JP2694139B2 - Optical logic circuit - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
(1)発明の属する技術分野
本発明はディジタル論理回路において、入出力信号が
光信号である回路に関するものである。
(2)従来技術とその問題点
現在、ディジタル論理回路で実用に供されているもの
は電気回路であるが、光信号のディジタル論理処理を行
うことができれば、動作速度の向上等の観点から有効で
ある。
基礎的な論理回路のうち、CR,AND回路等信号の反転を
含まない回路は、例えば第1図のようにレーザダイオー
ドの特性を利用して光信号処理回路を構成することも可
能である。第1図で、1は入力側光ファイバ、2は光カ
ップラ、3は半導体レーザ、4は出力側光ファイバ、5
は駆動電源、6は中間光ファイバである。駆動電源5か
らの電流を適当に調整することによって、例えば、第1
図(A)のように入力1または入力2のどちらかから、
あるいは両方から光が入力した時に半導体レーザ3が発
振するように電流を調整しておけば光OR回路が、また第
1図(B)のように、入力1の入力2の両方から同時に
光が入力した時に半導体レーザ3が発振するように電流
を調整しておけば光AND回路が構成できる。
しかしながら、フリップ・フロップ回路等を構成する
ためには、インバータ,NOR回路等の信号の反転を含む基
礎的な論理回路が必要になり、従来この種の光信号処理
回路が無かったため、より複雑な光信号処理回路を構成
する上で問題があった。
(3)発明の目的
本発明の目的は入出力信号が光信号で動作するインバ
ータ,NOR回路等の光論理回路を提供することにある。
(4)発明の構成
(4−1)発明の特徴と従来の技術との差異
本発明は位相同期型半導体レーザアレイを用いて、入
力光の注入により変化せしめた当該位相同期型半導体レ
ーザアレイのファーフィールドパターンの一部を出力光
とすることを特徴とする。従来の技術とは入出力信号が
光信号であるインバータ,NOR回路等を構成できることが
異なる。
(4−2)実施例
第2図は本発明の第一の実施例である光信号インバー
タを説明する図である。ここで、7は位相同期型半導体
レーザアレイであり、ストライプ内の光が互いに干渉し
あって発振するように複数のそのストライプを同一基板
上に近接して平行に形成することによって得られる。他
の数字の意味するところは他の図とかわらない。
入力光信号は位相同期状態で発振している位相同期型
半導体レーザアレイ7の一方の端面に入力側光ファイバ
1によって導かれる。出力光信号は当該位相同期型半導
体レーザアレイ7のもう一方の端面から射出する発振光
のファーフィールドパターンの一部分を出力側光ファイ
バ4によって取り出すことにより得られる。
当該位相同期型半導体レーザアレイ7の注入電流を適
当に選んでやることによって出力光のファーフィールド
パターンを例えば入力光が無い時に双峰型に、入力光が
ある時に単峰性にすることが出来る(ELECTRONICS LETT
ERS,PP858−859,31 July 1986,Vol.22,No.16参照)。本
発明はこの現象を有効に利用して光論理回路を実現する
ものであり、第3図は発振波長約0.8μm、10ストライ
プの位相同期型半導体レーザアレイを用いて、第2図の
構成で光を入力した時(B)と、入力しない時(A)の
ファーフィールドパターンを測定した結果である。入力
光が無い時に(A)のように双峰型に、入力光がある時
に(B)のように単峰性になっていることがわかる。第
3図の実線で示した位置Aに出力光を取り出す出力側光
ファイバ4を取り付けておけば、第1表の関係が成り立
つ。
これは光インバータとしての動作となっている。
第4図は本実施例の別の実施例を説明する図であっ
て、数字の意味するところは他の図と変わらない。
入力側光ファイバは2本あって、これらを光カップラ
2で結合したのちに一本の中間光ファイバ6で位相同期
型半導体レーザアレイ7の端面に接続する。出力側光フ
ァイバは第2図と同様に第3図の実線の位置に取り付け
る。このようになっているから、第2図の実施例同様、
第2表の関係が成り立つ。
これは光NOR回路の動作となっている。
なお、第5図に示すように、光NOR回路を用いて、光
フリップ・フロップ回路を簡易に構成することが出来
る。第5図で8は光ビームスプリッタであり、図中点線
で囲んだ光NOR回路の入出力関係は第4図の実施例と同
様である。
(5)発明の効果
以上説明したように、本発明を用いれば簡易に光イン
バータ,光NOR回路が構成出来るので、より複雑な光信
号処理回路を構成することが可能となる。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a digital logic circuit in which an input / output signal is an optical signal. (2) Conventional technology and its problems Currently, the digital logic circuit that is practically used is an electric circuit, but if digital logic processing of an optical signal can be performed, it is effective from the viewpoint of improving the operation speed. Is. Among the basic logic circuits, circuits such as CR and AND circuits that do not include signal inversion can be configured as an optical signal processing circuit by utilizing the characteristics of the laser diode as shown in FIG. 1, for example. In FIG. 1, 1 is an input side optical fiber, 2 is an optical coupler, 3 is a semiconductor laser, 4 is an output side optical fiber, 5
Is a driving power source, and 6 is an intermediate optical fiber. By appropriately adjusting the current from the drive power source 5, for example, the first
From either input 1 or input 2 as shown in Figure (A),
Alternatively, if the current is adjusted so that the semiconductor laser 3 oscillates when light is input from both, the optical OR circuit, and as shown in FIG. 1 (B), light is input from both input 1 and input 2 at the same time. An optical AND circuit can be constructed by adjusting the current so that the semiconductor laser 3 oscillates when input. However, in order to configure a flip-flop circuit or the like, a basic logic circuit including inversion of signals such as an inverter and a NOR circuit is required, and since there has been no optical signal processing circuit of this type in the past, it is more complicated. There was a problem in constructing the optical signal processing circuit. (3) Object of the Invention It is an object of the present invention to provide an optical logic circuit such as an inverter and a NOR circuit in which an input / output signal operates with an optical signal. (4) Configuration of the Invention (4-1) Differences between Features of the Invention and Conventional Techniques The present invention uses a phase-locked semiconductor laser array to change the phase-locked semiconductor laser array by injection of input light. It is characterized in that a part of the far field pattern is used as output light. It differs from the conventional technology in that an inverter, a NOR circuit, etc., in which an input / output signal is an optical signal can be configured. (4-2) Embodiment FIG. 2 is a diagram for explaining an optical signal inverter which is a first embodiment of the present invention. Here, 7 is a phase-locked type semiconductor laser array, which is obtained by forming a plurality of stripes in parallel on the same substrate so that the lights in the stripes interfere with each other to oscillate. The meaning of other numbers is the same as in other figures. The input optical signal is guided by the input side optical fiber 1 to one end face of the phase locked semiconductor laser array 7 which is oscillating in the phase locked state. The output optical signal is obtained by extracting a part of the far field pattern of the oscillation light emitted from the other end surface of the phase-locked semiconductor laser array 7 by the output side optical fiber 4. By appropriately selecting the injection current of the phase-locked semiconductor laser array 7, the far-field pattern of the output light can be made bimodal when there is no input light, and can be monomodal when there is input light. (ELECTRONICS LETT
ERS, PP858-859, 31 July 1986, Vol.22, No.16). The present invention realizes an optical logic circuit by effectively utilizing this phenomenon. FIG. 3 shows a structure of FIG. 2 using a phase-locked type semiconductor laser array with an oscillation wavelength of about 0.8 μm and 10 stripes. It is a result of measuring the far field pattern when light is input (B) and when light is not input (A). It can be seen that when there is no input light, it is bimodal as in (A), and when there is input light, it is monomodal as in (B). If the output side optical fiber 4 for taking out the output light is attached to the position A shown by the solid line in FIG. 3, the relationship shown in Table 1 is established. This operates as an optical inverter. FIG. 4 is a diagram for explaining another embodiment of the present embodiment, and the meaning of the numbers is the same as the other drawings. There are two input side optical fibers, which are coupled by the optical coupler 2 and then connected to the end face of the phase-locked semiconductor laser array 7 by one intermediate optical fiber 6. The output side optical fiber is attached at the position shown by the solid line in FIG. 3 as in FIG. Because of this, like the embodiment of FIG.
The relationships in Table 2 hold. This is the operation of the optical NOR circuit. As shown in FIG. 5, an optical NOR circuit can be used to easily configure an optical flip-flop circuit. In FIG. 5, reference numeral 8 denotes an optical beam splitter, and the input / output relationship of the optical NOR circuit surrounded by the dotted line in the figure is the same as that of the embodiment of FIG. (5) Effects of the Invention As described above, by using the present invention, an optical inverter and an optical NOR circuit can be easily configured, so that a more complicated optical signal processing circuit can be configured.
【図面の簡単な説明】
第1図(A)(B)は従来の光OR回路と光AND回路の構
成例を示すブロック図、第2図は本発明の第一の実施例
である光信号インバータを示すブロック図、第3図
(A)(B)はファーフィルドパターンの測定結果の測
定例図、第4図は本発明の第二の実施例である光NOR回
路の構成例を示すブロック図、第5図は本発明の光NOR
回路を用いた光フリップ・フロップ回路の構成例を示す
ブロック図である。
1……入力側光ファイバ、2……光カップラ、
3……半導体レーザ、4……出力側光ファイバ、
5……駆動電源、6……中間光ファイバ、
7……位相同期型半導体レーザアレイ、
8……光ビームスプリッタ。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1A and 1B are block diagrams showing a configuration example of a conventional optical OR circuit and an optical AND circuit, and FIG. 2 is an optical signal according to a first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing an inverter, FIG. 3 (A) and (B) are measurement example diagrams of measurement results of far-filled patterns, and FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of an optical NOR circuit according to a second embodiment of the present invention. Figures and 5 show the optical NOR of the present invention.
It is a block diagram showing an example of composition of an optical flip-flop circuit using a circuit. 1 ... Input-side optical fiber, 2 ... Optical coupler, 3 ... Semiconductor laser, 4 ... Output-side optical fiber, 5 ... Driving power supply, 6 ... Intermediate optical fiber, 7 ... Phase-locked semiconductor laser array , 8 ... Optical beam splitter.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 耕一 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (72)発明者 中川 清司 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−164532(JP,A) 特開 昭64−42878(JP,A) 特公 平5−80653(JP,B2) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Koichi Aoyama 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Seiji Nakagawa 1-1-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP-A-59-164532 (JP, A) JP 64-42878 (JP, A) Japanese Patent Publication 5-80653 (JP, B2)
Claims (1)
うに複数の当該ストライプを同一基板上に近接して平行
に形成した位相同期型半導体レーザアレイと、当該位相
同期型半導体レーザアレイの一方の端面に入力信号光を
導く光回路と、当該位相同期半導体レーザアレイの発振
光のファーフィールドパターンの前記入力信号光の有無
による変化を該位相同期半導体レーザアレイの他方の端
面から検出する光回路を有することを特徴とする光論理
回路。(57) [Claims] A phase-locked semiconductor laser array in which a plurality of the stripes are formed close to each other in parallel on the same substrate so that the lights in the stripes interfere with each other and oscillate, and on one end face of the phase-locked semiconductor laser array. An optical circuit for guiding the input signal light, and an optical circuit for detecting a change in the far field pattern of the oscillation light of the phase-locked semiconductor laser array depending on the presence or absence of the input signal light from the other end face of the phase-locked semiconductor laser array. Optical logic circuit characterized by.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP19901087A JP2694139B2 (en) | 1987-08-11 | 1987-08-11 | Optical logic circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP19901087A JP2694139B2 (en) | 1987-08-11 | 1987-08-11 | Optical logic circuit |
Publications (2)
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JPS6442919A JPS6442919A (en) | 1989-02-15 |
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1987
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