JP3394018B2 - Complementary optical wiring circuit - Google Patents
Complementary optical wiring circuitInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、消費電力を低減化
する相補型光配線回路に関し、特に、高速動作の安定化
を図った相補型光配線回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a complementary optical wiring circuit for reducing power consumption, and more particularly to a complementary optical wiring circuit for stabilizing high speed operation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】高度情報化に伴い、ますます大量の情報
を高速に処理することが必要になってきている。このた
め、光ファイバ、光導波路等を用いた光配線は、光通信
だけでなく、スーパーコンピュータの内部配線等種々の
情報処置機器の電気配線に替わる高速実装配線として期
待が高まってきている。光配線の特徴は、配線路の広帯
域性や無誘導性等からくる高速性、低電磁障害性等であ
り、電気配線の数倍〜数十倍の高速配線が容易に構築出
来ることにある。しかしながら、光配線では発光素子、
受光素子を用いて電気／光変換、光／電気変換を行う必
要があり、この部分での消費電力を加味したシステム構
築が必要である。一般に、最も最小化された光伝送にお
いて消費される電力は、駆動回路等の専用回路の消費電
力も含めて１Ｇｂｐｓ動作で１００ｍＷ前後となってい
る。従って、１００本程度の配線においても１０Ｗもの
電力を消費してしまう問題がある。このため、システム
電力や電力密度等の制限による適用制限があるのが現状
である。2. Description of the Related Art With the advancement of information technology, it is necessary to process a large amount of information at high speed. For this reason, optical wiring using optical fibers, optical waveguides, etc. is expected to be used not only for optical communication but also as high-speed mounting wiring replacing electrical wiring of various information processing devices such as internal wiring of supercomputers. The characteristics of the optical wiring are high speed and low electromagnetic interference due to the broadband property and non-inductive property of the wiring path, and it is possible to easily construct a high speed wiring which is several times to several tens times as high as the electric wiring. However, in the optical wiring, the light emitting element,
It is necessary to perform electric / optical conversion and optical / electrical conversion using a light receiving element, and it is necessary to construct a system that takes into account power consumption in this part. In general, the power consumption in the most minimized optical transmission is about 100 mW in 1 Gbps operation including the power consumption of a dedicated circuit such as a drive circuit. Therefore, there is a problem that even about 100 wires consume 10 W of power. Therefore, at present, there are application restrictions due to restrictions such as system power and power density.
【０００３】一方、このような光配線の電力問題に対し
光配線電力を大幅に低減する方法として相補型光配線が
提案されている（例えば、電子情報通信学会(IEICE)ト
ランスアクション・オン・エレクトロニクス(TRANS.ELE
CTRON.)，第Ｅ７６−Ｃ巻，第１号、１９９３年１月、
又は、特開平３−５８５３２号公報参照。）。On the other hand, complementary optical wiring has been proposed as a method for significantly reducing the optical wiring power in response to such power wiring problems (for example, IEICE Transaction-on-Electronics). (TRANS.ELE
CTRON.), Vol. E76-C, No. 1, January 1993,
Alternatively, see JP-A-3-58532. ).
【０００４】図６は、従来提案されている相補型光配線
相補型光配線回路の概略構成図である。図６において、
パルス信号源６は結合コンデンサ３を介してダイオード
型半導体発光素子１とダイオード型半導体発光素子２の
接続点に入力される。ダイオード型半導体発光素子１と
ダイオード型半導体発光素子２は、この入力に対して逆
極性の接続となっている。ダイオード型半導体発光素子
１，２からの光パルスは、それぞれ光伝送路４，５を介
して、フォトダイオード（受光素子）１１，１２に入力
する。フォトダイオード（受光素子）１１とフォトダイ
オード（受光素子）１２との接続点には、フォトダイオ
ード寄生容量（交流等価回路素子）１４が接続されてい
る。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conventionally proposed complementary optical wiring complementary optical wiring circuit. In FIG.
The pulse signal source 6 is input to the connection point between the diode type semiconductor light emitting element 1 and the diode type semiconductor light emitting element 2 via the coupling capacitor 3. The diode-type semiconductor light-emitting element 1 and the diode-type semiconductor light-emitting element 2 are connected in reverse polarity to this input. The light pulses from the diode-type semiconductor light emitting devices 1 and 2 are input to the photodiodes (light receiving devices) 11 and 12 via the optical transmission lines 4 and 5, respectively. A photodiode parasitic capacitance (AC equivalent circuit element) 14 is connected to a connection point between the photodiode (light receiving element) 11 and the photodiode (light receiving element) 12.
【０００５】図６において、入力されたパルス信号は結
合コンデンサ３とパルス信号源の内部抵抗６による電気
的な微分回路により微分操作される。入力信号パルスの
微分波形（結合コンデンサ３を流れる電流波形）は交互
に極性の変わる尖頭波形となるが、図６ではダイオード
型半導体発光素子１，２が入力に対して逆極性の接続と
なっているため正極及び負極の尖頭波形電流が別々の発
光素子を通って別々に光に変換される（以下、入力パル
ス信号の立上りに相当する光パルスを「セットパル
ス」、立下りに相当する光パルスを「リセットパルス」
と記す）。このセットパルス及びリセットパルス（光信
号）は別々の光伝送路４，５を通じて伝送され、フォト
ダイオード１１，１２により電気変換されてコンデンサ
１４の充電電流、又は放電電流となる。即ち、コンデン
サ１４は電気的な積分操作を行うことになり、出力部に
は元のパルス信号が復元される。In FIG. 6, the input pulse signal is differentiated by an electrical differentiating circuit using the coupling capacitor 3 and the internal resistance 6 of the pulse signal source. The differential waveform of the input signal pulse (current waveform flowing through the coupling capacitor 3) is a peak waveform whose polarity changes alternately. In FIG. 6, the diode-type semiconductor light emitting devices 1 and 2 are connected in reverse polarity to the input. Therefore, the positive and negative peak currents are separately converted into light through different light emitting elements (hereinafter, the optical pulse corresponding to the rising edge of the input pulse signal is referred to as the “set pulse” and the falling edge. Light pulse is "reset pulse"
Note). The set pulse and the reset pulse (optical signal) are transmitted through separate optical transmission lines 4 and 5, and are electrically converted by the photodiodes 11 and 12 to become a charging current or a discharging current of the capacitor 14. That is, the capacitor 14 performs an electrical integration operation, and the original pulse signal is restored at the output section.
【０００６】相補型光配線は、パルス信号の微分波形、
即ち、ディジタル信号の信号変化情報のみを光伝送する
ため、パルス信号全幅に渡る伝送に比し大幅な消費電力
低減が可能である。また、同値のパルス列が続く（“１
１１・・・・・・・”）場合、その間の消費電力は無い
といった特徴により大幅な低消費電力化が可能である。The complementary optical wiring is a differential waveform of a pulse signal,
That is, since only the signal change information of the digital signal is optically transmitted, it is possible to significantly reduce the power consumption as compared with the transmission over the entire width of the pulse signal. In addition, a pulse train of the same value continues ("1
11 ... ···), the power consumption can be significantly reduced due to the feature that there is no power consumption during that time.
【０００７】しかしながら、相補型光配線は受信信号再
生手段が容量性負荷であり、セットパルスとリセットパ
ルスのバランスが崩れた場合に信号基準電位が容易に変
動するという問題があった。図７にその例を示す。図７
はしばらく無信号状態（“０００・・・・・・・”）が
続いた直後“１０１０１・・・・・”信号が入力された
状態を模式的にあらわしている。このとき最初の立上り
部分でセットパルスが定常的セットパルス及びリセット
パルスより大きな値になっているが、これは図６の結合
コンデンサ３が初期チャージされる時に起こるもので、
完全放電している状態から動作状態に至る時の突入電流
により発生するものである。この様な現象により、図７
のように出力電圧のオン／オフ電圧差はほぼ一定である
にもかかわらずその“１”“０”の電圧レベルの絶対値
がドリフトしてしまうような場合があった。また、発光
素子１，２の寄生容量が比較的大きい場合等は、逆に発
光素子１，２の寄生容量が定常的な残留電荷値に至るま
で、徐々にゼロレベルが上昇するような場合もある。However, the complementary optical wiring has a problem that the signal reference potential easily fluctuates when the balance between the set pulse and the reset pulse is lost because the received signal reproducing means is a capacitive load. FIG. 7 shows an example thereof. Figure 7
Indicates a state in which a "10101 ..." Signal is input immediately after a no-signal state ("000 ...") continues for a while. At this time, the set pulse has a larger value than the steady set pulse and the reset pulse at the first rising portion, which occurs when the coupling capacitor 3 in FIG. 6 is initially charged.
It is generated by the inrush current when the state of full discharge is reached to the operating state. Due to such a phenomenon, FIG.
As described above, the absolute value of the voltage level of "1" or "0" may drift even though the on / off voltage difference of the output voltage is substantially constant. When the parasitic capacitances of the light emitting elements 1 and 2 are relatively large, on the contrary, the zero level gradually increases until the parasitic capacitances of the light emitting elements 1 and 2 reach a steady residual charge value. is there.
【０００８】また、図６の相補型光配線回路において
は、入力されるパルス信号の電圧振幅として１つの発光
素子の動作電圧の２倍の値が必要となる問題がある。こ
れは、一方の発光素子を駆動する際、結合コンデンサ３
に１つの発光素子を駆動するに十分な値の電圧が充電さ
れていないと他方の発光素子が駆動出来ないためであ
る。従って、従来の相補型光配線回路では発光素子２個
分の駆動電圧が必要であり、ロジック回路出力に振幅増
幅回路が必要になるという問題もあった。この様な振幅
増幅回路を付加することは、回路の小型化や低消費電力
化を困難にするものである。また、回路技術上、大振幅
のパルス信号は、高速動作化を困難にする。Further, in the complementary optical wiring circuit of FIG. 6, there is a problem that the voltage amplitude of the input pulse signal needs to be twice the operating voltage of one light emitting element. This is because the coupling capacitor 3 is used when driving one light emitting element.
This is because the other light emitting element cannot be driven unless the voltage of a value sufficient to drive one light emitting element is charged. Therefore, the conventional complementary optical wiring circuit requires a driving voltage for two light emitting elements, and there is a problem that an amplitude amplifier circuit is required for the output of the logic circuit. The addition of such an amplitude amplification circuit makes it difficult to reduce the circuit size and power consumption. Further, in terms of circuit technology, a large-amplitude pulse signal makes high-speed operation difficult.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】この様に、従来の相補
型光配線回路では出力電圧の直流成分ドリフトが起こり
やすく、一種のパターン効果として出力信号のエラーを
招く要因となっていた。また、駆動電圧がダイオード型
発光素子の動作電圧の２倍、例えば１．３μｍ帯発光素
子（動作電圧１．２Ｖ〜１．５Ｖ）の場合で３Ｖ程度の
駆動パルス電圧が必要であり、ロジック出力段に振幅増
幅回路が必要であった。これらの問題は、動作速度が高
速になるほど影響が大きく、光配線の導入による高速実
装、相補型光配線の導入による低消費電力化といった本
来の目的が損なわれ易いという問題があった。As described above, in the conventional complementary optical wiring circuit, the DC component drift of the output voltage is liable to occur, which causes a kind of pattern effect to cause an error in the output signal. Further, when the driving voltage is twice the operating voltage of the diode type light emitting element, for example, in the case of a 1.3 μm band light emitting element (operating voltage 1.2V to 1.5V), a driving pulse voltage of about 3V is required, and the logic output An amplitude amplifier circuit was required in the stage. These problems have a greater influence as the operation speed becomes higher, and there is a problem that the original purpose such as high-speed mounting by introduction of optical wiring and low power consumption by introduction of complementary optical wiring is likely to be impaired.
【００１０】上記問題点を鑑み、本発明は、出力の直流
ドリフトを抑制した相補型光配線回路を提供することを
目的とする。In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a complementary optical wiring circuit which suppresses the output DC drift.
【００１１】本発明の他の目的は、入力パルス電圧の低
電圧化を図った相補型光配線回路を提供することであ
る。Another object of the present invention is to provide a complementary optical wiring circuit in which the input pulse voltage is lowered.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、本発明の第１の特徴は、互いに直列接続さ
れた第１及び第２のダイオード型発光素子と、この第１
及び第２のダイオード型発光素子の接続点に接続された
結合コンデンサと、この結合コンデンサを介して第１及
び第２のダイオード型発光素子に交互に微分波形信号を
印加するためのパルス信号源と、第１のダイオード型発
光素子のアノードと第２のダイオード型発光素子のカソ
ード間に接続された定電圧源（低インピーダンス電源）
からなる外部直流バイアス源とから構成され、微分波形
信号で駆動することにより、第１及び第２のダイオード
型発光素子から交互に光パルスを送信する相補型光配線
回路としたことである。パルス信号源の内部抵抗と結合
コンデンサとで電気的な微分回路が構成される。パルス
信号源からの矩形パルスは、それぞれこの電気的な微分
回路により、立ち上がり及び立ち下がりに対応した微分
波形信号に変換される。この微分波形信号が、第１及び
第２のダイオード型発光素子をそれぞれ駆動し、第１の
ダイオード型発光素子からはセットパルスが伝送され、
第２のダイオード型発光素子からはリセットパルスが送
信される。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention has a first feature that the first and second diode type light emitting devices connected in series with each other are provided.
And a coupling capacitor connected to a connection point of the second diode type light emitting element, and a pulse signal source for alternately applying a differential waveform signal to the first and second diode type light emitting elements via the coupling capacitor. , A constant voltage source (low impedance power source) connected between the anode of the first diode type light emitting element and the cathode of the second diode type light emitting element
And a complementary optical wiring circuit that alternately transmits optical pulses from the first and second diode type light emitting elements by being driven by a differential waveform signal. An electrical differentiating circuit is configured by the internal resistance of the pulse signal source and the coupling capacitor. The rectangular pulse from the pulse signal source is converted into a differential waveform signal corresponding to rising and falling by the electric differentiating circuit. This differential waveform signal drives each of the first and second diode type light emitting elements, and a set pulse is transmitted from the first diode type light emitting element,
A reset pulse is transmitted from the second diode type light emitting element.
【００１３】本発明の第１の特徴に係る相補型光配線回
路においては、直列に接続された第１及び第２のダイオ
ード型発光素子に、外部直流バイアス源から一括して外
部直流バイアスを加え、第１及び第２のダイオード型発
光素子間のバランスをくずすことなく動作点の等価的シ
フトを行わせているので、パルス信号源の駆動パルス電
圧の低電圧化が可能となる。従って、パルス信号源の高
速化及び集積化が容易となる。このため、相補型化によ
る低消費電力性を併せて、光配線実装による高速システ
ムの構築が容易になる。In the complementary optical wiring circuit according to the first aspect of the present invention, an external DC bias is applied from the external DC bias source to the first and second diode type light emitting elements connected in series. Since the equivalent shift of the operating point is performed without breaking the balance between the first and second diode type light emitting elements, the drive pulse voltage of the pulse signal source can be lowered. Therefore, it becomes easy to speed up and integrate the pulse signal source. Therefore, it is easy to construct a high-speed system by mounting optical wiring, together with low power consumption due to complementary type.
【００１４】本発明の第１の特徴に係る相補型光配線回
路に用いる第１及び第２のダイオード型発光素子は、半
導体レーザや発光ダイオード等の半導体発光素子が好ま
しいが、ダイオード型の動作をするのであれば、必ずし
も半導体発光素子に限定されるものではない。ダイオー
ド型発光素子が半導体レーザの場合は、定電圧源（低イ
ンピーダンス電源）からなる外部直流バイアス源を、半
導体レーザの発振しきい電圧以下の電圧値に設定し、こ
の定電圧源の電圧を第１及び第２のダイオード型発光素
子の内部抵抗で分割した値と微分波形信号の電圧値との
和が、半導体レーザの発振しきい電圧を越える値になる
ようにすれば、パルス信号源からの矩形パルスにより、
半導体レーザが発振する。定電圧源の電圧をこの様に設
定することで、パルス信号源の駆動パルス電圧の低電圧
化が可能となる。The first and second diode type light emitting elements used in the complementary optical wiring circuit according to the first feature of the present invention are preferably semiconductor light emitting elements such as semiconductor lasers and light emitting diodes, but the diode type operation is performed. If it does, it is not necessarily limited to the semiconductor light emitting device. When the diode type light emitting element is a semiconductor laser, an external DC bias source consisting of a constant voltage source (low impedance power source) is set to a voltage value below the oscillation threshold voltage of the semiconductor laser, and the voltage of this constant voltage source is set to If the sum of the value divided by the internal resistances of the first and second diode type light emitting elements and the voltage value of the differential waveform signal exceeds the oscillation threshold voltage of the semiconductor laser, the pulse signal source With a rectangular pulse,
The semiconductor laser oscillates. By setting the voltage of the constant voltage source in this way, the drive pulse voltage of the pulse signal source can be lowered.
【００１５】本発明の第２の特徴は、互いに直列接続さ
れた第１及び第２のダイオード型発光素子と、この第１
及び第２のダイオード型発光素子の接続点に接続された
結合コンデンサと、この結合コンデンサを介して第１及
び第２のダイオード型発光素子に交互に微分波形信号を
印加するためのパルス信号源と、第１のダイオード型発
光素子のアノードと第２のダイオード型発光素子のカソ
ード間に接続された定電流源（高インピーダンス電源）
からなる直流バイアス源と、第１のダイオード型発光素
子のアノードと第２のダイオード型発光素子のカソード
間に、直流バイアス電流源と並列接続されたパスコンデ
ンサとから構成され、微分波形信号で駆動することによ
り、第１及び第２のダイオード型発光素子から交互に光
パルスを送信する相補型光配線回路としたことである。A second feature of the present invention is to provide first and second diode type light emitting devices connected in series with each other, and the first and second diode type light emitting devices.
And a coupling capacitor connected to a connection point of the second diode type light emitting element, and a pulse signal source for alternately applying a differential waveform signal to the first and second diode type light emitting elements via the coupling capacitor. , A constant current source (high impedance power source) connected between the anode of the first diode type light emitting element and the cathode of the second diode type light emitting element
And a pass capacitor connected in parallel with the DC bias current source between the anode of the first diode type light emitting element and the cathode of the second diode type light emitting element, and driven by a differential waveform signal. By doing so, a complementary optical wiring circuit for alternately transmitting optical pulses from the first and second diode type light emitting elements is obtained.
【００１６】本発明の第２の特徴に係る相補型光配線回
路においては、直列に接続された第１及び第２のダイオ
ード型発光素子に一括して外部直流バイアスを加え、第
１及び第２のダイオード型発光素子間のバランスをくず
すことなく動作点の等価的シフトを行わせているので、
第１の特徴と同様に、パルス信号源の駆動パルス電圧の
低電圧化が可能となる。従って、パルス信号源の高速化
及び集積化が容易となる。このため、相補型化による低
消費電力性を併せて、光配線実装による高速システムの
構築が容易になる。In the complementary optical wiring circuit according to the second aspect of the present invention, the external direct current bias is applied to the first and second diode type light emitting elements connected in series all at once, and the first and second Since the equivalent shift of the operating point is performed without breaking the balance between the diode type light emitting elements of
Similar to the first feature, the drive pulse voltage of the pulse signal source can be lowered. Therefore, it becomes easy to speed up and integrate the pulse signal source. Therefore, it is easy to construct a high-speed system by mounting optical wiring, together with low power consumption due to complementary type.
【００１７】本発明の第２の特徴に係る相補型光配線回
路に用いる第１及び第２のダイオード型発光素子は、半
導体レーザや発光ダイオード等の半導体発光素子等の種
々の素子が採用可能である。ダイオード型発光素子が半
導体レーザの場合は、定電流源（高インピーダンス電
源）からなる外部直流バイアス源を、半導体レーザの発
振しきい電流以下の電流値に設定し、この定電流源によ
る電流と微分波形信号の電流値との和が、半導体レーザ
の発振しきい電流を越える値になるようにすれば、パル
ス信号源からの矩形パルスにより、半導体レーザが発振
する。定電流源の電流をこの様に設定することで、パル
ス信号源の駆動パルス電圧の低電圧化が可能となる。As the first and second diode type light emitting elements used in the complementary optical wiring circuit according to the second aspect of the present invention, various elements such as semiconductor lasers and semiconductor light emitting elements such as light emitting diodes can be adopted. is there. If the diode type light emitting device is a semiconductor laser, set an external DC bias source consisting of a constant current source (high impedance power source) to a current value below the oscillation threshold current of the semiconductor laser, and differentiate it from the current generated by this constant current source. If the sum of the waveform signal and the current value exceeds the oscillation threshold current of the semiconductor laser, the rectangular pulse from the pulse signal source causes the semiconductor laser to oscillate. By setting the current of the constant current source in this way, the drive pulse voltage of the pulse signal source can be lowered.
【００１８】本発明の第３の特徴は、互いに直列接続さ
れた第１及び第２のダイオード型受光素子と、この第１
及び第２のダイオード型受光素子の接続点と接地点（Ｇ
ＮＤ）間に接続された電圧制限素子とから構成され、第
１及び第２のダイオード型発光素子により、それぞれセ
ットパルス、リセットパルスから成る相補型光パルスを
受光し、２つのダイオード型受光素子の接続点から再生
パルス信号を取出す相補型光配線回路としたことであ
る。A third feature of the present invention is to provide first and second diode type light receiving elements connected in series with each other, and the first and second diode type light receiving elements.
And the connection point of the second diode type light receiving element and the ground point (G
ND) and a voltage limiting element connected between them, and the first and second diode type light emitting elements receive complementary optical pulses composed of a set pulse and a reset pulse, respectively, and receive two diode type light receiving elements. This is a complementary optical wiring circuit for extracting a reproduction pulse signal from a connection point.
【００１９】本発明の第３の特徴に係る相補型光配線回
路においては、第１及び第２のダイオード型受光素子の
中点に接続される信号出力部に出力電圧制限素子を設
け、過剰に出力電圧振幅が上昇しないようにして直流成
分のドリフトを解消出来る。従って、高動作電圧、パタ
ーン効果による直流レベルドリフトが解消され、光化に
よる高速実装性、相補型化による低消費電力性を併せて
実現出来る。このため、光配線実装による高速システム
構築が容易になる。In the complementary optical wiring circuit according to the third aspect of the present invention, an output voltage limiting element is provided in the signal output section connected to the midpoint of the first and second diode type light receiving elements, and the excess voltage limiting element is provided. The drift of the DC component can be eliminated by preventing the output voltage amplitude from rising. Therefore, the high operating voltage, the DC level drift due to the pattern effect are eliminated, and the high-speed mounting property by the optical conversion and the low power consumption property by the complementary structure can be realized together. Therefore, high-speed system construction by optical wiring mounting becomes easy.
【００２０】本発明の第３の特徴に係る相補型光配線回
路において、リセットパルスによる出力電圧の電圧降下
値を、電圧制限素子の制限電圧値より大きい値に設定し
ておけばより効率的に直流成分のドリフトを解消出来
る。In the complementary optical wiring circuit according to the third feature of the present invention, it is more efficient if the voltage drop value of the output voltage due to the reset pulse is set to a value larger than the limit voltage value of the voltage limiting element. Drift of DC component can be eliminated.
【００２１】本発明の第４の特徴は、互いに直列接続さ
れた第１及び第２のダイオード型発光素子と、この第１
及び第２のダイオード型発光素子の接続点に接続された
結合コンデンサと、この結合コンデンサを介して第１及
び第２のダイオード型発光素子に交互に微分波形信号を
印加するためのパルス信号源と、第１のダイオード型発
光素子のアノードと第２のダイオード型発光素子のカソ
ード間に接続された定電圧源からなる直流バイアス源
と、第１のダイオード型発光素子から送信されるセット
パルスを伝送する第１の光伝送路と、第２のダイオード
型発光素子から送信されるリセットパルスを伝送する第
２の光伝送路と、セットパルスを受光する第１のダイオ
ード型受光素子と、この第１のダイオード型受光素子に
直列接続され、リセットパルスを受光する第２のダイオ
ード型受光素子と、第１及び第２のダイオード型受光素
子の接続点と接地点間に接続された電圧制限素子とから
構成され、第１及び第２のダイオード型受光素子の接続
点から再生パルス信号を取出す相補型光配線回路とした
ことである。第１及び第２の光伝送路としては、拡散型
やリッジ型等の光導波路、光ファイバ、或いは自由空間
等を用いてもかまわない。さらに、これら光導波路を集
合したアレー導波路でも良く、また、導波路の途中に波
長選択フィルタ素子等の光回路素子が含まれていてもか
まわない。第１及び第２のダイオード型受光素子の直列
接続は、例えば、第１のダイオード型受光素子のアノー
ドに第２のダイオード型受光素子のカソードを接続すれ
ばよい。A fourth feature of the present invention is to provide first and second diode type light emitting elements connected in series with each other, and the first and second diode type light emitting elements.
And a coupling capacitor connected to a connection point of the second diode type light emitting element, and a pulse signal source for alternately applying a differential waveform signal to the first and second diode type light emitting elements via the coupling capacitor. , A DC bias source consisting of a constant voltage source connected between the anode of the first diode type light emitting element and the cathode of the second diode type light emitting element, and the set pulse transmitted from the first diode type light emitting element is transmitted. A first optical transmission line, a second optical transmission line for transmitting a reset pulse transmitted from the second diode type light emitting element, a first diode type light receiving element for receiving a set pulse, and the first optical transmission line Second diode type light receiving element, which is connected in series to the other diode type light receiving element and receives the reset pulse, and a connection point and a ground point of the first and second diode type light receiving elements Is composed of a connected voltage limiting element is to have a complementary optical wiring circuit for taking out a reproduced pulse signal from the connection point of the first and second diode-type light-receiving device. As the first and second optical transmission lines, a diffusion type or ridge type optical waveguide, an optical fiber, or a free space may be used. Furthermore, an array waveguide in which these optical waveguides are assembled may be used, and an optical circuit element such as a wavelength selection filter element may be included in the middle of the waveguide. The first and second diode type light receiving elements may be connected in series by, for example, connecting the anode of the first diode type light receiving element to the cathode of the second diode type light receiving element.
【００２２】本発明の第４の特徴に係る相補型光配線回
路においては、直列に接続された第１及び第２のダイオ
ード型発光素子に一括して外部直流バイアスを加え、第
１及び第２のダイオード型発光素子間のバランスをくず
すことなく動作点の等価的シフトを行わせているので、
パルス信号源の駆動パルス電圧の低電圧化が可能とな
る。さらに、第１及び第２のダイオード型受光素子の中
点に接続される信号出力部に出力電圧制限素子を設け、
過剰に出力電圧振幅が上昇しないようにしているので、
直流成分のドリフトを解消出来る。従って、高動作電
圧、パターン効果による直流レベルドリフトが解消さ
れ、光化による高速実装性、相補型化による低消費電力
性を併せて実現出来る。このため、光配線実装による高
速システム構築が容易になる。In the complementary type optical wiring circuit according to the fourth aspect of the present invention, an external DC bias is applied to the first and second diode type light emitting elements connected in series all together, and the first and second Since the equivalent shift of the operating point is performed without breaking the balance between the diode type light emitting elements of
The drive pulse voltage of the pulse signal source can be lowered. Furthermore, an output voltage limiting element is provided in the signal output section connected to the midpoint of the first and second diode type light receiving elements,
Since the output voltage amplitude does not rise excessively,
Drift of DC component can be eliminated. Therefore, the high operating voltage, the DC level drift due to the pattern effect are eliminated, and the high-speed mounting property by the optical conversion and the low power consumption property by the complementary structure can be realized together. Therefore, high-speed system construction by optical wiring mounting becomes easy.
【００２３】本発明の第４の特徴に係る相補型光配線回
路に用いる第１及び第２のダイオード型発光素子として
は、半導体レーザや発光ダイオード等種々の発光素子が
採用可能である。ダイオード型発光素子が半導体レーザ
の場合は、定電圧源（低インピーダンス電源）からなる
外部直流バイアス源を、半導体レーザの発振しきい電圧
以下の電圧値に設定し、この定電圧源の電圧を第１及び
第２のダイオード型発光素子の内部抵抗で分割した値と
微分波形信号の電圧値との和が、半導体レーザの発振し
きい電圧を越える値になるようにすれば、パルス信号源
からの矩形パルスにより、半導体レーザが発振する。定
電圧源の電圧をこの様に設定することで、パルス信号源
の駆動パルス電圧の低電圧化が可能となる。As the first and second diode type light emitting elements used in the complementary optical wiring circuit according to the fourth aspect of the present invention, various light emitting elements such as a semiconductor laser and a light emitting diode can be adopted. When the diode type light emitting element is a semiconductor laser, an external DC bias source consisting of a constant voltage source (low impedance power source) is set to a voltage value below the oscillation threshold voltage of the semiconductor laser, and the voltage of this constant voltage source is set to If the sum of the value divided by the internal resistances of the first and second diode type light emitting elements and the voltage value of the differential waveform signal exceeds the oscillation threshold voltage of the semiconductor laser, the pulse signal source The rectangular pulse causes the semiconductor laser to oscillate. By setting the voltage of the constant voltage source in this way, the drive pulse voltage of the pulse signal source can be lowered.
【００２４】本発明の第５の特徴は、互いに直列接続さ
れた第１及び第２のダイオード型発光素子と、この第１
及び第２のダイオード型発光素子の接続点に接続された
結合コンデンサと、この結合コンデンサを介して第１及
び第２のダイオード型発光素子に交互に微分波形信号を
印加するためのパルス信号源と、第１のダイオード型発
光素子のアノードと第２のダイオード型発光素子のカソ
ード間に接続された定電流源からなる直流バイアス源
と、第１のダイオード型発光素子のアノードと第２のダ
イオード型発光素子のカソード間に、直流バイアス電流
源と並列接続されたパスコンデンサと、第１のダイオー
ド型発光素子から送信されるセットパルスを伝送する第
１の光伝送路と、第２のダイオード型発光素子から送信
されるリセットパルスを伝送する第２の光伝送路と、セ
ットパルスを受光する第１のダイオード型受光素子と、
この第１のダイオード型受光素子に直列接続し、リセッ
トパルスを受光する第２のダイオード型受光素子と、第
１及び第２のダイオード型受光素子の接続点と接地点間
に接続された電圧制限素子とから構成され、第１及び第
２のダイオード型受光素子の接続点から再生パルス信号
を取出す相補型光配線回路としたことである。第４の特
徴と同様に、第１及び第２の光伝送路としては、リッジ
型等の光導波路、光ファイバ、或いは自由空間等が採用
可能である。第１及び第２のダイオード型受光素子の直
列接続は、例えば、第１のダイオード型受光素子のアノ
ードに第２のダイオード型受光素子のカソードを接続す
ればよい。A fifth feature of the present invention is to provide first and second diode type light emitting devices connected in series with each other, and the first and second diode type light emitting devices.
And a coupling capacitor connected to a connection point of the second diode type light emitting element, and a pulse signal source for alternately applying a differential waveform signal to the first and second diode type light emitting elements via the coupling capacitor. A direct current bias source consisting of a constant current source connected between the anode of the first diode type light emitting element and the cathode of the second diode type light emitting element, and the anode of the first diode type light emitting element and the second diode type A pass capacitor connected in parallel with a direct current bias current source between the cathodes of the light emitting elements, a first optical transmission path for transmitting a set pulse transmitted from the first diode type light emitting element, and a second diode type light emission. A second optical transmission line for transmitting a reset pulse transmitted from the element, and a first diode type light receiving element for receiving a set pulse,
A second diode type light receiving element which is connected in series to the first diode type light receiving element and receives a reset pulse, and a voltage limit which is connected between a connection point of the first and second diode type light receiving elements and a ground point. And a complementary optical wiring circuit for extracting a reproduction pulse signal from the connection point of the first and second diode type light receiving elements. Similar to the fourth feature, a ridge type optical waveguide, an optical fiber, a free space, or the like can be used as the first and second optical transmission lines. The first and second diode type light receiving elements may be connected in series by, for example, connecting the anode of the first diode type light receiving element to the cathode of the second diode type light receiving element.
【００２５】本発明の第５の特徴に係る相補型光配線回
路においては、直列に接続された第１及び第２のダイオ
ード型発光素子に一括して外部直流バイアスを加え、第
１及び第２のダイオード型発光素子間のバランスをくず
すことなく動作点の等価的シフトを行わせているので、
第４の特徴と同様に、パルス信号源の駆動パルス電圧の
低電圧化が可能となる。また、第１及び第２のダイオー
ド型受光素子の中点に接続される信号出力部に出力電圧
制限素子を設け、過剰に出力電圧振幅が上昇しないよう
にして直流成分のドリフトを解消出来る。従って、高動
作電圧、パターン効果による直流レベルドリフトが解消
され、光化による高速実装性、相補型化による低消費電
力性を併せて実現出来る。In the complementary optical wiring circuit according to the fifth feature of the present invention, the external direct current bias is applied to the first and second diode type light emitting devices connected in series all at once, and the first and second Since the equivalent shift of the operating point is performed without breaking the balance between the diode type light emitting elements of
Similar to the fourth feature, the drive pulse voltage of the pulse signal source can be lowered. Further, the output voltage limiting element is provided in the signal output section connected to the midpoint of the first and second diode type light receiving elements, and the drift of the DC component can be eliminated by preventing the output voltage amplitude from excessively increasing. Therefore, the high operating voltage, the DC level drift due to the pattern effect are eliminated, and the high-speed mounting property by the optical conversion and the low power consumption property by the complementary structure can be realized together.
【００２６】本発明の第５の特徴に係る相補型光配線回
路に用いる第１及び第２のダイオード型発光素子は、半
導体レーザや発光ダイオード等の半導体発光素子等の種
々の素子が採用可能である。ダイオード型発光素子が半
導体レーザの場合は、定電流源（高インピーダンス電
源）からなる外部直流バイアス源を、半導体レーザの発
振しきい電流以下の電流値に設定し、この定電流源によ
る電流と微分波形信号の電流値との和が、半導体レーザ
の発振しきい電流を越える値になるようにすれば、パル
ス信号源からの矩形パルスにより、半導体レーザが発振
する。定電流源の電流をこの様に設定することで、パル
ス信号源の駆動パルス電圧の低電圧化が可能となる。As the first and second diode type light emitting elements used in the complementary optical wiring circuit according to the fifth feature of the present invention, various elements such as semiconductor lasers and semiconductor light emitting elements such as light emitting diodes can be adopted. is there. If the diode type light emitting device is a semiconductor laser, set an external DC bias source consisting of a constant current source (high impedance power source) to a current value below the oscillation threshold current of the semiconductor laser, and differentiate it from the current generated by this constant current source. If the sum of the waveform signal and the current value exceeds the oscillation threshold current of the semiconductor laser, the rectangular pulse from the pulse signal source causes the semiconductor laser to oscillate. By setting the current of the constant current source in this way, the drive pulse voltage of the pulse signal source can be lowered.
【００２７】[0027]
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
第一乃至第三の実施の形態を説明する。以下の図面の記
載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符
号を付している。但し、図面は模式的なものであること
に留意すべきである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, first to third embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic.
【００２８】（第一の実施の形態）図１は本発明の第一
の実施の形態に係る相補型光配線回路の概略構成図であ
る。本発明の第一の実施の形態に係る相補型光配線回路
は、図１に示すように、互いに直列接続された第１のダ
イオード型発光素子１及び第２のダイオード型発光素子
２と、この第１のダイオード型発光素子１及び第２のダ
イオード型発光素子２の接続点に接続された結合コンデ
ンサ３と、この結合コンデンサ３を介して第１のダイオ
ード型発光素子１及び第２のダイオード型発光素子２に
交互に、微分波形信号を印加するためのパルス信号源６
と、第１のダイオード型発光素子１のアノードと第２の
ダイオード型発光素子２のカソード間に接続された定電
圧源（低インピーダンス電源）７からなる外部直流バイ
アス源とから構成されている。そして、第１のダイオー
ド型発光素子１及び第２のダイオード型発光素子２から
交互に光パルスを送信する。第１のダイオード型発光素
子１の近傍には、第１のダイオード型発光素子１から送
信されるセットパルスを伝送する第１の光伝送路４が配
置されている。また、第２のダイオード型発光素子２の
近傍には、第２のダイオード型発光素子２から送信され
るリセットパルスを伝送する第２の光伝送路５が配置さ
れている。パルス信号源６の内部抵抗と結合コンデンサ
３とで電気的な微分回路が構成される。パルス信号源６
からの矩形パルスは、それぞれこの電気的な微分回路に
より、立ち上がり及び立ち下がりに対応した微分波形信
号に変換される。この微分波形信号が、第１及び第２の
ダイオード型発光素子１，２をそれぞれ駆動し、第１の
ダイオード型発光素子１からは、セットパルスが伝送さ
れ、第２のダイオード型発光素子２からはリセットパル
スが送信される。(First Embodiment) FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a complementary optical wiring circuit according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a complementary optical wiring circuit according to a first embodiment of the present invention includes a first diode-type light emitting element 1 and a second diode-type light emitting element 2 which are connected in series to each other. A coupling capacitor 3 connected to a connection point of the first diode type light emitting device 1 and the second diode type light emitting device 2, and the first diode type light emitting device 1 and the second diode type via the coupling capacitor 3. Pulse signal source 6 for alternately applying the differential waveform signal to the light emitting element 2
And an external DC bias source composed of a constant voltage source (low impedance power source) 7 connected between the anode of the first diode type light emitting element 1 and the cathode of the second diode type light emitting element 2. Then, light pulses are alternately transmitted from the first diode type light emitting element 1 and the second diode type light emitting element 2. A first optical transmission line 4 that transmits a set pulse transmitted from the first diode-type light emitting element 1 is arranged near the first diode-type light emitting element 1. Further, in the vicinity of the second diode type light emitting element 2, a second optical transmission line 5 for transmitting the reset pulse transmitted from the second diode type light emitting element 2 is arranged. The internal resistance of the pulse signal source 6 and the coupling capacitor 3 form an electrical differentiating circuit. Pulse signal source 6
The rectangular pulses from are converted into differentiated waveform signals corresponding to rising and falling by the electric differentiating circuit. This differential waveform signal drives the first and second diode type light emitting elements 1 and 2, respectively, and a set pulse is transmitted from the first diode type light emitting element 1 and the second diode type light emitting element 2 is transmitted. Is sent a reset pulse.
【００２９】第１及び第２のダイオード型発光素子１，
２は、それぞれ例えば発光ダイオード、半導体レーザな
どで構成出来る。第１及び第２の光伝送路４，５は、そ
れぞれ、光ファイバ、光導波路などで構成出来る。パル
ス信号源６としては、周知のロジック回路が使用可能で
ある。例えば、第１及び第２のダイオード型発光素子
１，２として、発光波長１．３μｍ帯の発光素子（例え
ばＧａＩｎＡｓＰ／ＩｎＰ系発光ダイオード又は半導体
レーザ）を用いれば、それぞれの発光素子に必要な駆動
電圧は１．２〜１．５Ｖ程度の値となる。直流バイアス
電圧源７の電圧が０Ｖの時、第１及び第２のダイオード
型発光素子１，２を相補型に駆動するために必要なパル
ス電圧は、約３Ｖ程度と大きな振幅となるが、これは従
来技術と同等の状態に相当する。電圧源７の電圧Ｖｂを
発光素子の発光波長エネルギー相当の電圧、即ち、第１
及び第２のダイオード型発光素子１，２のバンドギャッ
プ相当の電圧（約０．９５Ｖ）の２倍とすると、第１及
び第２のダイオード型発光素子１，２には、第１及び第
２のダイオード型発光素子１，２の内部抵抗で分割した
値であるＶｂ／２の電圧、即ちバンドギャップ相当のバ
イアス電圧が印加されることになり、比較的小さな交流
電圧に対しても素子電流が流れ、発光動作をするように
なる。例えば、上記第１及び第２のダイオード型発光素
子１，２の場合で直流バイアス電圧源７のバイアス電圧
Ｖｂを２Ｖとすると、第１及び第２のダイオード型発光
素子１，２のバイアス（アノード・カソード間電圧）Ｖ
ＡＫＳ＝Ｖｂ／２が１Ｖとなり、パルス信号源６のパル
ス電圧が１Ｖ以下でも相補型動作が実現出来るようにな
る。この様に、本発明の第一の実施の形態に係る相補型
光配線回路においては、直列に接続された第１のダイオ
ード型発光素子１及び第２のダイオード型発光素子２に
一括して外部直流バイアスを加え、第１のダイオード型
発光素子１及び第２のダイオード型発光素子２間のバラ
ンスをくずすことなく動作点の等価的シフトを行わせて
いるので、パルス信号源６の駆動パルス電圧の低電圧化
が可能となる。これにより、エミッタ・カップルド・ロ
ジック（ＥＣＬ）等のロジック回路出力振幅を直接入力
しても相補型動作が可能になり、相補型光配線用に特別
な振幅増幅回路を用意する必要がなくなる。例えばＥＣ
Ｌの場合の約０．８Ｖの出力振幅が使用可能となる。こ
れは、ダイオードのバイアス動作と同様な効果である
が、ここで重要なことは第１及び第２のダイオード型発
光素子１，２のバイアス電圧が異なると、同じ電圧印加
に対するそれぞれのダイオード電流が異なるため、第１
及び第２のダイオード型発光素子１，２の光出力量が異
なり、受信側での再生信号に直接ドリフトを生じさせる
ことである。このため、相補型光配線回路としては本発
明の第一の実施の形態のように、第１及び第２のダイオ
ード型発光素子１，２のバイアスが均等化されるよう、
２つのダイオード型発光素子１，２に一括で直流バイア
スを印加することが望ましい。First and second diode type light emitting elements 1,
Each of 2 can be constituted by, for example, a light emitting diode, a semiconductor laser, or the like. The first and second optical transmission lines 4 and 5 can be configured by optical fibers, optical waveguides, and the like, respectively. A well-known logic circuit can be used as the pulse signal source 6. For example, if a light emitting element having a light emission wavelength of 1.3 μm band (for example, a GaInAsP / InP light emitting diode or a semiconductor laser) is used as the first and second diode type light emitting elements 1 and 2, driving required for each light emitting element is performed. The voltage has a value of about 1.2 to 1.5V. When the voltage of the DC bias voltage source 7 is 0V, the pulse voltage required to drive the first and second diode type light emitting elements 1 and 2 in a complementary manner has a large amplitude of about 3V. Corresponds to the state equivalent to the conventional technique. The voltage V b of the voltage source 7 is set to a voltage corresponding to the emission wavelength energy of the light emitting element, that is, the first
And twice the voltage (about 0.95 V) corresponding to the bandgap of the second diode type light emitting elements 1 and 2, the first and second diode type light emitting elements 1 and 2 have The voltage of V b / 2 which is a value divided by the internal resistance of the diode type light emitting elements 1 and 2, that is, the bias voltage equivalent to the band gap is applied, and the element current is applied to a relatively small AC voltage. Is emitted, and light emission is started. For example, when the bias voltage V b of the DC bias voltage source 7 is 2 V in the case of the first and second diode type light emitting elements 1 and 2, the bias of the first and second diode type light emitting elements 1 and 2 ( Anode-cathode voltage) V
AKS = V b / 2 becomes 1V, and the complementary operation can be realized even if the pulse voltage of the pulse signal source 6 is 1V or less. As described above, in the complementary optical wiring circuit according to the first embodiment of the present invention, the first diode light emitting element 1 and the second diode light emitting element 2 connected in series are collectively externally connected. Since a DC bias is applied to equivalently shift the operating point without breaking the balance between the first diode type light emitting element 1 and the second diode type light emitting element 2, the drive pulse voltage of the pulse signal source 6 is changed. It is possible to reduce the voltage. As a result, even if the output amplitude of a logic circuit such as an emitter coupled logic (ECL) is directly input, complementary operation is possible, and it is not necessary to prepare a special amplitude amplifier circuit for complementary optical wiring. EC for example
An output swing of about 0.8V for L is available. This is the same effect as the bias operation of the diode, but what is important here is that when the bias voltages of the first and second diode type light emitting devices 1 and 2 are different, respective diode currents for the same voltage application are generated. First because it is different
And the light output amounts of the second diode type light emitting devices 1 and 2 are different from each other, and the reproduced signal on the receiving side directly causes a drift. Therefore, in the complementary optical wiring circuit, as in the first embodiment of the present invention, the biases of the first and second diode type light emitting elements 1 and 2 are equalized.
It is desirable to apply a DC bias to the two diode type light emitting devices 1 and 2 collectively.
【００３０】本発明の第一の実施の形態に係る相補型光
配線回路によれば、パルス信号源６の高速化及び集積化
が容易となる。このため、相補型化による低消費電力性
を併せて、光配線実装による高速システムの構築が容易
になる。According to the complementary optical wiring circuit according to the first embodiment of the present invention, the speed and integration of the pulse signal source 6 are facilitated. Therefore, it is easy to construct a high-speed system by mounting optical wiring, together with low power consumption due to complementary type.
【００３１】図１に示す本発明の第一の実施の形態に係
る相補型光配線回路において、第１及び第２のダイオー
ド型発光素子１，２は、半導体レーザや発光ダイオード
等の半導体発光素子が好ましい。特に、相補型光配線回
路の動作が比較的高速の場合、第１及び第２のダイオー
ド型発光素子１，２を半導体レーザとする必要が出てく
る。これは、第１及び第２のダイオード型発光素子１，
２の動作帯域が、発光ダイオードで不足する領域、例え
ば５００Ｍｂｐｓ以上の動作速度の場合に必要となる。
この場合、半導体レーザの発振しきい値より大きな直流
バイアスは光出力の消光比を劣化させてしまい、受信側
のフォトダイオードのリーク電流を大きくすることに相
当し、再生信号の出力低下やホールド時間制限（同値信
号列長制限）をもたらすことになる。従って、第１及び
第２のダイオード型発光素子１，２が半導体レーザの場
合、第１及び第２のダイオード型発光素子１，２のそれ
ぞれのアノード・カソード間電圧ＶＡＫＳが、図３に示
すしきい値電圧Ｖｔｈ以下の直流バイアスとなるよう、
直流バイアス電圧源７の電圧Ｖｂを設定することが必要
となる。パルス信号源６からの矩形パルスが、"ロウレ
ベル"の場合、第１及び第２のダイオード型発光素子
１，２のそれぞれのアノード・カソード間電圧Ｖ ＡＫＳ
は、直流バイアス電圧源７の電圧Ｖｂを第１及び第２の
ダイオード型発光素子１，２の内部抵抗で分割した値Ｖ
ｂ／２の電圧が印加されている。従って、
Ｖｂ／２＜Ｖｔｈ ・・・・・（１）
となるように、直流バイアス電圧源７の電圧Ｖを選んで
おけば良い。そして、この定電圧源の電圧を、第１及び
第２のダイオード型発光素子１，２の内部抵抗で分割し
た値Ｖｂ／２と、微分波形信号の電圧値Ｖｐとの和が、
半導体レーザの発振しきい電圧Ｖｔｈを越える値になる
ようにすれば、パルス信号源６からの矩形パルスによ
り、半導体レーザが発振する。即ち、
Ｖｂ／２＋Ｖｐ＞Ｖｔｈ・・・・・（２）
となるように、電圧を選べば良い。定電圧源の電圧Ｖｂ
をこの様に設定することで、パルス信号源６の駆動パル
ス電圧の低電圧化が可能となる。The first embodiment of the present invention shown in FIG.
In the complementary optical wiring circuit, the first and second diodes are provided.
The light emitting elements 1 and 2 are semiconductor lasers or light emitting diodes.
Semiconductor light emitting devices such as In particular, complementary optical wiring
If the path is relatively fast, the first and second
It becomes necessary to use the diode type light emitting devices 1 and 2 as semiconductor lasers.
It This is the first and second diode type light emitting devices 1,
Area where the operating band of 2 is insufficient for light emitting diodes, eg
For example, it is necessary when the operating speed is 500 Mbps or higher.
In this case, a direct current larger than the oscillation threshold of the semiconductor laser
Bias deteriorates the extinction ratio of the optical output, and
It is important to increase the leakage current of the photodiode of
The playback signal output and hold time limit (equivalent
No. sequence length limitation). Therefore, the first and
If the second diode type light emitting devices 1 and 2 are semiconductor lasers,
That of the first and second diode type light emitting devices 1 and 2,
Each anode-cathode voltage VAKSBut shown in Figure 3
So that the DC bias is less than or equal to the threshold voltage Vth,
Voltage V of DC bias voltage source 7bNeed to set
Becomes The rectangular pulse from the pulse signal source 6 is
In case of "bell", first and second diode type light emitting devices
Anode-cathode voltage V of 1 and 2 AKS
Is the voltage V of the DC bias voltage source 7.bThe first and second
Value V divided by the internal resistance of the diode type light emitting elements 1 and 2
bA voltage of / 2 is applied. Therefore,
Vb/ 2 <Vth (1)
Select the voltage V of the DC bias voltage source 7 so that
You can leave it. Then, the voltage of this constant voltage source is
Divide by the internal resistance of the second diode type light emitting device 1, 2.
Value Vb/ 2 and the voltage value V of the differential waveform signalpIs the sum of
The value exceeds the oscillation threshold voltage Vth of the semiconductor laser.
By doing so, the rectangular pulse from the pulse signal source 6 is used.
The semiconductor laser oscillates. That is,
Vb/ 2 + Vp> Vth ... (2)
Select the voltage so that Voltage V of constant voltage sourceb
By setting in this way, the drive pulse of the pulse signal source 6
It is possible to reduce the output voltage.
【００３２】発光ダイオードの場合は、しきい値電圧Ｖ
ｔｈが存在しないが、所定の消光比となるように、電圧
を選べば、半導体レーザと等価な動作が可能である。In the case of a light emitting diode, the threshold voltage V
Although th does not exist, an operation equivalent to that of a semiconductor laser is possible if the voltage is selected so that a predetermined extinction ratio is obtained.
【００３３】（第二の実施の形態）図２は本発明の第二
の実施の形態の相補型光配線回路を説明する概略構成図
である。本発明の第二の実施の形態の相補型光配線回路
は、互いに直列接続された第１のダイオード型発光素子
１及び第２のダイオード型発光素子２と、この第１のダ
イオード型発光素子１及び第２のダイオード型発光素子
２の接続点に接続された結合コンデンサ３と、この結合
コンデンサ３を介して第１及び第２のダイオード型発光
素子１，２に交互に、微分波形信号を印加するためのパ
ルス信号源６と、第１のダイオード型発光素子１のアノ
ードと第２のダイオード型発光素子２のカソード間に接
続された定電流源（高インピーダンス電源）１０からな
る直流バイアス源と、第１のダイオード型発光素子１の
アノードと第２のダイオード型発光素子２のカソード間
に、直流バイアス電流源１０と並列接続されたパスコン
デンサとから構成されている。そして、第１及び第２の
ダイオード型発光素子１，２から交互に光パルスを送信
する。第１のダイオード型発光素子１の近傍には、第１
のダイオード型発光素子１から送信されるセットパルス
を伝送する第１の光伝送路４が配置されている。また、
第２のダイオード型発光素子２の近傍には、第２のダイ
オード型発光素子２から送信されるリセットパルスを伝
送する第２の光伝送路５が配置されている。(Second Embodiment) FIG. 2 is a schematic configuration diagram for explaining a complementary optical wiring circuit according to a second embodiment of the present invention. The complementary optical wiring circuit according to the second embodiment of the present invention comprises a first diode type light emitting element 1 and a second diode type light emitting element 2 connected in series with each other, and the first diode type light emitting element 1 And a differential waveform signal is alternately applied to the coupling capacitor 3 connected to the connection point of the second diode type light emitting element 2 and the first and second diode type light emitting elements 1 and 2 via the coupling capacitor 3. And a DC bias source consisting of a constant current source (high impedance power source) 10 connected between the anode of the first diode type light emitting element 1 and the cathode of the second diode type light emitting element 2. , A pass capacitor connected in parallel with the DC bias current source 10 between the anode of the first diode type light emitting element 1 and the cathode of the second diode type light emitting element 2. . Then, optical pulses are alternately transmitted from the first and second diode type light emitting elements 1 and 2. In the vicinity of the first diode type light emitting device 1,
The first optical transmission line 4 for transmitting the set pulse transmitted from the diode type light emitting device 1 is arranged. Also,
A second optical transmission line 5 for transmitting a reset pulse transmitted from the second diode type light emitting element 2 is arranged near the second diode type light emitting element 2.
【００３４】第１及び第２のダイオード型発光素子１，
２に印加する直流バイアスを電圧源ではなく電流源１０
により行った実施の形態である。通常、ダイオード型発
光素子は印加電圧に対して指数関数的な電流が流れる。
また、ダイオード型発光素子１，２の光出力は素子電流
に対して比例、或いは１次関数的な相関を持っている。
このため、図１の第一の実施の形態のように直流バイア
スを電圧で行う場合、素子動作点付近で精密な電圧制御
が必要であるが、第二の実施の形態のように直流バイア
ス電流源１０でバイアスする場合、非動作状態の光出力
を直接的に制御可能となるためバイアス制御の誤差が比
較的緩くできる。従って動作余裕を大きくできる特徴を
持っている。例えば第１及び第２のダイオード型発光素
子１，２の動作電流値が尖頭値で２０ｍＡ程度の値であ
る場合、バイアス電流を０．２ｍＡとすれば光出力の消
光比を１００以上とすることができる。但し、第二の実
施の形態の場合、直流バイアス電流源１０が高インピー
ダンスであるため、直流バイアス電流源１０だけでは相
補型動作が困難であり、直流バイアス電流源１０と並列
に交流電流を通過させるパスコンデンサ９が必要にな
る。即ち、相補型光配線回路の場合、信号源と反対側の
第１及び第２のダイオード型発光素子１，２端子は交流
的に接地されている必要があり、直流バイアス電流源１
０を直流バイアス源とする場合には２つの第１及び第２
のダイオード型発光素子１，２動作が非対称にならない
よう、十分な大きさのパスコンデンサ９を設ける必要が
ある。そのおおよその目安としては、結合コンデンサ３
３の１０倍以上の容量があることが望ましい。First and second diode type light emitting elements 1,
The DC bias applied to 2 is applied to the current source 10 instead of the voltage source.
It is an embodiment performed by. In the diode type light emitting element, an exponential current generally flows with respect to the applied voltage.
Further, the light outputs of the diode type light emitting elements 1 and 2 have a proportional or linear function correlation with the element current.
Therefore, when DC bias is performed by voltage as in the first embodiment of FIG. 1, precise voltage control is required near the element operating point, but as in the second embodiment, DC bias current When biased by the source 10, the non-operating light output can be directly controlled, so that the bias control error can be relatively relaxed. Therefore, it has a feature that the operation margin can be increased. For example, when the operating current value of the first and second diode type light emitting devices 1 and 2 is a peak value of about 20 mA, the extinction ratio of light output is 100 or more when the bias current is 0.2 mA. be able to. However, in the case of the second embodiment, since the DC bias current source 10 has a high impedance, it is difficult for the DC bias current source 10 to perform complementary operation, and the AC current passes in parallel with the DC bias current source 10. A pass capacitor 9 is required. That is, in the case of the complementary optical wiring circuit, the first and second terminals 1 and 2 of the diode type light emitting element on the side opposite to the signal source must be grounded in an alternating current.
When 0 is used as the DC bias source, the two first and second
It is necessary to provide a pass capacitor 9 having a sufficient size so that the operations of the diode type light emitting elements 1 and 2 are not asymmetrical. As a rough guide, the coupling capacitor 3
It is desirable that the capacity is 10 times or more than 3.
【００３５】この様にして、本発明の第二の実施の形態
に係る相補型光配線回路においては、直列に接続された
第１及び第２のダイオード型発光素子１，２に一括して
外部直流バイアスを加え、第１及び第２のダイオード型
発光素子１，２間のバランスをくずすことなく動作点の
等価的シフトを行わせているので、第一の実施の形態と
同様に、パルス信号源６の駆動パルス電圧の低電圧化が
可能となる。従って、パルス信号源６の高速化及び集積
化が容易となる。このため、相補型化による低消費電力
性を併せて、光配線実装による高速システムの構築が容
易になる。In this way, in the complementary optical wiring circuit according to the second embodiment of the present invention, the first and second diode type light emitting devices 1 and 2 connected in series are collectively externally connected. Since a DC bias is applied and the equivalent shift of the operating point is performed without breaking the balance between the first and second diode type light emitting elements 1 and 2, the pulse signal is the same as in the first embodiment. The drive pulse voltage of the source 6 can be lowered. Therefore, the speed and integration of the pulse signal source 6 are facilitated. Therefore, it is easy to construct a high-speed system by mounting optical wiring, together with low power consumption due to complementary type.
【００３６】本発明の第二の実施の形態に係る相補型光
配線回路に用いる第１及び第２のダイオード型発光素子
１，２は、半導体レーザや発光ダイオード等の半導体発
光素子等の種々の素子が採用可能である。相補型光配線
回路の動作が比較的高速の場合、第１及び第２のダイオ
ード型発光素子１，２を半導体レーザとする必要が出て
くる。これは、第１及び第２のダイオード型発光素子
１，２の動作帯域が発光ダイオードで不足する領域、例
えば５００Ｍｂｐｓ以上の動作速度の場合に必要とな
る。この場合、半導体レーザの発振しきい値より大きな
直流バイアスは光出力の消光比を劣化させてしまい、受
信側のフォトダイオードのリーク電流を大きくすること
に相当し、再生信号の出力低下やホールド時間制限（同
値信号列長制限）をもたらすことになる。従って、第１
及び第２のダイオード型発光素子１，２が半導体レーザ
の場合、図３に示すしきい値電流Ｉｔｈ以下の直流バイ
アスとなるよう、直流バイアス電流源１０の電流Ｉｂを
設定することが必要となる。即ち、パルス信号源６から
の矩形パルスが、"ロウレベル"の場合、
Ｉｂ＜Ｉｔｈ ・・・・・（３）
となるように、定電流源１０による電流Ｉｂを選んでお
けば良い。そして、定電流源１０による電流Ｉｂと、微
分波形信号の電流値Ｉｐとの和が、半導体レーザの発振
しきい電流Ｉｔｈを越える値になるようにすれば、パル
ス信号源６からの矩形パルスにより、半導体レーザが発
振する。即ち、
Ｉｂ＋Ｉｐ＞Ｉｔｈ ・・・・・（４）
となるように、電流値を選べば良い。定電流源１０の電
流Ｉｂをこの様に設定することで、パルス信号源６の駆
動パルス電圧の低電圧化が可能となる。The first and second diode type light emitting elements 1 and 2 used in the complementary optical wiring circuit according to the second embodiment of the present invention are various semiconductor light emitting elements such as a semiconductor laser and a light emitting diode. Elements can be adopted. When the complementary optical wiring circuit operates at a relatively high speed, it becomes necessary to use the first and second diode type light emitting devices 1 and 2 as semiconductor lasers. This is necessary when the operating band of the first and second diode type light emitting devices 1 and 2 is insufficient in the light emitting diode, for example, when the operating speed is 500 Mbps or more. In this case, a DC bias larger than the oscillation threshold of the semiconductor laser deteriorates the extinction ratio of the optical output, and corresponds to increasing the leak current of the photodiode on the receiving side, which decreases the output of the reproduction signal and the hold time. A limitation (equal signal sequence length limitation) will be introduced. Therefore, the first
And when the second diode emitting elements 1 and 2 is a semiconductor laser, so that the following DC bias threshold current Ith shown in FIG. 3, is necessary to set the current I b of the DC bias current source 10 Become. That is, a rectangular pulse from the pulse signal source 6, the case of "low level", so that the I b <Ith ····· (3) , it suffices to choose current I b from the constant current source 10. Then, a current I b from the constant current source 10, the sum of the current value I p of the differential waveform signal, if such a value exceeding the oscillation threshold current Ith of the semiconductor laser, a rectangular pulse signal source 6 The pulse causes the semiconductor laser to oscillate. That is, the current value may be selected so that I b + I p > Ith (4). The current I b of the constant current source 10 By setting in this manner, the low voltage of the drive pulse voltage of the pulse signal source 6 becomes possible.
【００３７】発光ダイオードの場合は、しきい値電流Ｉ
ｔｈが存在しないが、所定の消光比となるように、電流
値を選べば、半導体レーザと等価な動作が可能である。In the case of a light emitting diode, the threshold current I
Although th does not exist, an operation equivalent to that of a semiconductor laser is possible if the current value is selected so as to obtain a predetermined extinction ratio.
【００３８】（第三の実施の形態）図４は、本発明の第
三の実施の形態に係る相補型光配線回路の概略構成図で
ある。本発明の第三の実施の形態に係る相補型光配線回
路は、互いに直列接続された第１のダイオード型発光素
子１及び第２のダイオード型発光素子２と、この第１の
ダイオード型発光素子１及び第２のダイオード型発光素
子２の接続点に接続された結合コンデンサ３と、この結
合コンデンサ３を介して第１及び第２のダイオード型発
光素子１，２に交互に、微分波形信号を印加するための
パルス信号源６と、第１のダイオード型発光素子１のア
ノードと第２のダイオード型発光素子２のカソード間に
接続された定電流源からなる直流バイアス源と、第１の
ダイオード型発光素子１のアノードと第２のダイオード
型発光素子２のカソード間に、直流バイアス電流源１０
と並列接続されたパスコンデンサ９と、第１のダイオー
ド型発光素子から送信されるセットパルスを伝送する第
１の光伝送路４と、第２のダイオード型発光素子２から
送信されるリセットパルスを伝送する第２の光伝送路５
と、セットパルスを受光する第１のダイオード型受光素
子１１と、この第１のダイオード型受光素子１１のアノ
ードに自己のカソードを接続し、リセットパルスを受光
する第２のダイオード型受光素子１２と、第１のダイオ
ード型受光素子１１及び第２のダイオード型受光素子１
２の接続点と接地点間に接続された電圧制限素子１３と
から構成されている。そして、第１のダイオード型受光
素子１１及び第２のダイオード型受光素子１２の接続点
から再生パルス信号を取出す。第１の光伝送路４及び第
２の光伝送路５としては、リッジ型等の光導波路、光フ
ァイバ、或いは自由空間等が採用可能である。(Third Embodiment) FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a complementary optical wiring circuit according to a third embodiment of the present invention. A complementary optical wiring circuit according to a third embodiment of the present invention includes a first diode type light emitting element 1 and a second diode type light emitting element 2 which are connected in series to each other, and the first diode type light emitting element. A differential waveform signal is alternately applied to the coupling capacitor 3 connected to the connection point of the first and second diode type light emitting elements 2 and the first and second diode type light emitting elements 1 and 2 via the coupling capacitor 3. A pulse signal source 6 for applying, a DC bias source composed of a constant current source connected between the anode of the first diode type light emitting element 1 and the cathode of the second diode type light emitting element 2, and the first diode. Of the DC bias current source 10 between the anode of the light emitting device 1 of the cathode type and the cathode of the second light emitting device 2 of the diode type.
And the reset pulse transmitted from the second diode type light emitting element 2 and the first optical transmission line 4 transmitting the set pulse transmitted from the first diode type light emitting element. Second optical transmission line 5 for transmission
A first diode type light receiving element 11 for receiving a set pulse, and a second diode type light receiving element 12 for receiving a reset pulse by connecting its own cathode to the anode of the first diode type light receiving element 11. , First diode type light receiving element 11 and second diode type light receiving element 1
The voltage limiting element 13 is connected between the second connection point and the ground point. Then, the reproduction pulse signal is taken out from the connection point of the first diode type light receiving element 11 and the second diode type light receiving element 12. As the first optical transmission line 4 and the second optical transmission line 5, a ridge type optical waveguide, an optical fiber, a free space, or the like can be adopted.
【００３９】この様に、本発明の第三の実施の形態に係
る相補型光配線回路は、受信側に直流ドリフトを抑制す
る機能を設けている。第１及び第２のダイオード型受光
素子１１，１２はｐｉｎダイオードやアバランシェ・ダ
イオード等のフォトダイオードであり、内部空乏層を広
げるための外部逆バイアス電圧が印加（各外側端子）さ
れている。電圧制限素子１３は、所定電圧で電流が流れ
始めるダイオード、例えば低容量ショットキーダイオー
ド等を使用すれば良い。図４には、電圧制限素子１３に
順方向接続のダイオードが示されているが、逆方向降伏
を利用したツェナーダイオード等でも良い。As described above, the complementary optical wiring circuit according to the third embodiment of the present invention has the function of suppressing DC drift on the receiving side. The first and second diode type light receiving elements 11 and 12 are photodiodes such as pin diodes and avalanche diodes, and an external reverse bias voltage for expanding the internal depletion layer is applied (each outer terminal). As the voltage limiting element 13, a diode in which a current starts to flow at a predetermined voltage, for example, a low capacity Schottky diode or the like may be used. In FIG. 4, a diode connected in the forward direction is shown as the voltage limiting element 13, but a Zener diode or the like using reverse breakdown may be used.
【００４０】ここで、電圧制限素子１３の制限電圧をＶ
ｄとして説明していく。第１のダイオード型発光素子１
から送られてくるセットパルスが第１のダイオード型受
光素子（フォトダイオード）１１で、電流に変換され
る。図４の出力電圧（右端端子の電圧）は、この電流に
変換された電流の積分（総電荷量）を、第１及び第２の
ダイオード型受光素子（フォトダイオード）１１，１２
の寄生容量と電圧制限素子１３の寄生容量の合成容量で
割った値になる（以下、Ｖｏと記す）。ここで、図５に
示すように従来技術の項で説明した時と同様、無信号状
態の連続から動作状態に移り、その突入電流で最初のセ
ットパルスが大きくなった場合を考える。このとき、電
圧制限素子１３の制限電圧Ｖｄを、予め連続動作時の出
力電圧Ｖｏよりやや小さく設定しておけば、突入電流に
よる過大セットパルスが入力されても図５に示すよう
に、出力電圧はＶｄで常に一定になる。これにより図７
の従来例のような過大セットパルスによる直流ドリフト
（図５破線）が抑制出来る。Here, the limiting voltage of the voltage limiting element 13 is V
It will be described as d. First diode type light emitting device 1
The set pulse sent from the first diode type light receiving element (photodiode) 11 is converted into a current. The output voltage (voltage at the right end terminal) in FIG. 4 is obtained by calculating the integration (total charge amount) of the current converted into this current as the first and second diode type light receiving elements (photodiodes) 11 and 12.
It is a value divided by the combined capacitance of the parasitic capacitance of 1 and the parasitic capacitance of the voltage limiting element 13 (hereinafter referred to as Vo). Here, as shown in FIG. 5, as in the case described in the section of the prior art, consider the case where the continuous non-signal state shifts to the operating state and the initial set pulse becomes large due to the inrush current. At this time, if the limiting voltage Vd of the voltage limiting element 13 is set to be slightly smaller than the output voltage Vo in the continuous operation in advance, even if an excessive set pulse due to the inrush current is input, as shown in FIG. Is always constant at Vd. As a result,
It is possible to suppress the DC drift (broken line in FIG. 5) due to the excessive set pulse as in the conventional example.
【００４１】図５では突入電流による過大セットパルス
について説明したが、この他に第１及び第２のダイオー
ド型発光素子１，２の寄生容量によるセットパルスとリ
セットパルスの過渡的アンバランスによる直流ドリフト
もあり得る。この場合、出力の最大値は電圧制限素子１
３によりＶｄに制限されるが、オフ状態の電圧が負極側
にドリフトしたり、正極側にドリフトする場合がある。
この場合、リセットパルスによる出力電圧の変化量より
Ｖｄを小さく設定することで、出力電圧の最小値を常に
接地電圧以下にできる。そして次段に接続されるロジッ
ク回路もしくは相補型光配線のバッファー回路を接地電
圧と出力最大値（Ｖｄ）を基準としてロジック動作する
ように設定すれば安定な信号再生動作可能である。Although the excessive set pulse due to the inrush current has been described with reference to FIG. 5, the DC drift due to the transient imbalance between the set pulse and the reset pulse due to the parasitic capacitance of the first and second diode type light emitting devices 1 and 2 is also described. There is also a possibility. In this case, the maximum output value is the voltage limiting element 1
Although it is limited to Vd by 3, the off-state voltage may drift to the negative electrode side or to the positive electrode side.
In this case, by setting Vd smaller than the amount of change in the output voltage due to the reset pulse, the minimum value of the output voltage can always be kept below the ground voltage. If a logic circuit connected to the next stage or a buffer circuit of complementary optical wiring is set to perform a logic operation based on the ground voltage and the maximum output value (Vd), a stable signal reproducing operation can be performed.
【００４２】本発明の第三の実施の形態に係る相補型光
配線回路は、図１に示すような、直流バイアス電圧源７
で駆動しても良い。即ち、互いに直列接続された第１の
ダイオード型発光素子１及び第２のダイオード型発光素
子２と、この第１のダイオード型発光素子１及び第２の
ダイオード型発光素子２の接続点に接続された結合コン
デンサ３と、この結合コンデンサ３を介して第１及び第
２のダイオード型発光素子１，２に交互に、微分波形信
号を印加するためのパルス信号源６と、第１のダイオー
ド型発光素子１のアノードと第２のダイオード型発光素
子２のカソード間に接続された直流バイアス電圧源７
と、第１のダイオード型発光素子１から送信されるセッ
トパルスを伝送する第１の光伝送路４と、第２のダイオ
ード型発光素子２から送信されるリセットパルスを伝送
する第２の光伝送路５と、セットパルスを受光する第１
のダイオード型受光素子１１と、この第１のダイオード
型受光素子１１のアノードに自己のカソードを接続し、
リセットパルスを受光する第２のダイオード型受光素子
１２と、第１のダイオード型受光素子１１及び第２のダ
イオード型受光素子１２の接続点と接地点間に接続され
た電圧制限素子１３とから構成しても良い。The complementary optical wiring circuit according to the third embodiment of the present invention is a DC bias voltage source 7 as shown in FIG.
You may drive with. That is, the first diode type light emitting element 1 and the second diode type light emitting element 2 connected in series with each other and the connection point of the first diode type light emitting element 1 and the second diode type light emitting element 2 are connected. And a pulse signal source 6 for alternately applying a differential waveform signal to the first and second diode type light emitting elements 1 and 2 via the coupling capacitor 3, and the first diode type light emission. DC bias voltage source 7 connected between the anode of the device 1 and the cathode of the second diode type light emitting device 2.
A first optical transmission line 4 for transmitting a set pulse transmitted from the first diode type light emitting element 1 and a second optical transmission line for transmitting a reset pulse transmitted from the second diode type light emitting element 2. Path 5 and first to receive the set pulse
Of the diode type light receiving element 11 and the anode of the first diode type light receiving element 11 are connected to their own cathodes,
A second diode type light receiving element 12 for receiving a reset pulse, and a voltage limiting element 13 connected between a connection point of the first diode type light receiving element 11 and the second diode type light receiving element 12 and a ground point. You may.
【００４３】本発明の第三の実施の形態に係る相補型光
配線回路においても、直列に接続された第１及び第２の
ダイオード型発光素子１，２に一括して外部直流バイア
スを加え、第１及び第２のダイオード型発光素子１，２
間のバランスをくずすことなく動作点の等価的シフトを
行わせているので、パルス信号源６の駆動パルス電圧の
低電圧化が可能となる。さらに、前述したように、第１
及び第２のダイオード型受光素子１１，１２の中点に接
続される信号出力部に出力電圧制限素子１３を設け、過
剰に出力電圧振幅が上昇しないようにしているので、直
流成分のドリフトを解消出来る。従って、高動作電圧、
パターン効果による直流レベルドリフトが解消され、光
化による高速実装性、相補型化による低消費電力性を併
せて実現出来る。このため、光配線実装による高速シス
テム構築が容易になる。Also in the complementary optical wiring circuit according to the third embodiment of the present invention, an external DC bias is applied to the first and second diode type light emitting devices 1 and 2 connected in series all together, First and second diode type light emitting elements 1 and 2
Since the equivalent shift of the operating point is performed without breaking the balance between them, the drive pulse voltage of the pulse signal source 6 can be lowered. Further, as described above, the first
Also, since the output voltage limiting element 13 is provided in the signal output section connected to the midpoint of the second diode type light receiving elements 11 and 12, the output voltage amplitude is prevented from rising excessively, so that the drift of the DC component is eliminated. I can. Therefore, high operating voltage,
The DC level drift due to the pattern effect is eliminated, and high-speed mounting due to opticalization and low power consumption due to complementary type can be realized together. Therefore, high-speed system construction by optical wiring mounting becomes easy.
【００４４】本発明の第三の実施の形態に係る相補型光
配線回路において、第１及び第２のダイオード型発光素
子１，２が半導体レーザの場合は、外部直流バイアス源
を、半導体レーザの発振しきい値以下の値に設定し、こ
の外部直流バイアス源のバイアスの効果と微分波形信号
の和が、半導体レーザの発振しきい値を越える値になる
ようにすれば良い。外部直流バイアス源の電圧をこの様
に設定することで、パルス信号源６の駆動パルス電圧の
低電圧化と高速動作が可能となる。In the complementary optical wiring circuit according to the third embodiment of the present invention, when the first and second diode type light emitting devices 1 and 2 are semiconductor lasers, an external DC bias source is used as the semiconductor laser. The value may be set to a value below the oscillation threshold so that the sum of the effect of the bias of the external DC bias source and the differential waveform signal exceeds the oscillation threshold of the semiconductor laser. By setting the voltage of the external DC bias source in this way, it becomes possible to lower the drive pulse voltage of the pulse signal source 6 and to operate at high speed.
【００４５】上記のように、本発明は第一乃至第三の実
施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論
述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべ
きではない。この開示から当業者には様々な代替実施の
形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。従って、
本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の
範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるもので
ある。As described above, the present invention has been described by the first to third embodiments, but it should not be understood that the description and drawings forming a part of this disclosure limit the present invention. . From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art. Therefore,
The technical scope of the present invention is defined only by the matters specifying the invention according to the scope of claims reasonable from the above description.
【００４６】[0046]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば光配
線の高速性によるシステムの高速化と相補型光配線によ
る消費電力の抑制により、これまでのシステム構成を大
幅に変更することなく各種システムの高速化が可能にな
る。As described above, according to the present invention, the system speed can be increased by the high speed of the optical wiring and the power consumption can be suppressed by the complementary optical wiring without changing the system configuration so far. It is possible to speed up various systems.
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る相補型光配線
回路の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a complementary optical wiring circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第二の実施の形態に係る相補型光配線
回路の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a complementary optical wiring circuit according to a second embodiment of the present invention.
【図３】半導体レーザの電流−光出力特性、及び電圧−
光出力特性を説明する図である。FIG. 3 shows current-light output characteristics and voltage of a semiconductor laser.
It is a figure explaining a light output characteristic.
【図４】本発明の第三の実施の形態に係る相補型光配線
回路の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a complementary optical wiring circuit according to a third embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第三の実施の形態に係る相補型光配線
回路の動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram of a complementary optical wiring circuit according to a third embodiment of the present invention.
【図６】従来技術に係る相補型光配線回路の概略構成図
である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a complementary optical wiring circuit according to a conventional technique.
【図７】従来技術に係る相補型光配線回路の動作説明図
である。FIG. 7 is an operation explanatory diagram of a complementary optical wiring circuit according to a conventional technique.
１ 第１のダイオード型発光素子
２ 第２のダイオード型発光素子
３ 結合コンデンサ
４ 第１の光伝送路
５ 第２の光伝送路
６ パルス信号源
７ 直流バイアス電圧源
９ パスコンデンサ
１０ 直流バイアス電流源
１１ 第１のダイオード型受光素子（フォトダイオー
ド）
１２ 第２のダイオード型受光素子（フォトダイオー
ド）
１３ 電圧制限素子
１４ 等価容量1 1st diode type light emitting element 2 2nd diode type light emitting element 3 coupling capacitor 4 1st optical transmission line 5 2nd optical transmission line 6 pulse signal source 7 DC bias voltage source 9 path capacitor 10 DC bias current source 11 1st diode type light receiving element (photodiode) 12 2nd diode type light receiving element (photodiode) 13 voltage limiting element 14 equivalent capacity
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−58532（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−74825（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−171342（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−109935（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−38419（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−122157（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−38504（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−112766（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−23310（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−199095（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−261827（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−98451（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−85545（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−245118（ＪＰ，Ａ) 特表 平10−505201（ＪＰ，Ａ) 古山 英人，中村 優，“低消費電力 光配線方式の提案 −光コンプリメンタ リー配線−”，1990年電子情報通信学会 春季全国大会講演論文集 分冊４，1990 年３月５日，ｐ．４−223，（Ｃ−168) 古山 英人，中村 優，“相補型光配 線技術”，応用物理，1993年１月10日, Ｖｏｌ．62，Ｎｏ．１，ｐｐ．40−43 Ｈｉｄｅｔｏ ＦＵＲＵＹＡＭＡ ａ ｎｄ Ｍａｓａｒｕ ＮＡＫＡＭＵＲ Ａ，“Ａ Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎ ｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｒ−Ｃ ｈｉｐ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”，ＩＥＩＣ Ｅ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，1993年１月25 日，Ｖｏｌ．Ｅ76−Ｃ，Ｎｏ．１，ｐ ｐ．112−117 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 H04J 14/00 ＩＮＳＰＥＣ（ＤＩＡＬＯＧ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)Continuation of the front page (56) Reference JP-A-3-58532 (JP, A) JP-A-60-74825 (JP, A) JP-A-59-171342 (JP, A) JP-A-60-109935 (JP , A) JP 7-38419 (JP, A) JP 5-122157 (JP, A) JP 7-38504 (JP, A) JP 6-112766 (JP, A) JP 8-23310 (JP, A) JP 5-199095 (JP, A) JP 10-261827 (JP, A) JP 10-98451 (JP, A) JP 6-85545 (JP, A) Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-245118 (JP, A) Japanese Patent Laid-Open No. 10-505201 (JP, A) Furuyama Hideto, Nakamura Yu, "Proposal of Low Power Consumption Optical Wiring System-Optical Complementary Wiring-", 1990 Proceedings of IEICE Spring National Congress, Volume 4, March 5, 1990, p. 4-223, (C-168) Hideto Furuyama, Yu Nakamura, "Complementary Optical Distribution Technology", Applied Physics, January 10, 1993, Vol. 62, No. 1, pp. 40-43 Hideto FURUYAMA and Masaru NAKAMUR A, "A Complementary Optical Interconnection for Inter-Chip Networks, October 25th, 1993, IEIC E Transactions, October 1st. E76-C, No. 1, pp. 112-117 (58) Fields studied (Int.Cl. 7 , DB name) H04B 10/00 H04J 14/00 INSPEC (DIALOG) JISST file (JOIS)
Claims (6)
イオード型発光素子と、 該第１及び第２のダイオード型発光素子の接続点に接続
された結合コンデンサと、 該結合コンデンサを介して前記第１及び第２のダイオー
ド型発光素子に交互に微分波形信号を印加するためのパ
ルス信号源と、 前記第１のダイオード型発光素子のアノードと前記第２
のダイオード型発光素子のカソード間に接続された定電
圧源からなる直流バイアス源とから構成され、前記微分
波形信号で駆動することにより、前記第１及び第２のダ
イオード型発光素子から交互に光パルスを送信すること
を特徴とする相補型光配線回路。1. A first and a second diode type light emitting element connected in series with each other, a coupling capacitor connected to a connection point of the first and the second diode type light emitting element, and a coupling capacitor via the coupling capacitor. A pulse signal source for alternately applying a differential waveform signal to the first and second diode type light emitting elements; an anode of the first diode type light emitting element and the second
And a direct current bias source composed of a constant voltage source connected between the cathodes of the diode type light emitting element of FIG. 1 and driven by the differential waveform signal to alternately emit light from the first and second diode type light emitting elements. A complementary optical wiring circuit characterized by transmitting pulses.
イオード型発光素子と、 該第１及び第２のダイオード型発光素子の接続点に接続
された結合コンデンサと、 該結合コンデンサを介して前記第１及び第２のダイオー
ド型発光素子に交互に微分波形信号を印加するためのパ
ルス信号源と、 前記第１のダイオード型発光素子のアノードと前記第２
のダイオード型発光素子のカソード間に接続された定電
流源からなる直流バイアス源と、 前記第１のダイオード型発光素子のアノードと前記第２
のダイオード型発光素子のカソード間に、前記直流バイ
アス電流源と並列接続されたパスコンデンサとから構成
され、前記微分波形信号で駆動することにより、前記第
１及び第２のダイオード型発光素子から交互に光パルス
を送信することを特徴とする相補型光配線回路。2. A first and a second diode type light emitting element connected in series with each other, a coupling capacitor connected to a connection point of the first and the second diode type light emitting element, and via the coupling capacitor. A pulse signal source for alternately applying a differential waveform signal to the first and second diode type light emitting elements; an anode of the first diode type light emitting element and the second
A DC bias source consisting of a constant current source connected between the cathodes of the diode type light emitting device, and the anode of the first diode type light emitting device and the second
Between the cathodes of the diode type light emitting elements, and a pass capacitor connected in parallel with the DC bias current source, and driven by the differential waveform signal to alternate from the first and second diode type light emitting elements. A complementary optical wiring circuit, which transmits an optical pulse to the optical fiber.
イオード型受光素子と、 該第１及び第２のダイオード型受光素子の接続点と接地
点間に接続された電圧制限素子とから構成され、前記第
１及び第２のダイオード型発光素子により、それぞれセ
ットパルス、リセットパルスから成る相補型光パルスを
受光し、２つのダイオード型受光素子の接続点から再生
パルス信号を取出すことを特徴とする相補型光配線回
路。3. A first and a second diode type light receiving element connected in series with each other, and a voltage limiting element connected between a connection point of the first and the second diode type light receiving element and a ground point. The first and second diode type light emitting elements receive complementary optical pulses each consisting of a set pulse and a reset pulse, and a reproduction pulse signal is taken out from the connection point of the two diode type light receiving elements. Complementary optical wiring circuit.
イオード型発光素子と、 該第１及び第２のダイオード型発光素子の接続点に接続
された結合コンデンサと、 該結合コンデンサを介して前記第１及び第２のダイオー
ド型発光素子に交互に微分波形信号を印加するためのパ
ルス信号源と、 前記第１のダイオード型発光素子のアノードと前記第２
のダイオード型発光素子のカソード間に接続された定電
圧源からなる直流バイアス源と、 前記第１のダイオード型発光素子から送信されるセット
パルスを伝送する第１の光伝送路と、 前記第２のダイオード型発光素子から送信されるリセッ
トパルスを伝送する第２の光伝送路と、 前記セットパルスを受光する第１のダイオード型受光素
子と、 該第１のダイオード型受光素子に直列接続され、前記リ
セットパルスを受光する第２のダイオード型受光素子
と、 前記第１及び第２のダイオード型受光素子の接続点と接
地点間に接続された電圧制限素子とから構成され、前記
第１及び第２のダイオード型受光素子の接続点から再生
パルス信号を取出すことを特徴とする相補型光配線回
路。4. A first and a second diode-type light-emitting element connected in series with each other, a coupling capacitor connected to a connection point of the first and the second diode-type light-emitting element, and via the coupling capacitor. A pulse signal source for alternately applying a differential waveform signal to the first and second diode type light emitting elements; an anode of the first diode type light emitting element and the second
A DC bias source composed of a constant voltage source connected between the cathodes of the diode type light emitting device, a first optical transmission line for transmitting a set pulse transmitted from the first diode type light emitting device, and the second A second optical transmission line for transmitting a reset pulse transmitted from the diode type light emitting element, a first diode type light receiving element for receiving the set pulse, and a series connection to the first diode type light receiving element, The first and second diode type light receiving elements for receiving the reset pulse, and the voltage limiting element connected between the connection point of the first and second diode type light receiving elements and the ground point, A complementary optical wiring circuit, wherein a reproduction pulse signal is taken out from a connection point of two diode type light receiving elements.
イオード型発光素子と、 該第１及び第２のダイオード型発光素子の接続点に接続
された結合コンデンサと、 該結合コンデンサを介して前記第１及び第２のダイオー
ド型発光素子に交互に微分波形信号を印加するためのパ
ルス信号源と、 前記第１のダイオード型発光素子のアノードと前記第２
のダイオード型発光素子のカソード間に接続された定電
流源からなる直流バイアス源と、 前記第１のダイオード型発光素子のアノードと前記第２
のダイオード型発光素子のカソード間に、前記直流バイ
アス電流源と並列接続されたパスコンデンサと、 前記第１のダイオード型発光素子から送信されるセット
パルスを伝送する第１の光伝送路と、 前記第２のダイオード型発光素子から送信されるリセッ
トパルスを伝送する第２の光伝送路と、 前記セットパルスを受光する第１のダイオード型受光素
子と、 該第１のダイオード型受光素子に直列接続され、前記リ
セットパルスを受光する第２のダイオード型受光素子
と、 前記第１及び第２のダイオード型受光素子の接続点と接
地点間に接続された電圧制限素子とから構成され、前記
第１及び第２のダイオード型受光素子の接続点から再生
パルス信号を取出すことを特徴とする相補型光配線回
路。5. A first and a second diode type light emitting element connected in series with each other, a coupling capacitor connected to a connection point of the first and the second diode type light emitting element, and via the coupling capacitor. A pulse signal source for alternately applying a differential waveform signal to the first and second diode type light emitting elements; an anode of the first diode type light emitting element and the second
A DC bias source consisting of a constant current source connected between the cathodes of the diode type light emitting device, and the anode of the first diode type light emitting device and the second
A pass capacitor connected in parallel with the DC bias current source between the cathodes of the diode type light emitting device, a first optical transmission line for transmitting a set pulse transmitted from the first diode type light emitting device, A second optical transmission line for transmitting a reset pulse transmitted from a second diode type light emitting element, a first diode type light receiving element for receiving the set pulse, and a serial connection to the first diode type light receiving element And a voltage limiting element connected between a connection point of the first and second diode type light receiving elements and a ground point, the first diode type light receiving element receiving the reset pulse, and the first diode type light receiving element. And a reproduction pulse signal is taken out from the connection point of the second diode type light receiving element.
子が、それぞれ第１及び第２の半導体レーザであり、前
記直流バイアス源が、該第１及び第２の半導体レーザの
発振しきい値以下のバイアス値に設定されていることを
特徴とする請求項１、２、４及び５のいずれか１項記載
の相補型光配線回路。6. The first and second diode type light emitting devices are first and second semiconductor lasers, respectively, and the DC bias source is an oscillation threshold value of the first and second semiconductor lasers. The complementary optical wiring circuit according to claim 1, wherein the bias value is set to the following bias value.
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