は、1943年にMcGraw−Hill Book Company社が出版した、フレデリック・ターマン著「無線技術者ハンドブック」の263頁に記載されている。
したがって、本発明は、光スイッチを活性化させるための光を提供するために、2つの入力信号の波長が直ちに短縮されて分割される論理アンドゲートを提供する。また、第2の光スイッチに供給されるデータ波長信号を送信するゲートの両方の入力にデータ信号が入力されると、波長が短縮された光によってスイッチが駆動される論理アンドゲートが提供される。出力信号の波長は、2つの入力がゲートの2つのデータポートに入射した場合にのみ論理アンドゲートからデータ信号が出力されることを保証し、それによって論理アンドゲートの要件を満足する、第2の光スイッチのための駆動信号になるように増大される。
次に、代替の論理オアゲート800の概略図である図24を参照する。伝送路802、804は、ゲートに入射する光ディジタル信号A及びBを提供する光チャネル即ちファイバである。これらの信号は1500nmの光信号である。伝送路806、807は、論理オアゲートの機能のための1500nmの光のソースである。
Claims (71)
- 可変断面積を有する光通路と、
前記光通路に関連付けられた活性化光応答型圧電素子であって、入射する活性化光に応答してその形状が変化するように動作する活性化光応答型圧電素子と、
前記圧電素子に動作的に関連付けられ、前記活性化光応答型圧電素子の活性化光応答性を改善するための導電素子と
を備え、前記活性化光応答型圧電素子が前記光通路関連付けられ、前記活性化光応答型圧電素子が、該圧電素子の形状の変化により前記光通路の前記可変断面積を十分に変化させ、前記光通路に沿った光の通過を制御するように動作する光スイッチ。 - 前記光通路、前記圧電素子及び前記導電素子が、第1の範囲の閾値レベル内の活性化光が前記圧電素子に入射すると、第1の範囲の波長の光の前記光通路の通過が阻止され、前記第1の範囲の閾値レベルの範囲外である第2の範囲の閾値レベル内の活性化光が前記圧電素子に入射すると、第1の範囲の波長の光の前記光通路の通過が許容されるように構成されて動作する、請求項1に記載の光スイッチ。
- 前記導電素子が、前記圧電素子の表面に沿って広がる導電材料の層を備える、請求項1又は請求項2に記載の光スイッチ。
- 前記圧電素子が、異なる圧電特性を有する圧電材料の少なくとも2つの層を備える、請求項1〜3のうちのいずれか1つに記載の光スイッチ。
- 圧電材料の前記少なくとも2つの層が、異なる結晶配向を有する、請求項4に記載の光スイッチ。
- 前記導電素子が前記圧電素子の2つの層の間に配置される、請求項4又は5に記載の光スイッチ。
- 前記活性化光及び信号光を前記光通路に導くように動作する光結合器を更に備え、前記活性化光の少なくとも1つの特性が、前記信号光に前記通路を通過させるかどうかを制御する、請求項1〜6のうちのいずれか1つに記載の光スイッチ。
- 可変断面積を有する光通路と、
前記光通路に関連付けられた活性化光応答型圧電素子であって、入射する活性化光に応答してその形状が変化するように動作する活性化光応答型圧電素子と
を備え、前記活性化光応答型圧電素子が、異なる圧電特性を有する圧電材料の少なくとも2つの層を備え、前記圧電素子が前記光通路に関連付けられ、前記圧電素子が、該圧電素子の形状の変化により前記光通路の前記可変断面積を十分に変化させ、前記光通路に沿った光の通過を制御するように動作する光スイッチ。 - 前記光通路及び前記圧電素子が、第1の範囲の閾値レベル内の活性化光が前記圧電素子に入射すると、第1の範囲の波長の光の前記光通路の通過が阻止され、前記第1の範囲の閾値レベルの範囲外である第2の範囲の閾値レベル内の活性化光が前記圧電素子に入射すると、第1の範囲の波長の光の前記光通路の通過が許容されるように構成されて動作する、請求項8に記載の光スイッチ。
- 圧電材料の前記少なくとも2つの層が、異なる結晶配向を有する、請求項8又は9に記載の光スイッチ。
- 前記圧電素子の前記少なくとも2つの層のうちの少なくとも2つが、互いに直角の結晶配向を有する、請求項8〜10のうちのいずれか1つに記載の光スイッチ。
- 前記活性化光及び信号光を前記光通路に導くように動作する光結合器を更に備え、前記活性化光の少なくとも1つの特性が、前記信号光に前記通路を通過させるかどうかを制御する、請求項8〜11のうちのいずれか1つに記載の光スイッチ。
- 光によって駆動される少なくとも1つの光スイッチを備え、ノット機能、アンド機能、オア機能、ナンド機能及びノア機能のうちの少なくとも1つを有する、少なくとも1つのゲートを備えた論理ゲートであって、
前記少なくとも1つの光スイッチが、
可変断面積を有する信号光通路と、
前記光通路に関連付けられた活性化光応答型圧電素子であって、入射する活性化光に応答してその形状が変化するように動作する活性化光応答型圧電素子と
を備え、前記活性化光応答型圧電素子が前記光通路に関連付けられ、前記活性化光応答型圧電素子が、前記圧電素子の形状の変化により、前記光の前記可変断面積を十分に変化させて前記光通路に沿った信号光の通過を制御するように動作する論理ゲート。 - 前記少なくとも1つの光スイッチに前記活性化光を供給する光通路を更に備え、前記光通路が、前記少なくとも1つの光スイッチにディジタル情報を伝達し、前記少なくとも1つの光スイッチからディジタル情報を伝達する信号光を運ぶ、請求項13に記載の論理ゲート。
- 前記信号光が前記活性化光の波長よりも長い波長を有する、請求項14に記載の論理ゲート。
- 前記信号光が前記活性化光の波長の約2倍の波長を有する、請求項14に記載の論理ゲート。
- 前記信号光が1500nmの波長を有し、前記活性化光が約750nmの波長を有する、請求項15に記載の論理ゲート。
- ノット機能を提供し、前記少なくとも1つの光スイッチが単一の光スイッチを備え、前記信号光が前記活性化光の波長の約2倍の波長を有する、請求項14〜17のうちのいずれか1つに記載の論理ゲート。
- アンド機能を提供し、前記少なくとも1つの光スイッチが単一の光スイッチを備え、前記信号光が前記活性化光の波長よりも長い波長を有する、請求項14〜17のうちのいずれか1つに記載の論理ゲートであって、更に、
信号光を受け取る第1及び第2の論理入力と、
前記第1の論理入力で受け取った前記信号光の第1の部分を受け取る第1の光通路と、
前記第1の論理入力で受け取った前記信号光の第2の部分を受け取る第2の光通路と、
前記第2の論理入力で受け取った前記信号光の第1の部分を受け取る第3の光通路と、
前記第2の論理入力で受け取った前記信号光の第2の部分を受け取る第4の光通路と、
前記第2の光通路に沿った光の波長を前記活性化光の波長まで短くするように動作する第1の波長修正器と、
前記第4の光通路に沿った光の波長を前記活性化光の波長まで短くするように動作する第2の波長修正器と、
前記第2の光通路に沿った前記光の位相を前記活性化光の位相に整合させるように動作する第1の位相整合器と、
前記第4の光通路に沿った前記光の位相を前記活性化光に整合させる第2の位相整合器と、
前記第2の光通路に沿って波長が短くされ位相整合された光と前記第4の光通路に沿って波長が短くされ位相整合された光とを互いに180度だけ位相外れにするよう動作する光移相器と、
を備え、前記第1の光通路及び前記第3の光通路に沿った光が、前記光スイッチへの信号光入力として印加され、前記第2の光通路及び前記第4の光通路に沿って波長が短くされ位相整合された光が、追加の活性化光と共に、活性化光として前記光スイッチに供給される論理ゲート。 - ナンド機能を提供し、前記第1の光スイッチが第1の光スイッチ及び第2の光スイッチを備え、前記信号光が前記活性化光の波長より長い波長を有する、請求項14〜17のうちのいずれか1つに記載の論理ゲートであって、更に、
信号光入力を受け取る第1及び第2の論理入力と、
前記第1の入力の信号光の波長を前記活性化光の波長まで短くするように動作する第1の波長修正器と、
前記第2の入力の信号光の波長を前記活性化光の波長まで短くするように動作する第2の波長修正器と、
前記第1の光スイッチからの信号光の波長を短くするように動作する第3の波長修正器と、
前記第1の波長修正器からの前記光の一部を第1の光吸収器に供給する第1の光通路と、
前記第1の波長修正器からの前記光の一部を前記第1の光スイッチに供給する第2の光通路と、
前記第2の波長修正器からの前記光の一部を第2の光吸収器に供給する第3の光通路と、
前記第2の波長修正器からの前記光の一部を前記第1の光スイッチに供給する第4の光通路と、
前記第1の光スイッチからの信号光を前記第3の波長修正器に供給する第5の光通路と、
前記第3の波長修正器からの光波長修正された光を活性化光として前記第2の光スイッチに供給する第6の光通路と
を備えた論理ゲート。 - オア機能を提供し、前記少なくとも1つの光スイッチが単一の光スイッチを備え、前記信号光が前記活性化光の波長よりも長い波長を有する、請求項14〜17のうちのいずれか1つに記載の論理ゲートであって、更に、
信号光入力を受け取る第1及び第2の論理入力と、
前記第1の光入力に沿った光の波長を前記活性化光の波長まで短くするように動作する第1の波長修正器と、
前記第2の光入力に沿った光の波長を前記活性化光の波長まで短くするように動作する第2の波長修正器と、
前記第1の波長修正器からの波長修正された光の位相を活性化光の位相に整合させるように動作する第1の位相整合器と、
前記第2の波長修正器からの光の位相を前記活性化光の位相に整合させるように動作する第2の位相整合器と、
前記第1の位相整合器からの前記光の一部を第1の光吸収器に供給する第1の光通路と、
前記第2の位相整合器からの前記光の一部を第2の光吸収器に供給する第2の光通路と、
第1の光移相器と、
第2の光移相器と、
前記第1の位相整合器からの前記光の一部を前記第1の光移相器に供給し、それにより前記第1の位相整合器からの光を前記活性化光に対して位相外れにする第3の光通路と、
前記第2の位相整合器からの前記光の一部を第2の光移相器に供給し、それにより前記第1の位相整合器からの光を前記供給活性化光に対して位相外れにする第4の光通路と、
前記第1の光移相器からの光を前記光スイッチに供給する第5の光通路と、
前記第2の光移相器からの光を前記光スイッチに供給する第6の光通路と
を備え、前記光スイッチが、前記第5及び第6の光通路から前記活性化光及び信号光を受け取る論理ゲート。 - オア機能を提供し、前記少なくとも1つの光スイッチが第1及び第2の光スイッチを備え、前記信号光が前記活性化光の波長よりも長い波長を有する、請求項14〜17のうちのいずれか1つに記載の論理ゲートであって、更に、
信号光入力を受け取る第1及び第2の論理入力と、
前記第1の光入力に沿った光の波長を前記活性化光の波長まで短くするように動作する第1の波長修正器と、
前記第2の光入力に沿った光の波長を前記活性化光の波長まで短くするように動作する第2の波長修正器と、
前記第1及び第2の波長修正器からの波長修正された光を供給する第1及び第2の光通路と、
前記第1の波長修正器及び第2の波長修正器から前記それぞれの第1及び第2の光通路を介して光を受け取る光出力制限器であって、前記第1の波長修正器及び第2の波長修正器からの光出力を所定の光出力レベルに維持するように動作する光出力制限器と、
前記光出力制限器からの光出力制限された光を前記第1の光スイッチに供給する第3の光通路と、
前記第1の光スイッチから信号光を受け取る第3の波長修正器であって、受け取った光の波長を前記活性化光の波長まで短くするように動作する第3の波長修正器と、
前記第3の波長修正器からの光を前記第2の光スイッチに供給する第4の光通路と
を備えた論理ゲート。 - オア機能を提供し、前記少なくとも1つの光スイッチが単一の光スイッチを備え、前記信号光が前記活性化光の波長よりも長い波長を有する、請求項14〜17のうちのいずれか1つに記載の論理ゲートであって、更に、
信号光を受け取る第1及び第2の論理入力と、
前記第1の論理入力で受け取った前記信号光の第1の部分を受け取る第1の光通路と、
前記第1の論理入力で受け取った前記信号光の第2の部分を受け取る第2の光通路と、
前記第2の論理入力で受け取った前記信号光の第1の部分を受け取る第3の光通路と、
前記第2の論理入力で受け取った前記信号光の第2の部分を受け取る第4の光通路と、
前記第2の光通路に沿った光の波長を前記活性化光の波長まで短くするように動作する第1の波長修正器と、
前記第4の光通路に沿った光の波長を前記活性化光の波長まで短くするように動作する第2の波長修正器と、
前記第1の波長修正器からの波長修正された光を前記第2の波長修正器からの前記光に対して180度だけ位相外れにするように動作する光移相器と
を備え、前記光スイッチが、前記第1及び第3の光通路、前記第2の波長修正器及び前記光移相器から光を受け取る論理ゲート。 - 前記少なくとも1つの光スイッチが、請求項1〜13のうちのいずれか1つに従って構成される、請求項14〜23のうちのいずれか1つに記載の論理ゲート。
- 請求項14〜24のうちのいずれか1つに記載の論理ゲートを備えた論理機能。
- 信号光を誘導するように構成された信号チャネルと、
前記信号チャネルに隣接する圧電素子と、
前記圧電素子に隣接する導電層と
を備えた光スイッチであって、
前記圧電素子に活性化光を印加することによって前記信号チャネルを通る前記信号光の通過が制御され、前記圧電素子に印加される電界が前記活性化光に応答して前記導電層によって強められる光スイッチ。 - 前記導電層が前記圧電素子の表面に付着される、請求項26に記載の光スイッチ。
- 前記圧電素子に前記活性化光を印加することによって、前記信号光が前記信号チャネルを通過することができないように前記圧電素子の形状を変化させる、請求項26又は27に記載の光スイッチ。
- 前記信号チャネルが、圧縮性材料が充填されたチャンバを備える、請求項26に記載の光スイッチ。
- 前記圧電素子が前記チャンバの一部を形成する、請求項29に記載の光スイッチ。
- 前記圧電素子が、異なる圧電特性を有する少なくとも2つの層を備える、請求項26に記載の光スイッチ。
- 前記圧電素子の2つの層が、異なる結晶配向を有する、請求項26に記載の光スイッチ。
- 前記導電層が前記圧電素子の2つの層の間に付着される、請求項26に記載の光スイッチ。
- 光スイッチを動作させるための方法であって、
圧電素子と該圧電素子に隣接する少なくとも1つの導電層とを備える光スイッチに信号光を印加するステップと、
前記圧電素子に活性化光を印加して前記光スイッチの状態を変化させるステップと
を含み、前記圧電素子に印加される電界が、印加される前記活性化光に応答して前記導電層によって強められる方法。 - 前記導電層が前記圧電素子の表面に付着される、請求項34に記載の方法。
- 前記圧電素子に前記活性化光を印加するステップによって、前記信号光が前記光スイッチを通過できないように前記圧電素子の形状を変化させる、請求項35に記載の方法。
- 前記活性化光を印加するステップが、互いに位相が外れた2つの光信号を前記圧電素子に印加するステップと、前記光信号のうちの一方を除去し、他方の前記光信号を前記活性化光として残すステップとを含む、請求項34に記載の方法。
- 前記圧電素子が、異なる圧電特性を有する少なくとも2つの層を備える、請求項34に記載の方法。
- 前記圧電素子の2つの層が、異なる結晶配向を有する、請求項34に記載の方法。
- 前記導電層が前記圧電素子の2つの層の間に付着される、請求項34に記載の方法。
- 光スイッチを動作させるための方法であって、
少なくとも1つの導電層に隣接する圧電素子に隣接する信号チャネルに信号光を印加するステップと、
前記圧電素子に活性化光を印加して、前記信号光の前記信号チャネルの通過が阻止されるように前記圧電素子の形状を変化させるステップと
を含み、前記圧電素子に印加される電界が、印加される前記活性化光に応答して前記導電層によって強められる方法。 - 前記圧電素子が、異なる圧電特性を有する少なくとも2つの層を備える、請求項41に記載の方法。
- 前記導電層が、前記圧電素子の2つの層の間に付着される、請求項42に記載の方法。
- 信号光を誘導するように構成された信号チャネルと、
前記信号チャネルに隣接する圧電素子と、
前記圧電素子に隣接する導電層と、
前記信号光の前記信号チャネルの通過が阻止されるように、前記圧電素子に活性化光を印加して前記圧電素子の形状を変化させる手段と
を備え、前記圧電素子に印加される電界が、印加される前記活性化光に応答して前記導電層によって強められる光スイッチ。 - 前記信号光及び前記活性化光を前記信号チャネルに結合するための手段を更に備える、請求項44に記載の光スイッチ。
- 活性化光を印加するための前記手段が活性化光源を備える、請求項44に記載の光スイッチ。
- 前記圧電素子が、異なる圧電特性を有する少なくとも2つの層を備える、請求項44に記載の光スイッチ。
- 前記導電層が、前記圧電素子の2つの層の間に付着される、請求項47に記載の光スイッチ。
- 光スイッチを動作させるための方法であって、
異なる圧電特性を有する圧電材料の少なくとも2つの層を備えた圧電素子を有する光スイッチに信号光を印加するステップと、
前記圧電素子に活性化光を印加して前記光スイッチの状態を変化させるステップと
を含む方法。 - 前記信号光が前記光スイッチを通過することができないよう、前記圧電素子に前記活性化光を印加して前記圧電素子の形状を変化させる、請求項49に記載の方法。
- 前記圧電素子の形状の変化によって、前記光スイッチの信号チャネルの寸法を変化させる、請求項50に記載の方法。
- 前記活性化光を印加するステップが、互いに位相が外れた2つの光信号を前記圧電素子に印加するステップと、前記光信号のうちの一方を除去し、他方の前記光信号を前記活性化光として残すステップとを含む、請求項49に記載の方法。
- 前記光スイッチが、前記圧電素子に隣接する導電層を更に備え、前記圧電素子に印加される電界が、印加される前記活性化光に応答して前記導電層によって強められる、請求項49に記載の方法。
- 前記圧電素子の2つの層が、異なる結晶配向を有する、請求項49に記載の方法。
- 信号光を誘導するように構成された信号チャネルと、
前記信号チャネルに隣接する圧電素子であって、異なる圧電特性を有する圧電材料の少なくとも2つの層を備えた圧電素子と
を備え、前記圧電素子に活性化光を印加することによって、前記信号チャネルを通る前記信号光の通過を制御する光スイッチ。 - 前記圧電素子の2つの層が、異なる結晶配向を有する、請求項55に記載の光スイッチ。
- 前記圧電素子の前記2つの層が、直交する結晶配向を有する、請求項56に記載の光スイッチ。
- 前記圧電素子に隣接する導電層を更に備え、前記圧電素子に印加される電界が、前記活性化光に応答して前記導電層によって強められる、請求項55に記載の光スイッチ。
- 前記導電層が、前記圧電素子の表面に付着される、請求項58に記載の光スイッチ。
- 前記導電層が、前記圧電素子の2つの層の間に付着される、請求項58に記載の光スイッチ。
- 前記圧電素子に前記活性化光を印加して、前記信号光が前記光スイッチを通過することができないように前記圧電素子の形状を変化させる、請求項55に記載の光スイッチ。
- 前記信号チャネルが、圧縮性材料が充填されたチャンバを備える、請求項55に記載の光スイッチ。
- 前記圧電素子が、前記チャンバの一部を形成する、請求項62に記載の光スイッチ。
- 光スイッチを動作させるための方法であって、
信号チャネルに信号光を印加するステップであって、前記信号チャネルが、異なる圧電特性を有する圧電材料の少なくとも2つの層を有する圧電素子に隣接するステップと、
前記圧電素子に活性化光を印加して、前記信号光の前記信号チャネルの通過が阻止されるように前記圧電素子の形状を変化させるステップと
を含む方法。 - 前記光スイッチが前記圧電素子に隣接する導電層を備え、前記圧電素子に印加される電界が、印加される前記活性化光に応答して前記導電層によって強められる、請求項64に記載の方法。
- 信号光を誘導するように構成された信号チャネルと、
前記信号チャネルに隣接する圧電素子であって、異なる圧電特性を有する少なくとも2つの異なる層を備えた圧電素子と、
前記圧電素子に活性化光を印加して、前記信号光の前記信号チャネルの通過が阻止されるように前記圧電素子の形状を変化させる手段と
を備えた光スイッチ。 - 前記圧電素子の2つの層が、異なる結晶配向を有する、請求項66に記載の光スイッチ。
- 前記信号光及び前記活性化光を前記信号チャネルに結合するための手段を更に備える、請求項66に記載の光スイッチ。
- 活性化光を印加するための前記手段が活性化光源を備える、請求項66に記載の光スイッチ。
- 前記圧電素子に隣接する導電層を更に備え、前記圧電素子に印加される電界が、印加される前記活性化光に応答して前記導電層によって強められる、請求項66に記載の光スイッチ。
- 前記導電層が前記圧電素子の主表面に付着される、請求項70に記載の光スイッチ。
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