JP2781056B2 - 光論理回路 - Google Patents
光論理回路Info
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- JP2781056B2 JP2781056B2 JP12517790A JP12517790A JP2781056B2 JP 2781056 B2 JP2781056 B2 JP 2781056B2 JP 12517790 A JP12517790 A JP 12517790A JP 12517790 A JP12517790 A JP 12517790A JP 2781056 B2 JP2781056 B2 JP 2781056B2
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- optical
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は全ての動作を光を用いて行なう全光型の光論
理回路に関するものである。
理回路に関するものである。
（従来の技術） 従来のこの種の光論理回路としては、M.N.lslam「Ult
rafast all−optical logic gates based soliton trap
ping in fibers」（Opt.Lett.,14,No.22（1989）,p1257
〜1259）に記載されたような光ファイバ中のソリトント
ラッピングを用いたものがある。
rafast all−optical logic gates based soliton trap
ping in fibers」（Opt.Lett.,14,No.22（1989）,p1257
〜1259）に記載されたような光ファイバ中のソリトント
ラッピングを用いたものがある。
第２図は前述した光論理回路の構成を示すもので、図
中、1,2はλ/2板、3,4は偏光ビームスプリッタ、５は複
屈折ファイバ、６は光フィルタである。λ/2板１に入射
した光パルスは偏光ビームスプリッタ３により２つの直
交する直線偏光を有する光パルスa,bに分解され、偏光
ビームスプリッタ４により再び合波された後、λ/2板２
を介して複屈折ファイバ５にそれぞれの偏光方向が主軸
に一致する如く入射される。この際、２つの光パルスa,
bには相互位相変調による周波数シフトが発生する。複
屈折ファイバ５を通過した光パルスa,bは光フィルタ６
に入射されるが、該光フィルタ６は光パルスの元の周波
数のみが透過する如く設定されている。従って、その光
路を遮閉すること等により光パルスa,bのいずれか一方
のみが複屈折ファイバ５に入射されると出力有りとな
り、また、両方が入射された時及び入射されない時には
出力無しとなる排他的論理和の論理出力光パルスが得ら
れることになる。また、光パルスｂが透過するように偏
光子をファイバ５の直後に配置すれば、光パルスａの否
定出力が得られ、また、光フィルタ６の透過帯域を前記
周波数シフト分だけずらせば論理積出力が得られる。
中、1,2はλ/2板、3,4は偏光ビームスプリッタ、５は複
屈折ファイバ、６は光フィルタである。λ/2板１に入射
した光パルスは偏光ビームスプリッタ３により２つの直
交する直線偏光を有する光パルスa,bに分解され、偏光
ビームスプリッタ４により再び合波された後、λ/2板２
を介して複屈折ファイバ５にそれぞれの偏光方向が主軸
に一致する如く入射される。この際、２つの光パルスa,
bには相互位相変調による周波数シフトが発生する。複
屈折ファイバ５を通過した光パルスa,bは光フィルタ６
に入射されるが、該光フィルタ６は光パルスの元の周波
数のみが透過する如く設定されている。従って、その光
路を遮閉すること等により光パルスa,bのいずれか一方
のみが複屈折ファイバ５に入射されると出力有りとな
り、また、両方が入射された時及び入射されない時には
出力無しとなる排他的論理和の論理出力光パルスが得ら
れることになる。また、光パルスｂが透過するように偏
光子をファイバ５の直後に配置すれば、光パルスａの否
定出力が得られ、また、光フィルタ６の透過帯域を前記
周波数シフト分だけずらせば論理積出力が得られる。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記装置では論理を変更するのに偏光
子を挿入したり、取出したりするという回路構成の変更
を必要とし、同一構成で全ての論理演算を行なうことが
できないという問題点があった。
子を挿入したり、取出したりするという回路構成の変更
を必要とし、同一構成で全ての論理演算を行なうことが
できないという問題点があった。
本発明は前記従来の問題点に鑑み、同一構成で全ての
論理演算を実行し得る光論理回路を実現することを目的
とする。
論理演算を実行し得る光論理回路を実現することを目的
とする。
（課題を解決するための手段） 本発明では前記目的を達成するため、クロック光パル
スと２つの入力制御光パルスとを合波する光合波手段
と、光カー効果を有する媒質と、クロック光パルスと２
つの入力制御光パルスとを分波する光分波手段と、透過
帯域を変更可能な光フィルタとを備え、前記光合波手
段、媒質、光分波手段及び光フィルタを表記の順に光学
的に接続した光論理回路を提案する。
スと２つの入力制御光パルスとを合波する光合波手段
と、光カー効果を有する媒質と、クロック光パルスと２
つの入力制御光パルスとを分波する光分波手段と、透過
帯域を変更可能な光フィルタとを備え、前記光合波手
段、媒質、光分波手段及び光フィルタを表記の順に光学
的に接続した光論理回路を提案する。
（作 用） 本発明によれば、クロック光パルスは光合波手段にて
２つの入力制御光パルスと合波され、さらに媒質中にて
その光周波数は該入力制御光パルスの有無に応じてシフ
トされ、光分波手段により入力制御光パルスが分波され
た後、論理演算の種類に応じた透過帯域を有する光フィ
ルタを通過し、論理演算結果を示す論理出力光パルスと
して出力される。
２つの入力制御光パルスと合波され、さらに媒質中にて
その光周波数は該入力制御光パルスの有無に応じてシフ
トされ、光分波手段により入力制御光パルスが分波され
た後、論理演算の種類に応じた透過帯域を有する光フィ
ルタを通過し、論理演算結果を示す論理出力光パルスと
して出力される。
（実施例） 第１図は本発明の光論理回路の概要を示すもので、図
中、10は光合波器、11は光カー効果を有する媒質（以
下、光カー媒質と称す。）、12は光分波器、13は光フィ
ルタである。
中、10は光合波器、11は光カー効果を有する媒質（以
下、光カー媒質と称す。）、12は光分波器、13は光フィ
ルタである。
前記構成において、任意の偏光状態の超短パルス列か
らなるクロック光パルスCLは光合波器10にて２つの入力
制御光パルスA,Bと合波される。該合波された光は光カ
ー媒質11を通過するが、この際、クロック光パルスCLは
後述する如くその光周波数がシフトされる。光カー媒質
11を通過した光成分のうち、入力制御光パルスA,Bは光
分波器12にて分離され、クロック光パルスCLは光フィル
タ13に入力される。光フィルタ13はその通変帯域を任意
に変更可能であって、前記光周波数シフトされたクロッ
ク光パルスCLが論理演算の種類に応じた透過帯域を有す
る光フィルタ13を通ることにより、論理演算結果を示す
論理出力光パルスＤとして出力される。
らなるクロック光パルスCLは光合波器10にて２つの入力
制御光パルスA,Bと合波される。該合波された光は光カ
ー媒質11を通過するが、この際、クロック光パルスCLは
後述する如くその光周波数がシフトされる。光カー媒質
11を通過した光成分のうち、入力制御光パルスA,Bは光
分波器12にて分離され、クロック光パルスCLは光フィル
タ13に入力される。光フィルタ13はその通変帯域を任意
に変更可能であって、前記光周波数シフトされたクロッ
ク光パルスCLが論理演算の種類に応じた透過帯域を有す
る光フィルタ13を通ることにより、論理演算結果を示す
論理出力光パルスＤとして出力される。
第３図は入力制御光パルスによるクロック光パルスの
光周波数シフトを説明するためのものである。光カー媒
質11中を通過するクロック光パルスCLには入力制御光パ
ルスによって位相変化が誘起される。ここで、入力制御
光パルスＡのみの場合の最大位相変化をΔφ１とし、ま
た、入力制御光パルスＢのみの場合の最大位相変化をΔ
φ２とすると、パルスＡのみの場合は破線14で示すよう
な位相変化が誘起され、また、パルスA,Bの両方が入力
された場合は破線15で示すような位相変化（最大位相変
化Δφ１＋Δφ２）が誘起される。前記位相変化によっ
てクロック光パルスCLが受ける光周波数のシフトはその
時間微分で与えられる。ここで、入力制御光パルスＡの
みの場合の最大周波数シフトをΔf1とし、また、入力制
御光パルスＢのみの場合の最大周波数シフトをΔf2とす
ると、パルスＡのみの場合は実線16で示すような周波数
シフトが発生し、また、パルスA,Bの両方が入力された
場合は実線17で示すような周波数シフト（最大周波数シ
フトΔf1＋Δf2）が発生する。
光周波数シフトを説明するためのものである。光カー媒
質11中を通過するクロック光パルスCLには入力制御光パ
