JP4870706B2 - 光双安定素子及びメモリ安定化方法 - Google Patents
光双安定素子及びメモリ安定化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4870706B2 JP4870706B2 JP2008081094A JP2008081094A JP4870706B2 JP 4870706 B2 JP4870706 B2 JP 4870706B2 JP 2008081094 A JP2008081094 A JP 2008081094A JP 2008081094 A JP2008081094 A JP 2008081094A JP 4870706 B2 JP4870706 B2 JP 4870706B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- resonator
- state
- photonic crystal
- incident
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Description
(1)Set/ResetなしでBiasのみ入射した場合;
(2)(1)の条件に加えてSetをさらに入射した場合;
(3)Set/Reset有の場合;
をそれぞれ示している。図16に示す動作では、Setパルス及びReset負パルスのいずれかが最後に入射したかの情報を、共振器の透過率の高低として保持しているので、シリコンフォトニック結晶微小光共振器による双安定デバイスが光メモリとして動作していることがわかる。
T. Tanabe, M. Notomi, E. Kuramochi, A. Shinya, and H. Taniyama, "Trapping and delaying photons for one nanosecond in an ultrasmall high-Q photonic-crystal nanocavity," Nature Photon., Vol. 1, No. 1, 49-52 (2007). M. Notomi, A. Shinya, S. Mitsugi, G. Kira, E. Kuramochi, and T. Tanabe, "Optical bistable switching action of Si high-Q photonic-crystal nanocavities," Optics Express, Vol. 13, No. 7, pp. 2678-2687, (2005). T. Tanabe, M. Notomi, A. Shinya, S. Mitsugi, and E. Kuramochi, "Fast bistable all-optical switch and memory on silicon photonic crystal on-chip," Optics Letters, Vol. 30, No. 19, 2575-2577 (2005). T. Tanabe, M. Notomi, A. Shinya, S. Mitsugi, and E. Kuramochi, "All-optical switches on a silicon chip realized using photonic crystal nanocavities," Applied Physics Letters, Vol. 87, No. 15, 151112 (2005).
フォトニック結晶1中に、
光学非線形を発現する媒質を含む光共振器10と、
前記光共振器部位を挟んで対向する2つの領域に、前記光共振器から外部にキャリアを引き抜くために逆バイアス電圧が印加される、P形半導体領域、N形半導体領域の2つの電極と、
電極に電界を印加する電界印加手段と、
を有し、
光共振器10は、バイアス光のみが入射した状態では透過率が低いOFF状態であり、バイアス光が入射した状態でセット光パルスが入射すると、キャリアプラズマ効果で共鳴波長がシフトすることによって透過率が高いON状態へ移行してその状態を維持し、ON状態でバイアス光の入射が切られると透過率が低いOFF状態に移行する機能を有する。
空気穴40を格子定数の範囲内でシフトする構造、または、特定の領域に空気穴を形成しない点欠陥型構造、または、該空気穴を1列形成しない線欠陥の幅を部分的に変調した構造、または、線欠陥に接する空気穴の格子定数を部分的に変調した構造、または、線欠陥に接する空気穴の穴径を部分的に変調した構造とする。
共振器部位を挟んで対向する2つの領域に、光共振器から外部にキャリアを引き抜くためのP領域、N領域の2つの電極を設け、電界を印加する構造を有する光双安定素子を用い、
熱光学効果によって、光共振器の共鳴波長がキャリアプラズマ効果によるシフトとは逆方向にシフトすることによるメモリ不安定化を防止するために、2つの電極に逆バイアス電圧を印加することにより、キャリアを引き抜く。
図2は、本発明の第1の実施の形態における光双安定素子の構成を示し、図3は、本発明の第1の実施の形態におけるフォトニック結晶共振器の構成例を示す。
図9は、本発明の第2の実施の形態における光双安定素子であるD4共振器の共振器モードを示し、図10は、本発明の第2の実施の形態における導波路に結合したD4共振器のPIN付構造の模式図を示す。D4共振器70は、光双安定素子であることが報告されている。D4共振器70は、フォトニック結晶中の4つの空気穴を一列あけない領域を作り共振器を形成する。共振器の両端の穴はわずかに外側にシフトさせ穴径も小さくしている。本共振器70におけるQ値は2.3×104である。
10 共振器、六重極共振器
20 P領域(p-Si領域)
30 N領域(n-Si領域)
40 空気穴、最近接穴
50 入力導波路
60 出力導波路
70 共振器
101 フォトニック導波路
102 フォトニック結晶微小共振器
Claims (4)
- フォトニック結晶中に作製された光導波路及び光共振器からなる光双安定素子であって、
前記フォトニック結晶中に、
光学非線形を発現する媒質を含む光共振器と、
前記光共振器部位を挟んで対向する2つの領域に、前記光共振器から外部にキャリアを引き抜くために逆バイアス電圧が印加される、P形半導体領域、N形半導体領域の2つの電極と、
前記電極に電界を印加する電界印加手段と、
を有し、
前記光共振器は、バイアス光のみが入射した状態では透過率が低いOFF状態であり、バイアス光が入射した状態でセット光パルスが入射すると、キャリアプラズマ効果で共鳴波長がシフトすることによって透過率が高いON状態へ移行してその状態を維持し、ON状態でバイアス光の入射が切られると透過率が低いOFF状態に移行する機能を有することを特徴とする光双安定素子。 - 前記フォトニック結晶は、
高屈折率材料からなるスラブに低屈折率材料を周期的に配置した2次元フォトニック結晶である
請求項1記載の光双安定素子。 - 前記フォトニック結晶中に作製された共振器は、
空気穴を格子定数の範囲内でシフトする構造、または、特定の領域に空気穴を形成しない点欠陥型構造、または、該空気穴を1列形成しない線欠陥の幅を部分的に変調した構造、または、線欠陥に接する空気穴の格子定数を部分的に変調した構造、または、線欠陥に接する空気穴の穴径を部分的に変調した構造とする
請求項1記載の光双安定素子。 - フォトニック結晶中に作製された光導波路及び光共振器からなり、前記光共振器が、バイアス光のみが入射した状態では透過率が低いOFF状態であり、バイアス光が入射した状態でセット光パルスが入射すると、キャリアプラズマ効果で共鳴波長がシフトすることによって透過率が高いON状態へ移行してその状態を維持し、ON状態でバイアス光の入射が切られると透過率が低いOFF状態へ移行する機能を有する光双安定素子を用いたメモリ安定化方法において、
前記共振器部位を挟んで対向する2つの領域に、前記光共振器から外部にキャリアを引き抜くためのP領域、N領域の2つの電極を設け、電界を印加する構造を有する光双安定素子を用い、
熱光学効果によって、前記光共振器の共鳴波長がキャリアプラズマ効果によるシフトとは逆方向にシフトすることによるメモリ不安定化を防止するために、前記2つの電極に逆バイアス電圧を印加することにより、キャリアを引き抜くことを特徴とするメモリ安定化方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008081094A JP4870706B2 (ja) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | 光双安定素子及びメモリ安定化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008081094A JP4870706B2 (ja) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | 光双安定素子及びメモリ安定化方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009237095A JP2009237095A (ja) | 2009-10-15 |
JP4870706B2 true JP4870706B2 (ja) | 2012-02-08 |
Family
ID=41251140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008081094A Active JP4870706B2 (ja) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | 光双安定素子及びメモリ安定化方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4870706B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5483655B1 (ja) * | 2013-07-11 | 2014-05-07 | 日本電信電話株式会社 | 光記憶装置 |
CN104483804B (zh) * | 2014-12-19 | 2017-04-12 | 欧阳征标 | 光子晶体全光与变换逻辑门 |
CN104483800B (zh) * | 2014-12-19 | 2021-05-07 | 深圳大学 | 光子晶体全光自与变换逻辑门 |
CN104483805B (zh) * | 2014-12-19 | 2017-04-12 | 欧阳征标 | 光子晶体记忆式全光或与逻辑门 |
JP7124752B2 (ja) * | 2019-02-18 | 2022-08-24 | 日本電信電話株式会社 | フォトニック結晶光共振器 |
CN110456529A (zh) * | 2019-08-13 | 2019-11-15 | 南京邮电大学 | 一种基于pn结的谐振腔型电光调制器 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002303836A (ja) * | 2001-04-04 | 2002-10-18 | Nec Corp | フォトニック結晶構造を有する光スイッチ |
JP2004109412A (ja) * | 2002-09-18 | 2004-04-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 可変光減衰器 |
US7266258B2 (en) * | 2004-05-28 | 2007-09-04 | Intel Corporation | Two-photon absorption generated carrier lifetime reduction in semiconductor waveguide for semiconductor based raman laser and amplifier |
US7508576B2 (en) * | 2005-01-20 | 2009-03-24 | Intel Corporation | Digital signal regeneration, reshaping and wavelength conversion using an optical bistable silicon raman laser |
JP5196412B2 (ja) * | 2006-03-20 | 2013-05-15 | 富士通株式会社 | 光回路部品および光素子 |
JP2009237094A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 高速スイッチング素子及びスイッチ高速化方法 |
-
2008
- 2008-03-26 JP JP2008081094A patent/JP4870706B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009237095A (ja) | 2009-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Faraon et al. | Integrated quantum optical networks based on quantum dots and photonic crystals | |
Fushman et al. | Ultra fast nonlinear optical tuning of photonic crystal cavities | |
US6937781B2 (en) | Optical switch having photonic crystal structure | |
US20030053785A1 (en) | Photon transistors | |
JP6622228B2 (ja) | 光変調器及びその製造方法 | |
JP4870706B2 (ja) | 光双安定素子及びメモリ安定化方法 | |
Asano et al. | Photonic crystal devices in silicon photonics | |
US20170059892A1 (en) | Article and Method for Implementing Electronic Devices on a Substrate Using Quantum Dot Layers | |
US9140853B2 (en) | All silicon optical transistor | |
De La Rue et al. | Photonic crystal devices: some basics and selected topics | |
JP6983590B2 (ja) | 光変調器及びその製造方法 | |
Amarnath et al. | Electrically pumped InGaAsP-InP microring optical amplifiers and lasers with surface passivation | |
Jiang et al. | Photonic crystal waveguide modulators for silicon photonics: Device physics and some recent progress | |
JP2009237094A (ja) | 高速スイッチング素子及びスイッチ高速化方法 | |
WO2001020379A9 (en) | Photon transistors | |
JP5465273B2 (ja) | 高速スイッチング素子及びスイッチ高速化方法 | |
Shinya et al. | All-optical switch and digital light processing using photonic crystals | |
Fitsios et al. | Photonic crystal lasers and nanolasers on silicon | |
JP4918062B2 (ja) | 光メモリ及び光入出力制御方法 | |
JP2015227964A (ja) | 光デバイス | |
Taleb et al. | Optical gain, phase, and refractive index dynamics in photonic crystal quantum-dot semiconductor optical amplifiers | |
WO2023105663A1 (ja) | 光デバイス | |
Combrié et al. | Advances in III-V based photonic crystals for integrated optical processing | |
Shcherbakov et al. | Nonlinear and ultrafast effects | |
Ma et al. | Compact inline resonant photonic crystal Fabry–Pérot cavities for TM-polarized light |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110208 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110404 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111115 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111117 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4870706 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141125 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |