JP3111541B2 - 光接続装置 - Google Patents

光接続装置

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JP3111541B2 JP25898791A JP25898791A JP3111541B2 JP 3111541 B2 JP3111541 B2 JP 3111541B2 JP 25898791 A JP25898791 A JP 25898791A JP 25898791 A JP25898791 A JP 25898791A JP 3111541 B2 JP3111541 B2 JP 3111541B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光を用いて信号の接続
及び信号の処理を行う光接続装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光による信号の接続は、その並列性や高
速性などから情報処理装置の中での応用が期待されてい
る。このような光接続装置は、基本的には光の発光およ
び受光を行う光素子とその素子間を結ぶ光学系によって
構成される。
【0003】この光接続に用いられる光素子としては、
図7に示すようのpnpnサイリスタ構造に3族−5族
のヘテロ接合を盛り込むことで活性層20に受光機能や
発光機能を付加したものがある。この素子は、図8に示
すように光入力によってスイッチ電圧が変化するため光
入力によって発光の有無を制御する光スイッチ素子とな
る。また、垂直共振器構造を付加することで面発光レー
ザも得ることが出来る。
【0004】また、別の光素子として図9に示すように
フォトデテクタ等の受光素子22とLEDやLDなどの
発光素子21とを適当な電子回路23でつないだ構成で
も同様の特性を得ることが出来る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の光接続では図1
0に示すように、図7に示す光素子を2次元アレイ状と
したアレイ光デバイス34間を例えばレンズ3などで接
続する。しかしこの系では、接続をする素子間は固定し
ているためただ信号のやり取りを行うだけの機能しかな
い。隣接光素子への情報の移行を行うシフトレジスタ機
能は図11に示すように複数個のアレイ光デバイス34
間をレンズ3とビームスプリッタ25を経由して元のア
レイ光デバイス34の異なる光素子位置に光を接続する
ことで実現される。
【0006】このように従来の技術では、再帰的な接続
を行うときには多くの光デバイスを必要とするため装置
の小型化が難しかった。
【0007】本発明の目的は、このような問題点の生じ
ることのない光接続装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の光接続装置は、
発光及び受光機能を有する光素子がアレイ状に配置され
たアレイ光デバイスをAデバイスおよびBデバイスの2
個有し、前記2個のアレイ光デバイス上の光素子間を光
学的に接続する光学系を有する光接続装置において、前
記光素子の発光が直線偏光であり、前記光学系において
入射偏光によって光路が異なる光学素子を有し、Aデバ
イスの光素子の出射光をBデバイスの光素子に導く経路
と、Bデバイスの光素子の出射光をAデバイスの光素子
に導く経路が異なることを特徴とする。
【0009】また、別の本発明の光接続装置は、発光及
び受光機能を有する光素子がアレイ状に配置されたアレ
イ光デバイスをAデバイスおよびBデバイスの2個有
し、前記2個のアレイ光デバイス上の光素子間を光学的
に接続する光学系を有する光接続装置において、前記光
素子の発光が直線偏光でありまた特定の偏光成分のみを
受光する機能を有し、Aデバイスのある光素子aの出射
光をBデバイスの特定の光素子bで受光した時、前記B
デバイスの光素子bの出射光を受光するAデバイスの光
素子cが光素子aとは異なることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明の作用を図によって説明する。図1に示
すように光学系の中に偏光によって光路が異なる素子を
設置する。アレイ光デバイス1a上の光素子2とアレイ
光デバイス1b上の光素子2とは互いに直交する偏光で
発光するようにする。このようにすると、アレイ光デバ
イス1aからアレイ光デバイス1bに達する光路と逆向
きの光路とは異なるものとなり、同じアレイ光デバイス
の異なる光素子に光信号を戻すことが出来る。図1にお
いて、アレイ光デバイス1bの上端の光素子の光出力
は、アレイ光デバイス1aの下端の光素子に達し、この
アレイ光デバイス1a下端の光素子の光出力はアレイ光
デバイス1bの中央の光素子に達し、このアレイ光デバ
イス1b中央の光素子の光出力はアレイ光デバイス1a
の中央の光素子に達し、このアレイ光デバイス1a中央
の光素子の光出力はアレイ光デバイス1bの下端の光素
子に達する。このように、2つのアレイ光デバイス間で
出力光のやり取りを行った場合、アレイ光デバイス1b
に着目すると、上端の光素子からの光出力は、順次下方
の光素子に伝搬していくことになり、シフトレジスタの
ような機能を容易に実現することが出来る。
【0011】別の本発明では、受光側の素子で特定方向
の直線偏光成分のみを受光するようにする。図6はその
構成の実施例である。光学系には回折格子15などの光
路を分ける素子を設置する。このとき図に示すように光
出力の偏光と受光する偏光の組を適当に選んだ光素子を
用いると、光素子11の出力を光素子14でうけ光素子
14の出力を光素子12で受けるような非可逆な接続を
実現できる。この発明では、光素子は多少複雑になるが
け光学系に偏光性のデバイスを用いる必要が無い。
【0012】
【実施例】本発明の実施例を図によって説明する。
【0013】図1は本発明の実施例を示す。アレイ光デ
バイス1aとアレイ光デバイス1bとを対向して設置
し、2枚のレンズ3とウォーラストンプリズム4よりな
る光学系により、2つのアレイ光デバイス上の光素子2
間が接続されている。2つのアレイ光デバイスの出射光
は互いに直交している。図の構成では、アレイ光デバイ
ス1bの信号をアレイ光デバイス1aで受け再びアレイ
光デバイス1bに戻すと、一つ隣の光素子2に入射す
る。従って、この接続でシフトレジスタ機能を実現す
る。レンズ系はコリメート系を用いているが、2つのレ
ンズ3の間で一度結像しても良いし、1枚のレンズ結像
させてもよい。また、アレイ光デバイスと半波長板と組
み合わせることで光学系に入射する偏光を変えることで
互いに直交する偏光出力を得ることもできる。
【0014】図2は別の実施例を示す。アレイ光デバイ
ス1bからの出射光はP偏光であり、レンズ3bと偏光
ビームスプリッタ5bを透過しミラー6bで反射され、
偏光ビームスプリッタ5aとレンズ3aを透過してアレ
イ光デバイス1aに入射する。アレイ光デバイス1aか
らの出射光はS偏光であり、レンズ3aを透過し、偏光
ビームスプリッタ5aとミラー6aと偏光ビームスプリ
ッタ5bで反射し、レンズ3bを介してアレイ光デバイ
ス1bに入射する。ミラー6aの角度を調整することで
2つの接続光路を互いにシフトさせることが出来る。
【0015】図3〜図5は2つの素子間の接続を入れ換
える実施例である。
【0016】図3では、アレイ光デバイス1bからの出
射光はP偏光であり、レンズ3bと偏光ビームスプリッ
タ5b,5aとレンズ3aとを透過してアレイ光デバイ
ス1aに入射する。アレイ光デバイス1aからの出射光
はS偏光であり、レンズ3aを透過し、偏光ビームスプ
リッタ5aとミラー6aとで反射し、ドーベプリズム7
で像反転され、ミラー6bと偏光ビームスプリッタ5b
で反射し、レンズ3bを介してアレイ光デバイス1bに
入射する。一方の光路で像反転を行うことでアレイ光デ
バイスの2つの光素子ペアの間の接続を入れ換えること
が出来る。繰り返し動作を行うとリングカウンタ動作と
なる。
【0017】図4では、アレイ光デバイス1bからの出
射光はP偏光であり、レンズ3bと偏光ビームスプリッ
タ5bを透過しペンタプリズム8で2回反射され偏光ビ
ームスプリッタ5aとレンズ3aを透過してアレイ光デ
バイス1aに入射する。アレイ光デバイス1aからの出
射光はS偏光であり、レンズ3aを透過し、偏光ビーム
スプリッタ5aとミラー6と偏光ビームスプリッタ5b
とで反射し、レンズ3bを介してアレイ光デバイス1b
に入射するP偏光の光路では2回反射、S偏光の光路で
は3回反射となるので互いの接続は反転することにな
る。
【0018】図5では、アレイ光デバイス1bからの出
射光はP偏光であり、レンズ3bと偏光ビームスプリッ
タ5と1/4波長板9bを透過しミラー6で反射され再
び1/4波長板9bを透過しS偏光に変換され、偏光ビ
ームスプリッタ5で反射し、レンジ3aを透過してアレ
イ光デバイス1aに入射する。アレイ光デバイス1aか
らの出射光もP偏光であり、レンズ3aと偏光ビームス
プリッタ5と1/4波長板9aを透過しコーナープリズ
ム10で反射され再び1/4波長板9aを透過しS偏光
に変換され、偏光ビームスプリッタ5で反射し、レンズ
3bを介してアレイ光デバイス1bに入射する。一方の
光路にコーナープリズムを用いることで像の反転を行
う。
【0019】以上の説明でP偏光とS偏光が入れ替わっ
ても同様の効果が得られる。
【0020】図6は別の本発明の実施例を示す。アレイ
光デバイス1b上のP偏光出力/S偏光受光光素子11
からのP偏光出射光はレンズ3bを介しブレーズド回折
格子15で光路が0次と+1次の回折光と分割され、レ
ンズ3aを介してアレイ光デバイス1a上のS偏光出力
/S偏光受光光素子13とP偏光出力/P偏光受光光素
子14に入射する。この時は、P偏光出力/P偏光受光
光素子14のみが信号を受ける。この光素子14からの
P偏光出射光はレンズ3aを介しブレーズド回折格子1
5で光路が0次と+1次の回折光と分割され、レンズ3
bを介してアレイ光デバイス1b上のP偏光出力/S偏
光出力/P偏光受光光素子12のみが信号を受ける。こ
の光素子12からのS偏光出射光はレンズ3bを介しブ
レーズド回折格子15で光路が0次と+1次の回折光と
分割され、レンズ3aを介してアレイ光デバイス1a上
のP偏光出力/P偏光受光光素子14とS偏光出力/S
偏光受光光素子13に入射する。この時は、Sへ高出力
/S偏光受光光素子13のみが信号を受ける。このよう
にして、非可逆な接続が実現できる。光路の分割は特定
方向の偏光成分のみを透過する偏光などと組み合わせる
ことで容易に実現できる。
【0021】
【発明の効果】本発明により、光素子間の非可逆な接続
を容易に実現できる光接続装置を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す図。
【図2】本発明の実施例を示す図。
【図3】本発明の実施例を示す図。
【図4】本発明の実施例を示す図。
【図5】本発明の実施例を示す図。
【図6】本発明の実施例を示す図。
【図7】光素子の構造を示す図。
【図8】光素子の特性を説明する図。
【図9】光素子の構造を示す図。
【図10】従来の光接続装置を示す図。
【図11】従来の光接続装置を示す図。
【符号の説明】
1a,1b アレイ光デバイス 2 光素子 3,3a,3b レンズ 4 ウォーラストンプリズム 5,5a,5b 偏光ビームスプリッタ 6,6a,6b ミラー 7 ドーベプリズム 8 ペンタプリズム 9a,9b 1/4波長板 10 コーナープリズム 11 P偏光出力/S偏光受光光素子 12 S偏光出力/P偏光受光光素子 13 S偏光出力/S偏光受光光素子 14 P偏光出力/S偏光受光光素子 15 ブレーズド回折格子 20 活性層 21 発光素子 22 受光素子 23 電子回路 25 ビームスプリッタ 34 アレイ光デバイス
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 10/00 - 10/28 G02F 3/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光機能と受光機能併せ持つ複数の
    光素子がアレイ状に配置された第1、第2のアレイ光デ
    バイスと、前記第1のアレイ光デバイス上の光素子と前
    記第2のアレイ光デバイス上の光素子を光学的に接続す
    る光学系を有する光接続装置において、前記光素子の
    発光が直線偏光であり、前記光学系入射光の偏光状態
    によって光路が異なる光学素子を有し、前記光学素子を
    介して前記第1のアレイ光デバイスの光素子の出射光を
    前記第2のアレイ光デバイスの光素子に導く経路と、
    記第2のアレイ光デバイスの光素子の出射光を前記第1
    のアレイ光デバイスの光素子に導く経路が異なり、前記
    第1のアレイ光デバイスの第i(iは整数)の光素子か
    ら出射した光を受光した前記第2のアレイ光デバイスの
    第j(j≠i又はj=i)の光素子からの出射光は前記
    光学素子を介して前記第1のアレイ光デバイスの第k
    (k≠i)の光素子で受光し、前記第1のアレイ光デバ
    イスの第kの光素子からの出射光は前記光学素子を介し
    て、前記第2のアレイ光デバイスの前記第jの光素子と
    は異なる光素子で受光することを特徴とする光接続装
    置。
  2. 【請求項2】 発光機能と受光機能併せ持つ複数の
    光素子がアレイ状に配置された第1、第2のアレイ光デ
    バイスと、前記第1のアレイ光デバイス上の光素子と前
    記第2のアレイ光デバイス上の光素子を光学的に接続す
    る光学系を有する光接続装置において、前記光素子の
    発光が直線偏光であり、一つのアレイ光デバイス上の各
    光素子はそれぞれ互いに異なる特定の偏光成分のみを受
    光する機能を有し、前記第1のアレイ光デバイスのi番
    目の光素子の出射光を前記光学系を介して、前記出射光
    の偏光成分のみを受光する機能を有する、前記第2の
    レイ光デバイスのj番目の光素子で受光し、前記第2の
    アレイ光デバイスのj番目の光素子の出射光を受光する
    第1のアレイ光デバイスのk番目の光素子が前記i番目
    の光素子とは異なることを特徴とする光接続装置。
  3. 【請求項3】 発光機能と受光機能とを併せ持つ複数の
    光素子がアレイ状に配置された第1、第2のアレイ光デ
    バイスと、前記第1のアレイ光デバイス上の光素子と前
    記第2のアレイ光デバイス上の光素子を光学的に接続す
    る光学系とを有する光接続装置において、前記光素子の
    発光が直線偏光であり、前記光学系は 入射光の偏光状態
    によって光路が異なる光学素子を有し、前記光学素子を
    介して前記第1のアレイ光デバイスの光素子の出射光を
    前記第2のアレイ光デバイスの光素子に導く経路と、前
    記第2のアレイ光デバイスの光素子の出射光を前記第1
    のアレイ光デバイスの光素子に導く経路が異なり、前記
    第1のアレイ光デバイスの第1の光素子から出射した光
    信号を第2のアレイ光デバイスの第1の光素子で受光
    し、第2のアレイ光デバイスの第1の光素子から出射し
    た前記光信号を前記第1のアレイ光デバイスの第1の光
    素子に隣接した第2の光素子で受光し、前記第1のアレ
    イ光デバイスの第2の光素子から前記光信号を出射し、
    前記第2のアレイ光デバイスの第1の光素子とは異なる
    第2の光素子で前記光信号を受光し、前記第2のアレイ
    光デバイスの第2の光素子からの前記光信号を前記第1
    のアレイ光デバイスの第2の光素子に隣接し、且つ、前
    記第1の光素子と異なる第3の光素子で受光し、第2の
    アレイ光デバイスの光素子からの光信号をを受光する第
    1のアレイ光デバイス上の光素子が順次隣接する光素子
    に移って行くことを特徴とする光接続装置。
  4. 【請求項4】 発光機能と受光機能とを併せ持つ複数の
    光素子がアレイ状に配置された第1、第2のアレイ光デ
    バイスと、前記第1のアレイ光デバイス上の光素子と前
    記第2のアレイ光デバイス上の光素子を光学的に接続す
    る光学系とを有する光接続装置において、前記光素子の
    発光が直線偏光であり、前記光学系は入射光の偏光状態
    によって光路が異なる光学素子を有し、前記第1のアレ
    イ光デバイス側から前記光学素子に入射する光の偏光と
    前記第2のアレイ光デバイス側から前記光学素子に入射
    する光の偏光とが互いに異なり、前記光学素子を介して
    前記第1のアレイ光デバイスの光素子の出射光を前記第
    2のアレイ光デバイスの光素子に導く経路と、前記第2
    のアレイ光デバイスの光素子の出射光を前記第1のアレ
    イ光デバイスの光素子に導く経路が異なり、前記第1の
    アレイ光デバイスの第1の光素子から出射した光信号を
    第2のアレイ光デバイスの第1の光素子で受光し、第2
    のアレイ光デバイスの第1の光素子から出射した前記光
    信号を前記第1のアレイ光デバイスの第1の光素子に隣
    接した第2の光素子で受光し、前記第1のアレイ光デバ
    イスの第2の光素子から前記光信号を出射し、前記第2
    のアレイ光デバイスの第1の光素子とは異なる第2の光
    素子で前記光信号を受光し、 前記第2のアレイ光デバイ
    スの第2の光素子からの前記光信号を前記第1のアレイ
    光デバイスの第2の光素子に隣接し、且つ、前記第1の
    光素子と異なる第3の光素子で受光し、第2のアレイ光
    デバイスの光素子からの光信号をを受光する第1のアレ
    イ光デバイス上の光素子が順次隣接する光素子に移動
    し、前記第2のアレイ光デバイスの最後の光素子からの
    前記光信号を前記第1のアレイ光デバイスの前記第1の
    光素子で受光することを特徴とする光接続装置。
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