ルスによって位相変化が誘起される。ここで、入力制御
光パルスＡのみの場合の最大位相変化をΔφ１とし、ま
た、入力制御光パルスＢのみの場合の最大位相変化をΔ
φ２とすると、パルスＡのみの場合は破線14で示すよう
な位相変化が誘起され、また、パルスA,Bの両方が入力
された場合は破線15で示すような位相変化（最大位相変
化Δφ１＋Δφ２）が誘起される。前記位相変化によっ
てクロック光パルスCLが受ける光周波数のシフトはその
時間微分で与えられる。ここで、入力制御光パルスＡの
みの場合の最大周波数シフトをΔf1とし、また、入力制
御光パルスＢのみの場合の最大周波数シフトをΔf2とす
ると、パルスＡのみの場合は実線16で示すような周波数
シフトが発生し、また、パルスA,Bの両方が入力された
場合は実線17で示すような周波数シフト（最大周波数シ
フトΔf1＋Δf2）が発生する。
クロック光パルスの周波数をf0とし、入力制御光パル
スA,Bの有無に対応して光カー媒質11より出力されるク
ロック光パルスCLの周波数をｆ（A,B）で表せば、ｆ
（0,0）＝f0、ｆ（0,1）＝f0＋Δf2、ｆ（1,0）＝f0＋
Δf1、ｆ（1,1）＝f0＋Δf1＋Δf2となる。従って、光
フィルタ13の透過特性（又は反射特性）を第４図（ａ）
〜（ｆ）に示すように設定することにより、第５図に示
すようなAND,NAND,OR,NOR,EX−OR,NOTの全ての論理演算
に対応した論理出力光パルスを得ることができる（な
お、第４図では理解し易くするため、クロック光パルス
の元の周波数f0を０とした周波数の変化分を横軸として
表している）。
スA,Bの有無に対応して光カー媒質11より出力されるク
ロック光パルスCLの周波数をｆ（A,B）で表せば、ｆ
（0,0）＝f0、ｆ（0,1）＝f0＋Δf2、ｆ（1,0）＝f0＋
Δf1、ｆ（1,1）＝f0＋Δf1＋Δf2となる。従って、光
フィルタ13の透過特性（又は反射特性）を第４図（ａ）
〜（ｆ）に示すように設定することにより、第５図に示
すようなAND,NAND,OR,NOR,EX−OR,NOTの全ての論理演算
に対応した論理出力光パルスを得ることができる（な
お、第４図では理解し易くするため、クロック光パルス
の元の周波数f0を０とした周波数の変化分を横軸として
表している）。
第６図は本発明の光論理回路の一実施例を示すもの
で、図中、20,21,22,23は光結合器、24は光ファイバ、2
5はファブリペロエタロンである。
で、図中、20,21,22,23は光結合器、24は光ファイバ、2
5はファブリペロエタロンである。
前記構成において、クロック光パルスCLと入力制御光
パルスＡとは光結合器20で合波され、また、入力制御光
パルスＢとは光結合器21で合波される。光結合器21の出
力は光カー媒質である光ファイバ４に入射され、前述し
たような周波数シフトを受けた後、光結合器22及び23で
それぞれ入力制御光パルスＡ及びＢが分離される。残り
の周波数シフトされたクロック光パルスは光フィルタで
あるファブリペロエタロン25を透過し、論理出力光パル
スＤとして出力される。
パルスＡとは光結合器20で合波され、また、入力制御光
パルスＢとは光結合器21で合波される。光結合器21の出
力は光カー媒質である光ファイバ４に入射され、前述し
たような周波数シフトを受けた後、光結合器22及び23で
それぞれ入力制御光パルスＡ及びＢが分離される。残り
の周波数シフトされたクロック光パルスは光フィルタで
あるファブリペロエタロン25を透過し、論理出力光パル
スＤとして出力される。
また、ファブリペロエタロン25の反射光は透過光の排
他論理になるので、該反射光も取り出せばAND出力及びN
AND出力、又はOR出力及びNOR出力のような２種類の論理
出力を同時に得ることができる。また、入力制御光パル
スA,Bの偏光を円偏光にすれば、クロック光パルスの偏
光に依存しない安定な回路を構成することができる。
他論理になるので、該反射光も取り出せばAND出力及びN
AND出力、又はOR出力及びNOR出力のような２種類の論理
出力を同時に得ることができる。また、入力制御光パル
スA,Bの偏光を円偏光にすれば、クロック光パルスの偏
光に依存しない安定な回路を構成することができる。
なお、前記実施例では光結合器22及び23で入力制御光
パルスＡ及びＢを分離しているが、これは周知の技術で
あって、融着した光ファイバ同士の結合長と光波長との
関係から、入力光のうちの特定の周波数をクロス方向の
光ファイバにほぼ100％移すことができる。
パルスＡ及びＢを分離しているが、これは周知の技術で
あって、融着した光ファイバ同士の結合長と光波長との
関係から、入力光のうちの特定の周波数をクロス方向の
光ファイバにほぼ100％移すことができる。
（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、クロック光パル
スと２つの入力制御光パルスとを合波する光合波手段
と、光カー効果を有する媒質と、クロック光パルスと２
つの入力制御光パルスとを分波する光分波手段と、透過
帯域を変更可能な光フィルタとを備え、前記光合波手
段、媒質、光分波手段及び光フィルタを表記の順に光学
的に接続したため、光フィルタの透過帯域を変化させる
のみで全ての論理演算を同一構成で実行可能な光論理回
路を提供することができる。
スと２つの入力制御光パルスとを合波する光合波手段
と、光カー効果を有する媒質と、クロック光パルスと２
つの入力制御光パルスとを分波する光分波手段と、透過
帯域を変更可能な光フィルタとを備え、前記光合波手
段、媒質、光分波手段及び光フィルタを表記の順に光学
的に接続したため、光フィルタの透過帯域を変化させる
のみで全ての論理演算を同一構成で実行可能な光論理回
路を提供することができる。
第１図は本発明の光論理回路の概要を示す構成図、第２
図は従来の光論理回路の一例を示す構成図、第３図は入
力制御光パルスによるクロック光パルスの光周波数シフ
トの説明図、第４図（ａ）〜（ｆ）は各種の論理演算に
対応した光フィルタの特性図、第５図は各種の論理演算
の真理値を示す説明図、第６図は本発明の光論理回路の
一実施例を示す構成図である。 10……光合波器、11……光カー媒質、12……光分波器、
13……光フィルタ、20,21,22,23……光結合器、24……
光ファイバ、25……ファブリペロエタロン。
図は従来の光論理回路の一例を示す構成図、第３図は入
力制御光パルスによるクロック光パルスの光周波数シフ
トの説明図、第４図（ａ）〜（ｆ）は各種の論理演算に
対応した光フィルタの特性図、第５図は各種の論理演算
の真理値を示す説明図、第６図は本発明の光論理回路の
一実施例を示す構成図である。 10……光合波器、11……光カー媒質、12……光分波器、
13……光フィルタ、20,21,22,23……光結合器、24……
光ファイバ、25……ファブリペロエタロン。
Claims (1)
- 【請求項１】クロック光パルスと２つの入力制御光パル
スとを合波する光合波手段と、 光カー効果を有する媒質と、 クロック光パルスと２つの入力制御光パルスとを分波す
る光分波手段と、 透過帯域を変更可能な光フィルタとを備え、 前記光合波手段、媒質、光分波手段及び光フィルタを表
記の順に光学的に接続した ことを特徴とする光論理回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12517790A JP2781056B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | 光論理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12517790A JP2781056B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | 光論理回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0419721A JPH0419721A (ja) | 1992-01-23 |
| JP2781056B2 true JP2781056B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=14903804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12517790A Expired - Fee Related JP2781056B2 (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | 光論理回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2781056B2 (ja) |
-
1990
- 1990-05-15 JP JP12517790A patent/JP2781056B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0419721A (ja) | 1992-01-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |