JP4982652B2 - Optical logic circuit - Google Patents

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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Description

本発明は、光スイッチのみで構成される光論理回路に関するものである。   The present invention relates to an optical logic circuit including only an optical switch.

従来より、光を利用した論理回路についてはいくつかの提案がなされている(たとえば特許文献1〜6)。これらの論理回路は、電気的な機構を組み込んだ光スイッチを用いるものがほとんどであり、そのため構造も複雑なものとなっていた。   Conventionally, several proposals have been made for logic circuits using light (for example, Patent Documents 1 to 6). Most of these logic circuits use an optical switch incorporating an electric mechanism, and the structure thereof is therefore complicated.

このような事情の下、電気的な機構を組み込まないで光スイッチのみで構成された光論理回路は、今後の高速光スイッチングの展開とともにその技術的重要性は今後益々高まっていくものと考えられる。   Under these circumstances, optical logic circuits that are configured only with optical switches without incorporating an electrical mechanism are expected to become increasingly important in the future with the development of high-speed optical switching. .

一方、本発明者らは、特許文献7において、波長帯域によって光吸収性を示す領域と光透過性を示す領域を有する光吸収層を有する熱レンズ形成光素子を有し、光吸収性を示す領域から選ばれる波長をもつ制御光と光透過性を示す領域から選ばれる波長をもつ制御光を前記光吸収層に同軸で照射し、制御光の照射の有無により制御光の開き角度が異なるドーナツ型の出射光を形成し、穴あきミラーを設けて光路を変更させる光スイッチ技術を提案した。   On the other hand, the inventors of the present invention have a thermal lens forming optical element having a light absorption layer having a region exhibiting light absorptivity according to a wavelength band and a region exhibiting light transmittance in Patent Document 7, and exhibits light absorptivity. A control light having a wavelength selected from a region and a control light having a wavelength selected from a region exhibiting optical transparency are coaxially irradiated to the light absorption layer, and the opening angle of the control light varies depending on whether or not the control light is irradiated. We proposed an optical switch technology that changes the optical path by forming a mold output light and providing a perforated mirror.

また、最近、本発明者らは、この光スイッチ技術を利用した新規な光論理回路を提案した(特願2006−202619)。   Recently, the present inventors have proposed a novel optical logic circuit using this optical switch technology (Japanese Patent Application No. 2006-202619).

さらに特許文献8には、電気的または機械的手段を採らず、制御ビームの照射でスイッチ物質の屈折率を変え、信号ビームの光路を変える光スイッチが提案されている。
特開2005−33017号公報 特開平3−16086号公報 特開平3−16087号公報 特開昭61−32316号公報 特開昭55−172769号公報 特開昭50−109439号公報 特開2002−275713号公報 米国特許第4,585,301号
Further, Patent Document 8 proposes an optical switch that changes the refractive index of the switch material by irradiation of a control beam and changes the optical path of the signal beam without using electrical or mechanical means.
JP-A-2005-33017 JP-A-3-16086 Japanese Patent Laid-Open No. 3-16087 JP-A-61-32316 JP 55-172769 A JP 50-109439 A JP 2002-275713 A U.S. Pat.No. 4,585,301

本発明者が、特願2006−202619で提案した光論理回路によれば、光論理スイッチのみで構成された光論理回路が実現されたものの、制御光の照射の有無により制御光の開き角度が異なるドーナツ型の出射光を形成し、穴あきミラーを設けて光路を変更させる光スイッチ技術を用いた場合、依然、多くの光学部品を必要とするため、本格的な実用化のためにはさらに改善の余地があった。   According to the optical logic circuit proposed by the present inventor in Japanese Patent Application No. 2006-202619, although the optical logic circuit composed only of the optical logic switch is realized, the opening angle of the control light depends on the presence or absence of the control light irradiation. When using optical switch technology that changes the optical path by forming different donut-shaped outgoing light and providing a perforated mirror, it still requires a lot of optical components. There was room for improvement.

一方、特許文献2に開示されている光路切替手法をこの光論理回路に適用することも考えられるが、その場合、偏向角をあまり大きくできず、また屈折率変化を行わせるレーザ光は大パワーが必要であるという問題があった。
本発明は、以上のような従来技術の実状に鑑みてなされたもので、電気的な機構を組み込まないで光スイッチのみで構成された、光学部品点数が少なく低コスト化が図れ、本格的な実用化が期待される光論理回路を提供することを課題とする。
On the other hand, it is conceivable to apply the optical path switching method disclosed in Patent Document 2 to this optical logic circuit. In this case, however, the deflection angle cannot be increased so much and the laser beam for changing the refractive index has a large power. There was a problem that was necessary.
The present invention has been made in view of the actual state of the prior art as described above, and is composed of only an optical switch without incorporating an electrical mechanism. The number of optical components is small, and the cost can be reduced. An object is to provide an optical logic circuit expected to be put to practical use.

本発明は、上記課題を解決するため、第1には、波長λ1を有する信号光を入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第1の熱レンズ形成光素子と、光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第1の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、第1の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、第1の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第1の光スイッチと、該第1の光スイッチの第2の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を信号光として入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第2の熱レンズ形成光素子と、光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第2の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、第2の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、第2の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第2の光スイッチと、波長λ2を有する信号光を入力する第1の入力ポート及び該第2の光スイッチの第2の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を制御光として入力する第2の入力ポートと、制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第3の熱レンズ形成光素子と、光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第3の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、第3の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出力した信号光を出力する第2の出力ポートと、第3の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第3の光スイッチを備え、該第3の光スイッチの第2の出力ポートの光出力のオン/オフを論理演算結果とするAND回路を構成することを特徴とする光論理回路を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention firstly includes a first input port for inputting signal light having a wavelength λ1 and a second input port for inputting control light having a wavelength λ2 different from the signal light. A first thermal lens-forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light; and signal light and control light in the light absorption layer, A condensing point that condenses the signal light and the control light so as to be in different positions in the direction perpendicular to the optical axis when the signal light and the control light are incident on the incident surface of the first thermal lens forming optical element as parallel light. The first thermal lens forming optical element having an optical part is a thermal lens based on a refractive index distribution reversibly generated due to a temperature rise occurring in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof. By using this, the control lens is not irradiated and the thermal lens is shaped. When not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated to form a thermal lens, the signal light is emitted as deflected light whose traveling direction is changed. And a second output port for outputting the signal light emitted as the deflected light, and a second output port for outputting the signal light emitted as the deflected light. A signal light path switching unit that outputs non-deflected light from the first output port and outputs deflected light from the second output port out of the signal light emitted from the first thermal lens forming optical element. first optical switch comprising a control having a different wavelength λ2 from the first input port and a signal light input the output light having a wavelength λ1 from the second output port of said first optical switch as a signal light Second to input light A second thermal lens forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light, and includes signal light and control light in the light absorption layer. Are focused so that the condensing points are at different positions in the direction perpendicular to the optical axis when the signal light and the control light are incident on the incident surface of the second thermal lens forming optical element as parallel light. The second thermal lens forming optical element includes a condensing unit that emits light, and the second thermal lens forming optical element is based on a refractive index distribution reversibly generated due to a temperature rise occurring in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof. When the control lens is not irradiated and the thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and the control lens is irradiated to form the thermal lens. If the signal light is deflected by changing the direction of travel The output state is realized in correspondence with the presence or absence of the control light irradiation, and the first output port that outputs the signal light emitted as the non-deflected light and the signal light emitted as the deflected light are output. Of the signal light emitted from the second output port and the second thermal lens forming optical element, the non-deflected light is output from the first output port, and the deflected light is output from the second output port. A second optical switch including a switching unit, a first input port for inputting signal light having a wavelength λ2, and output light having a wavelength λ1 from a second output port of the second optical switch. A second input port for inputting control light; a third thermal lens forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light; and a light absorption layer Signal light and control light, respectively A condensing unit for condensing the signal light and the control light so as to be in different positions in a direction perpendicular to the optical axis in a case where the signal light and the control light are incident on the incident surface of the third thermal lens forming optical element as parallel light. The third thermal lens forming optical element uses a thermal lens based on a refractive index distribution reversibly generated due to a temperature rise occurring in a region where the light absorption layer absorbs the control light and a peripheral region thereof. When the control light is not irradiated and the thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and the thermal lens is formed, the signal light is transmitted in the traveling direction. A state in which the light is emitted as the deflected light is realized corresponding to the presence or absence of the control light irradiation, and the first output port for outputting the signal light emitted as the non-deflected light and the signal output as the deflected light Output light Of the signal light emitted from the second output port and the third thermal lens forming optical element, the non-deflected light is output from the first output port, and the deflected light is output from the second output port. and characterized in that it comprises a third optical switch comprising an optical path switching unit, constitutes an aND circuit for logical operation result the light output of the on / off of the second output port of said third optical switch An optical logic circuit is provided.

また、第2には、波長λ1を有する信号光を入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第1の熱レンズ形成光素子と、光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第1の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、第1の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、第1の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第1の光スイッチと、該第1の光スイッチの第1の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を信号光として入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第2の熱レンズ形成光素子と、光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第2の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、第2の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、第2の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第2の光スイッチと、該第2の光スイッチの第1の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を制御光として入力する第2の入力ポート及び制御光とは異なる波長λ2を有する信号光を入力する第1の入力ポートと、制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第3の熱レンズ形成光素子と、光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第3の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、第3の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出力した信号光を出力する第2の出力ポートと、第3の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第3の光スイッチを備え、該第3の光スイッチの第1の出力ポートの光出力のオン/オフを論理演算結果とするOR回路を構成することを特徴とする光論理回路を提供する。 Second, the first input port for inputting the signal light having the wavelength λ1 and the second input port for inputting the control light having a wavelength λ2 different from the signal light, and the control light are made absorbable. A first thermal lens-forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that is transmissive to the signal light, signal light and control light in the light absorption layer, and a condensing point at each signal light and control. A light collecting portion for condensing the light so as to be in different positions in a direction perpendicular to the optical axis when the light is incident on the incident surface of the first thermal lens forming optical element as parallel light; The lens-forming optical element irradiates the control light by using a thermal lens based on the refractive index distribution reversibly caused by the temperature rise occurring in the area where the light absorption layer absorbs the control light and the surrounding area. If no thermal lens is formed, the signal light travels Whether the control light is emitted as a non-deflected light that does not change the direction, and when the control light is irradiated to form a thermal lens, the signal light is emitted as a deflected light whose direction of travel is changed. And a first output port that outputs signal light emitted as non-deflected light, a second output port that outputs signal light emitted as deflected light, and first thermal lens forming light A first optical switch including a signal light path switching unit that outputs non-deflected light from the first output port and output deflected light from the second output port among the signal light emitted from the element ; a second input for inputting a control light having different wavelengths λ2 from the first input port and a signal light input the output light having a wavelength λ1 from the first output port of said first optical switch as a signal light Port and control light A second thermal lens-forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that exhibits absorptivity and transparency with respect to signal light, signal light and control light on the light absorption layer, A condensing part for condensing the light and the control light so as to be in different positions in a direction perpendicular to the optical axis when the light and the control light are incident on the incident surface of the second thermal lens forming optical element as parallel light; The thermal lens forming optical element of 2 is controlled by using a thermal lens based on a refractive index distribution reversibly generated due to a temperature rise occurring in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof. When light is not irradiated and a thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and a thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. Controls the state of exiting as polarized light A first output port that outputs signal light emitted as unpolarized light, a second output port that outputs signal light emitted as deflected light, and a second output port. Of the signal light emitted from the thermal lens forming optical element, there is provided a second optical signal path switching unit that outputs non-deflected light from the first output port and outputs deflected light from the second output port. inputting an optical switch, a signal light having different wavelengths λ2 from the second input port and the control light input the output light as the control light having a wavelength λ1 from the first output port of said second optical switch A first thermal lens forming optical element having a first input port , a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light, and controls the signal light in the light absorption layer; Light, and each condensing point is signal light A condensing unit for condensing the light so that the light is incident on the incident surface of the third thermal lens forming optical element as parallel light in different directions in the direction perpendicular to the optical axis; The thermal lens forming optical element uses a thermal lens based on a refractive index distribution reversibly generated due to a temperature rise occurring in a region where the light absorption layer absorbs the control light and its peripheral region. When the thermal lens is not formed without irradiation, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the thermal lens is formed by irradiation with the control light, the signal light is deflected with the traveling direction changed. The state of emitting light is realized in correspondence with the presence or absence of control light irradiation, and further, the first output port that outputs the signal light emitted as non-deflected light and the signal light output as deflected light are output. Second out A signal light path switching unit that outputs non-deflected light from the first output port and outputs deflected light from the second output port among the signal light emitted from the third thermal lens forming optical element. a third optical switch that includes an optical logic circuit characterized in that it constitutes an OR circuit for the logic operation result of the first output port of the optical output of the on / off of the third optical switch provide.

また、第3には、波長λ1を有する信号光を入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第1の熱レンズ形成光素子と、光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第1の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、第1の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、第1の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第1の光スイッチと、該第1の光スイッチの第2の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を信号光として入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第2の熱レンズ形成光素子と、光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第2の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、第2の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、第2の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第2の光スイッチと、波長λ2を有する信号光を入力する第1の入力ポート及び該第2の光スイッチの第2の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を制御光として入力する第2の入力ポートと、制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第3の熱レンズ形成光素子と、光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第3の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、第3の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出力した信号光を出力する第2の出力ポートと、第3の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第3の光スイッチを備え、該第3の光スイッチの第1の出力ポートの光出力のオン/オフを論理演算結果とするNAND回路を構成することを特徴とする光論理回路を提供する。 Third, the first input port for inputting the signal light having the wavelength λ1, the second input port for inputting the control light having a wavelength λ2 different from the signal light, and the absorptivity to the control light. A first thermal lens-forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that is transmissive to the signal light, signal light and control light in the light absorption layer, and a condensing point at each signal light and control. A light collecting portion for condensing the light so as to be in different positions in a direction perpendicular to the optical axis when the light is incident on the incident surface of the first thermal lens forming optical element as parallel light; The lens-forming optical element irradiates the control light by using a thermal lens based on the refractive index distribution reversibly caused by the temperature rise occurring in the area where the light absorption layer absorbs the control light and the surrounding area. If no thermal lens is formed, the signal light travels Whether the control light is emitted as a non-deflected light that does not change the direction, and when the control light is irradiated to form a thermal lens, the signal light is emitted as a deflected light whose direction of travel is changed. And a first output port that outputs signal light emitted as non-deflected light, a second output port that outputs signal light emitted as deflected light, and first thermal lens forming light A first optical switch including a signal light path switching unit that outputs non-deflected light from the first output port and output deflected light from the second output port among the signal light emitted from the element ; a second input for inputting a control light having different wavelengths λ2 from the first input port and a signal light input the output light having a wavelength λ1 from the second output port of said first optical switch as a signal light Port and control light A second thermal lens-forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that exhibits absorptivity and transparency with respect to signal light, signal light and control light on the light absorption layer, A condensing part for condensing the light and the control light so as to be in different positions in a direction perpendicular to the optical axis when the light and the control light are incident on the incident surface of the second thermal lens forming optical element as parallel light; The thermal lens forming optical element of 2 is controlled by using a thermal lens based on a refractive index distribution reversibly generated due to a temperature rise occurring in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof. When light is not irradiated and a thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and a thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. Controls the state of exiting as polarized light A first output port that outputs signal light emitted as unpolarized light, a second output port that outputs signal light emitted as deflected light, and a second output port. Of the signal light emitted from the thermal lens forming optical element, there is provided a second optical signal path switching unit that outputs non-deflected light from the first output port and outputs deflected light from the second output port. Optical switch , first input port for inputting signal light having wavelength λ2, and second input port for inputting output light having wavelength λ1 from the second output port of the second optical switch as control light A third thermal lens-forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light, and the signal absorption light and the control light in the light absorption layer, The condensing point is the signal light and the control light are the third heat The third thermal lens forming optical element includes a condensing part that condenses light so as to be in different positions in the direction perpendicular to the optical axis when entering the incident surface of the optical element as parallel light. By using a thermal lens based on the refractive index distribution reversibly caused by the temperature rise in the area where the light absorption layer absorbs the control light and the surrounding area, the thermal lens is formed without being irradiated with the control light. If not, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and if the control lens is irradiated to form a thermal lens, the signal light is emitted as deflected light whose traveling direction is changed. A first output port that outputs signal light emitted as non-deflected light, and a second output port that outputs signal light output as deflected light; Third Of the signal light emitted from the thermal lens forming optical element, a third optical signal is provided that includes a signal light path switching unit that outputs unpolarized light from the first output port and outputs deflected light from the second output port. includes an optical switch, to provide an optical logic circuit, characterized in that it constitutes a NAND circuit for the logic operation result the light output of the on / off of the first output port said third optical switch.

また、第4には、波長λ1を有する信号光を入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第1の熱レンズ形成光素子と、光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第1の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、第1の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、第1の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第1の光スイッチと、該第1の光スイッチの第1の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を信号光として入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第2の熱レンズ形成光素子と、光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第2の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、第2の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、第2の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第2の光スイッチと、該第2の光スイッチの第1の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を制御光として入力する第2の入力ポート及び制御光とは異なる波長λ2を有する信号光を入力する第1の入力ポートと、制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第3の熱レンズ形成光素子と、光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第3の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、第3の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出力した信号光を出力する第2の出力ポートと、第3の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第3の光スイッチを備え、該第3の光スイッチの第2の出力ポートの光出力のオン/オフを論理演算結果とするNOR回路を構成することを特徴とする光論理回路を提供する。 Fourth, the first input port for inputting the signal light having the wavelength λ1, the second input port for inputting the control light having the wavelength λ2 different from the signal light, and the control light are made absorbable. A first thermal lens-forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that is transmissive to the signal light, signal light and control light in the light absorption layer, and a condensing point at each signal light and control. A light collecting portion for condensing the light so as to be in different positions in a direction perpendicular to the optical axis when the light is incident on the incident surface of the first thermal lens forming optical element as parallel light; The lens-forming optical element irradiates the control light by using a thermal lens based on the refractive index distribution reversibly caused by the temperature rise occurring in the area where the light absorption layer absorbs the control light and the surrounding area. If no thermal lens is formed, the signal light travels Whether the control light is emitted as a non-deflected light that does not change the direction, and when the control light is irradiated to form a thermal lens, the signal light is emitted as a deflected light whose direction of travel is changed. And a first output port that outputs signal light emitted as non-deflected light, a second output port that outputs signal light emitted as deflected light, and first thermal lens forming light A first optical switch including a signal light path switching unit that outputs non-deflected light from the first output port and output deflected light from the second output port among the signal light emitted from the element ; a second input for inputting a control light having different wavelengths λ2 from the first input port and a signal light input the output light having a wavelength λ1 from the first output port of said first optical switch as a signal light Port and control light A second thermal lens-forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that exhibits absorptivity and transparency with respect to signal light, signal light and control light on the light absorption layer, A condensing part for condensing the light and the control light so as to be in different positions in a direction perpendicular to the optical axis when the light and the control light are incident on the incident surface of the second thermal lens forming optical element as parallel light; The thermal lens forming optical element of 2 is controlled by using a thermal lens based on a refractive index distribution reversibly generated due to a temperature rise occurring in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof. When light is not irradiated and a thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and a thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. Controls the state of exiting as polarized light A first output port that outputs signal light emitted as unpolarized light, a second output port that outputs signal light emitted as deflected light, and a second output port. Of the signal light emitted from the thermal lens forming optical element, there is provided a second optical signal path switching unit that outputs non-deflected light from the first output port and outputs deflected light from the second output port. inputting an optical switch, a signal light having different wavelengths λ2 from the second input port and the control light input the output light as the control light having a wavelength λ1 from the first output port of said second optical switch A first thermal lens forming optical element having a first input port , a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light, and controls the signal light in the light absorption layer; Light, and each condensing point is signal light A condensing unit for condensing the light so that the light is incident on the incident surface of the third thermal lens forming optical element as parallel light in different directions in the direction perpendicular to the optical axis; The thermal lens forming optical element uses a thermal lens based on a refractive index distribution reversibly generated due to a temperature rise occurring in a region where the light absorption layer absorbs the control light and its peripheral region. When the thermal lens is not formed without irradiation, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the thermal lens is formed by irradiation with the control light, the signal light is deflected with the traveling direction changed. The state of emitting light is realized in correspondence with the presence or absence of control light irradiation, and further, the first output port that outputs the signal light emitted as non-deflected light and the signal light output as deflected light are output. Second out A signal light path switching unit that outputs non-deflected light from the first output port and outputs deflected light from the second output port among the signal light emitted from the third thermal lens forming optical element. a third optical switch that includes an optical logic circuit, characterized in that it constitutes a NOR circuit for a logic operation result the third of the second output port of the optical output of the on / off of the optical switch provide.

また、第5には、波長λ1を有する信号光を入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第1の熱レンズ形成光素子と、光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第1の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、第1の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、第1の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第1の光スイッチと、該第1の光スイッチの第2の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を制御光として入力する第2の入力ポート及び制御光とは異なる波長λ2を有する信号光を入力する第1の入力ポートと、制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第2の熱レンズ形成光素子と、光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第2の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、第2の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、第2の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第2の光スイッチを備え、該第2の光スイッチの第1の出力ポートの光出力のオン/オフを論理演算結果とするNOT回路を構成することを特徴とする光論理回路を提供する。 Fifth, the first input port for inputting the signal light having the wavelength λ1, the second input port for inputting the control light having the wavelength λ2 different from the signal light, and the control light are made absorbable. A first thermal lens-forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that is transmissive to the signal light, signal light and control light in the light absorption layer, and a condensing point at each signal light and control. A light collecting portion for condensing the light so as to be in different positions in a direction perpendicular to the optical axis when the light is incident on the incident surface of the first thermal lens forming optical element as parallel light; The lens-forming optical element irradiates the control light by using a thermal lens based on the refractive index distribution reversibly caused by the temperature rise occurring in the area where the light absorption layer absorbs the control light and the surrounding area. If no thermal lens is formed, the signal light travels Whether the control light is emitted as a non-deflected light that does not change the direction, and when the control light is irradiated to form a thermal lens, the signal light is emitted as a deflected light whose direction of travel is changed. And a first output port that outputs signal light emitted as non-deflected light, a second output port that outputs signal light emitted as deflected light, and first thermal lens forming light A first optical switch including a signal light path switching unit that outputs non-deflected light from the first output port and output deflected light from the second output port among the signal light emitted from the element ; a first input for inputting a signal light having a different wavelength λ2 from the second input port and the control light input the output light having a wavelength λ1 from the second output port of said first optical switch as the control light Port and control light A second thermal lens-forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that exhibits absorptivity and transparency with respect to signal light, signal light and control light on the light absorption layer, A condensing part for condensing the light and the control light so as to be in different positions in a direction perpendicular to the optical axis when the light and the control light are incident on the incident surface of the second thermal lens forming optical element as parallel light; The thermal lens forming optical element of 2 is controlled by using a thermal lens based on a refractive index distribution reversibly generated due to a temperature rise occurring in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof. When light is not irradiated and a thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and a thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. Controls the state of exiting as polarized light A first output port that outputs signal light emitted as unpolarized light, a second output port that outputs signal light emitted as deflected light, and a second output port. Of the signal light emitted from the thermal lens forming optical element, there is provided a second optical signal path switching unit that outputs non-deflected light from the first output port and outputs deflected light from the second output port. includes an optical switch, to provide an optical logic circuit, characterized in that it constitutes a NOT circuit for the logic operation result the light output of the on / off of the first output port of said second optical switch.

さらに、第6には、波長λ1を有する信号光を入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第1の熱レンズ形成光素子と、光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第1の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、第1の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、第1の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第1の光スイッチと、波長λ2を有する信号光を入力する第1の入力ポートと該第1の光スイッチの第1の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を制御光として入力する第2の入力ポートと、制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第2の熱レンズ形成光素子と、光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第2の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、第2の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、第2の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第2の光スイッチを備え、該第2の光スイッチの第2の出力ポートの光出力のオン/オフを論理演算結果とするNOT回路を構成することを特徴とする光論理回路を提供する。 Further, sixthly, the first input port for inputting the signal light having the wavelength λ1, the second input port for inputting the control light having the wavelength λ2 different from the signal light, and the control light are made absorbable. A first thermal lens-forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that is transmissive to the signal light, signal light and control light in the light absorption layer, and a condensing point at each signal light and control. A light collecting portion for condensing the light so as to be in different positions in a direction perpendicular to the optical axis when the light is incident on the incident surface of the first thermal lens forming optical element as parallel light; The lens-forming optical element irradiates the control light by using a thermal lens based on the refractive index distribution reversibly caused by the temperature rise occurring in the area where the light absorption layer absorbs the control light and the surrounding area. If no thermal lens is formed, the signal light is advanced. The control light irradiation includes a state in which the light is emitted as non-deflected light without changing the row direction and a state in which the control light is emitted as a deflected light in which the traveling direction is changed when the thermal lens is formed. A first output port that outputs signal light emitted as unpolarized light, a second output port that outputs signal light emitted as deflected light, and a first thermal lens formation. A first optical switch including a signal light path switching unit that outputs unpolarized light from the first output port and outputs deflected light from the second output port, out of the signal light emitted from the optical element ; A first input port for inputting signal light having wavelength λ2, a second input port for inputting output light having wavelength λ1 from the first output port of the first optical switch as control light, and control Signals that absorb light A second thermal lens-forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that is transparent to light; signal light and control light on the light absorption layer; A second thermal lens forming unit that includes a condensing unit that condenses light at different positions in a direction perpendicular to the optical axis when incident on the incident surface of the second thermal lens forming optical element as parallel light; The optical element is not irradiated with control light by using a thermal lens based on the refractive index distribution reversibly caused by the temperature rise that occurs in the area where the light absorption layer absorbs the control light and the surrounding area. When the thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the thermal lens is formed by irradiating the control light, the signal light is emitted as deflected light with the traveling direction changed. The state of And a second output port for outputting signal light emitted as unpolarized light, a second output port for outputting signal light emitted as deflected light, and a second thermal lens forming optical element. Of the signal light emitted from the second optical switch, a non-deflected light is output from the first output port, and the deflected light is output from the second output port . to provide an optical logic circuit, characterized in that it constitutes a NOT circuit for the logic operation result of said second second output port of the optical output of the on / off of the optical switch.

本発明によれば、電気的な機構を組み込まないで光スイッチのみで構成された新しい光論理回路を提供することができる。かかる光論理回路は超高速型の光スイッチング技術の実現によりその技術的重要性が非常に期待される。   According to the present invention, it is possible to provide a new optical logic circuit composed of only an optical switch without incorporating an electrical mechanism. Such an optical logic circuit is expected to be of great technical importance by realizing an ultrafast optical switching technology.

本発明の実施の形態について説明する。
本発明の光論理回路は、前記のとおりのものであり、信号光とこれとは異なる波長の制御光を入力し、該制御光の入力のオン/オフにより該信号光の出力のオン/オフを制御する方式の光スイッチを少なくとも2以上接続して論理回路を構成したことを特徴とするものである。
Embodiments of the present invention will be described.
The optical logic circuit of the present invention is as described above, and receives signal light and control light having a wavelength different from the signal light, and turns on / off the output of the signal light by turning on / off the control light. The logic circuit is configured by connecting at least two or more optical switches that control the above.

上記の光スイッチの組み合わせにおいて、上記の信号光と異なる波長の制御光を入射する光スイッチと、該光スイッチの信号光とは異なる波長の信号光と該光スイッチの制御光とは異なる波長の制御光を入力する光スイッチを複数組み合わせてもよいし、信号光と異なる波長の制御光を入射する光スイッチと、該光スイッチの信号光と同じ波長の信号光と該光スイッチの制御光と同じ波長の制御光を入力する光スイッチを複数組み合わせてもよい。   In the combination of optical switches described above, an optical switch that receives control light having a wavelength different from that of the signal light, and a signal light having a wavelength different from the signal light of the optical switch and a control light of the optical switch having a different wavelength. A plurality of optical switches that input control light may be combined, an optical switch that receives control light having a wavelength different from that of the signal light, signal light having the same wavelength as the signal light of the optical switch, and control light of the optical switch, A plurality of optical switches that input control light of the same wavelength may be combined.

先ず、本発明の実施形態の光論理回路に用いる光スイッチについて説明する。
図1はこの光スイッチSWの概略構成例である。図1に概要を例示するように、光スイッチSWには、信号光1を取り込むための入力ポート2と、信号光1の波長とは異なる波長を有する制御光3を取り込むための入力ポート4が設けられている。入力ポート2の下流側には入射した信号光1を平行光とするための第1のコリメートレンズ5が配置され、入力ポート4の下流側には入射した制御光3を平行光とするための第2のコリメートレンズ6が配置されている。なお、便宜上、図1には、平行光を幅を持たない直線で表してある。第1のコリメートレンズ5と第2のコリメートレンズ6の下流側には混合器7が配置され、混合器7は、第1のコリメートレンズ5からの平行光である信号光1は透過させ、第2のコリメートレンズ6からの平行光でミラー8で反射された制御光3を反射しその光路を変える。混合器7の下流側には第1の集光レンズ9、熱レンズ形成光素子10、第3のコリメートレンズ11、波長選択透過フィルター12、分岐ミラー13、第2の集光レンズ14がそれぞれ配置されている。第1の集光レンズ9は混合器7からの信号光1及び制御光3を熱レンズ形成光素子10の光吸収層に集光(収束)させる。ここで、第1の集光レンズ9には信号光1と制御光3は光軸に直角な方向にずれた位置にて入射し、熱レンズ形成光素子10の光吸収層にも光軸に直角な方向にずれた位置にて入射し、集光点が分離するようになっている。
First, an optical switch used in the optical logic circuit of the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration example of the optical switch SW. As schematically illustrated in FIG. 1, the optical switch SW has an input port 2 for taking in the signal light 1 and an input port 4 for taking in the control light 3 having a wavelength different from the wavelength of the signal light 1. Is provided. A first collimating lens 5 for converting the incident signal light 1 into parallel light is disposed downstream of the input port 2, and the input control light 3 for converting the incident control light 3 into parallel light downstream of the input port 4. A second collimating lens 6 is disposed. For convenience, FIG. 1 shows parallel light as a straight line having no width. A mixer 7 is disposed on the downstream side of the first collimating lens 5 and the second collimating lens 6, and the mixer 7 transmits the signal light 1, which is parallel light from the first collimating lens 5. The control light 3 reflected by the mirror 8 is reflected by the parallel light from the second collimating lens 6 and its optical path is changed. A first condenser lens 9, a thermal lens forming optical element 10, a third collimator lens 11, a wavelength selective transmission filter 12, a branching mirror 13, and a second condenser lens 14 are arranged on the downstream side of the mixer 7, respectively. Has been. The first condenser lens 9 condenses (converges) the signal light 1 and the control light 3 from the mixer 7 on the light absorption layer of the thermal lens forming optical element 10. Here, the signal light 1 and the control light 3 are incident on the first condenser lens 9 at positions shifted in a direction perpendicular to the optical axis, and the optical absorption layer of the thermal lens forming optical element 10 is also aligned with the optical axis. Incident light is incident at a position shifted in a perpendicular direction, and the condensing point is separated.

熱レンズ形成光素子10は、信号光1のみが入射した場合には進行方向を変えない非偏向光として出射し、信号光1と制御光3が同時に入射した場合には熱レンズを形成し、信号光1の進行方向を変えた偏向光として出射する。第3のコリメートレンズ11は信号光1(非偏向光及び偏向光)と制御光3を平行光とする。波長選択透過フィルター12は、信号光1は透過させ、制御光3はカットする。波長選択透過フィルター12の下流に設けられた分岐ミラー13は非偏向光と偏向光とを分岐し、偏向光は反射しその光路を変える。非偏向光はそのまま直進することになる。また、分岐ミラー13の図中下方には、光路を変えた偏向光の光路を更に変えるミラー15と、ミラー15からの光を集光する第3の集光レンズ16が配置されている。また、スイッチSWは2つの出力ポート17、18を有している。出力ポート17は制御光3のオフ時に第2の集光レンズ14で集光された非偏向光の光出力を行う。出力ポート18は制御光3のオン時に分岐ミラー13及びミラー15で光路を変えられ、第3の集光レンズ16で集光された偏向光の光出力を行う。   The thermal lens forming optical element 10 emits unpolarized light that does not change the traveling direction when only the signal light 1 is incident, and forms a thermal lens when the signal light 1 and the control light 3 are incident simultaneously, The signal light 1 is emitted as deflected light whose traveling direction is changed. The third collimating lens 11 makes the signal light 1 (unpolarized light and deflected light) and the control light 3 parallel light. The wavelength selective transmission filter 12 transmits the signal light 1 and cuts the control light 3. A branch mirror 13 provided downstream of the wavelength selective transmission filter 12 branches the non-deflected light and the deflected light, and the deflected light is reflected to change its optical path. Unpolarized light travels straight. Further, below the branch mirror 13 in the figure, a mirror 15 for further changing the optical path of the deflected light whose optical path has been changed, and a third condenser lens 16 for condensing the light from the mirror 15 are arranged. The switch SW has two output ports 17 and 18. The output port 17 outputs light of unpolarized light collected by the second condenser lens 14 when the control light 3 is turned off. The output port 18 changes the optical path by the branch mirror 13 and the mirror 15 when the control light 3 is turned on, and outputs light of the deflected light collected by the third condenser lens 16.

上記スイッチSWにおいて、信号光1の波長は、熱レンズ形成光素子10の光吸収層に対して透過性を示す波長の光を用いる。また、制御光3の波長は、熱レンズ形成光素子10の光吸収層に対して吸収性を示す波長の光を用いる。   In the switch SW, the wavelength of the signal light 1 is light having a wavelength that shows transparency to the light absorption layer of the thermal lens forming optical element 10. In addition, as the wavelength of the control light 3, light having a wavelength that exhibits absorption with respect to the light absorption layer of the thermal lens forming optical element 10 is used.

光スイッチSWで使用される熱レンズ形成光素子10中の光吸収層の材料、信号光1の波長帯域、及び制御光3の波長帯域は、例えば、先ず、信号光1の波長ないし波長帯域を決定し、次に、これを制御するのに最適な光吸収層の材料と制御光3の波長の組み合わせを選定することができる。また、信号光1と制御光3の波長の組み合わせを決定してから、この組み合わせに適した光吸収層の材料を選定してもよい。あるいは、光吸収層の材料を決定した後、信号光1と制御光3の波長の組み合わせを選定してもよい。 The material of the light absorption layer in the thermal lens forming optical element 10 used in the optical switch SW, the wavelength band of the signal light 1 and the wavelength band of the control light 3 are, for example, the wavelength or wavelength band of the signal light 1 first. The optimum combination of the light absorbing layer material and the wavelength of the control light 3 can be selected. Moreover, after determining the combination of the wavelengths of the signal light 1 and the control light 3, a material for the light absorption layer suitable for this combination may be selected. Alternatively, after determining the material of the light absorption layer, a combination of the wavelengths of the signal light 1 and the control light 3 may be selected.

第1のコリメートレンズ5、第2のコリメートレンズ6、第3のコリメートレンズ11としては、例えば焦点距離8mmの非球面レンズを用いることができるが、焦点距離は8mmである必要はなく、より小型の光スイッチSWにするためにさらに短い焦点距離を用いてもよいことは言うまでもない。また、非球面レンズである必要はないが、小型軽量にするためには非球面レンズが好ましい。   As the first collimating lens 5, the second collimating lens 6, and the third collimating lens 11, for example, an aspherical lens having a focal length of 8 mm can be used, but the focal length does not need to be 8 mm and is smaller. It goes without saying that an even shorter focal length may be used for the optical switch SW. Further, although it is not necessary to use an aspheric lens, an aspheric lens is preferable in order to reduce the size and weight.

混合器7としては、例えば信号光1は透過し、制御光3は反射するダイクロイックミラーなどの公知の光学部材を用いることができる。もちろん、入力ポート2と入力ポート4の位置を入れ替えて、信号光1が反射し、制御光3が透過するように構成してもよいことは言うまでもない。   As the mixer 7, for example, a known optical member such as a dichroic mirror that transmits the signal light 1 and reflects the control light 3 can be used. Of course, it is needless to say that the positions of the input port 2 and the input port 4 may be switched so that the signal light 1 is reflected and the control light 3 is transmitted.

第1の集光レンズ9、第2の集光レンズ14、第3の集光レンズ16には、例えば焦点距離8mmの非球面レンズを用いることができるが、焦点距離は8mmである必要はなく、より小型の光スイッチSWにするためにさらに短い焦点距離を用いてもよいことは言うまでもない。また、非球面レンズである必要はないが、小型軽量にするためには非球面レンズが好ましい。   As the first condenser lens 9, the second condenser lens 14, and the third condenser lens 16, for example, an aspherical lens having a focal length of 8 mm can be used, but the focal length is not necessarily 8 mm. Needless to say, a shorter focal length may be used to make the optical switch SW smaller. Further, although it is not necessary to use an aspheric lens, an aspheric lens is preferable in order to reduce the size and weight.

本実施形態で用いる光スイッチSWでは、信号光1と制御光3は、第1の集光レンズ9により、光の進行方向で熱レンズ形成光素子10の光吸収層の入射面またはその近辺において集光させる。信号光1と制御光3とを熱レンズ形成光素子10の光吸収層の入射面近辺の同一の所に集光させると信号光1はドーナツ状に拡がる。この状況を図2に示す。制御光3がない場合には図2(a)の写真1aのように信号光1は丸ビームであるが、制御光3が同時に同一の所に照射されると、図2(b)の写真1bのようにドーナツ形状となる。このドーナツ形状が鮮明で大きく形成されるのが、光吸収層の入射面であると思われる。本実施形態に用いる光スイッチSWにおいて光吸収層の入射面という場合は、信号光1と制御光3を同一の所に集光させたときにこのドーナツ形状が鮮明で大きく形成される位置に相当する面とする。もちろん、本実施形態で実際に用いる信号光1と制御光3とは集光点の位置では光軸に直角な方向に25〜50μmほど離間させるので、ドーナツ形状は形成されないが、調整時には信号光1と制御光3とを同一点に入射させ、ドーナツ形状を形成させ、その後、信号光1と制御光3との集光点を分離させ、位置調整を行う。なお、信号光1と制御光3との集光点間の距離が25μm未満の場合には、図2(a)に示すような丸ビームにならず、三日月型ビームになってしまう。信号光1が三日月型ビームになると、のちに集光させ光ファイバーに入射させた場合には入射効率が減少してしまい、実用性にかけるおそれがある。また、上記距離が50μmを超えると、偏向角が低下傾向となる。   In the optical switch SW used in the present embodiment, the signal light 1 and the control light 3 are transmitted by the first condenser lens 9 on the incident surface of the light absorption layer of the thermal lens forming optical element 10 in the light traveling direction or in the vicinity thereof. Collect light. When the signal light 1 and the control light 3 are condensed at the same location near the incident surface of the light absorption layer of the thermal lens forming optical element 10, the signal light 1 spreads in a donut shape. This situation is shown in FIG. When the control light 3 is not present, the signal light 1 is a round beam as shown in the photograph 1a of FIG. 2A. However, when the control light 3 is simultaneously irradiated on the same place, the photograph of FIG. It becomes donut shape like 1b. It is considered that the light-absorbing layer incident surface has a clear and large donut shape. In the optical switch SW used in the present embodiment, the incident surface of the light absorption layer corresponds to a position where the donut shape is clear and large when the signal light 1 and the control light 3 are condensed at the same place. The surface to be used. Of course, the signal light 1 and the control light 3 that are actually used in the present embodiment are separated from each other by about 25 to 50 μm in the direction perpendicular to the optical axis at the position of the condensing point. 1 and the control light 3 are incident on the same point to form a donut shape, and then the condensing points of the signal light 1 and the control light 3 are separated to adjust the position. In addition, when the distance between the condensing points of the signal light 1 and the control light 3 is less than 25 μm, the beam is not a round beam as shown in FIG. When the signal light 1 becomes a crescent-shaped beam, if it is condensed and then incident on the optical fiber, the incident efficiency is reduced, which may impair practicality. Further, when the distance exceeds 50 μm, the deflection angle tends to decrease.

熱レンズ形成光素子10は、図3に示したような概略構成であるが、図1では説明を容易にするため、光吸収層のみを図示してある。図3において、熱レンズ形成光素子21(10)の光吸収層22は、色素を溶剤に溶解したものをガラス容器23に封じて用いる。溶剤に可溶性の色素としては、使用する制御光の波長領域に吸収性を示し、使用する信号光の波長領域に吸収性がなく透過性を示す色素を使用することができる。例えばレーザ光24が透過するガラス容器23のガラスの厚みは約500μm程度、光吸収層22の厚みは200〜1000μm程度とすることができる。   The thermal lens forming optical element 10 has a schematic configuration as shown in FIG. 3, but only the light absorption layer is shown in FIG. 1 for ease of explanation. In FIG. 3, the light absorbing layer 22 of the thermal lens forming optical element 21 (10) is used by sealing a dye in a solvent in a glass container 23. As the dye soluble in the solvent, a dye exhibiting absorptivity in the wavelength region of the control light to be used and having no permeability in the wavelength region of the signal light to be used can be used. For example, the glass container 23 through which the laser beam 24 transmits can have a glass thickness of about 500 μm and the light absorption layer 22 can have a thickness of about 200 to 1000 μm.

色素の具体例としては、例えば、ローダミンB、ローダミン6G、エオシン、フロキシンBなどのキサンテン系色素、アクリジンオレンジ、アクリジンレッドなどのアクリジン系色素、エチルレッド、メチルレッドなどのアゾ色素、ポルフィリン系色素、フタロシアニン系色素、3,3’−ジエチルチアカルボシアニンヨージド、3,3’−ジエチルオキサジカルボシアニンヨージドなどのシアニン色素、エチル・バイオレット、ビクトリア・ブルーRなどのトリアリールメタン系色素、ナフトキノン系色素、アントラキノン系色素、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド系色素、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド系色素などを好適に使用することができる。また、これらの色素を単独で、または、2種以上を混合して使用することができる。   Specific examples of the dye include, for example, xanthene dyes such as rhodamine B, rhodamine 6G, eosin and phloxine B, acridine dyes such as acridine orange and acridine red, azo dyes such as ethyl red and methyl red, porphyrin dyes, Phthalocyanine dyes, cyanine dyes such as 3,3′-diethylthiacarbocyanine iodide, 3,3′-diethyloxadicarbocyanine iodide, triarylmethane dyes such as ethyl violet and Victoria Blue R, naphthoquinone A dye, an anthraquinone dye, a naphthalene tetracarboxylic acid diimide dye, a perylene tetracarboxylic acid diimide dye, or the like can be suitably used. Moreover, these pigment | dyes can be used individually or in mixture of 2 or more types.

溶剤としては、少なくとも使用する色素を溶解するものを用いることができるが、熱レンズ形成時の温度上昇に際し、熱分解することなく、かつ、沸騰する温度(沸点)が100℃以上、好ましくは200℃以上、さらに好ましくは300℃以上のものを好適に用いることができる。具体的には、硫酸などの無機系溶剤、o−ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素系、1−フェニル−1−キシリルエタンまたは1−フェニル−1−エチルフェニルエタンなどの芳香族置換脂肪族炭化水素系、ニトロベンゼンなどのニトロベンゼン誘導体系、などの有機溶剤を好適に用いることができる。   As the solvent, a solvent that dissolves at least the dye to be used can be used. However, the temperature (boiling point) of boiling without being thermally decomposed when the temperature rises during the formation of the thermal lens is 100 ° C. or higher, preferably 200. Those having a temperature of at least ° C, more preferably at least 300 ° C can be suitably used. Specifically, inorganic solvents such as sulfuric acid, halogenated aromatic hydrocarbons such as o-dichlorobenzene, aromatic substituted aliphatics such as 1-phenyl-1-xylylethane or 1-phenyl-1-ethylphenylethane Organic solvents such as hydrocarbons and nitrobenzene derivatives such as nitrobenzene can be suitably used.

波長選択透過フィルター12としては、熱レンズ形成光素子21(10)をわずかに透過する制御光3を遮光し、信号光1は透過する誘電体フィルターなどを用いることができる。熱レンズ形成光素子21(10)で実用上問題ない程度に制御光3が吸収されれば、必ずしも波長選択透過フィルター12を用いる必要はない。   As the wavelength selective transmission filter 12, it is possible to use a dielectric filter or the like that blocks the control light 3 that is slightly transmitted through the thermal lens forming optical element 21 (10) and transmits the signal light 1. If the control light 3 is absorbed to such an extent that there is no practical problem with the thermal lens forming optical element 21 (10), the wavelength selective transmission filter 12 is not necessarily used.

また、熱レンズ形成光素子21(10)は、基本的に上記のような吸収、透過の波長特性を持ち、熱レンズの形成可能な光吸収層を有しておればよく、光吸収を促進させる層や、伝熱層、保温層等、本発明者らの出願に係る特開2005−265986号公報に記載されているような各種の構造のものとすることができる。   The thermal lens forming optical element 21 (10) basically has the absorption and transmission wavelength characteristics as described above, and has only to have a light absorption layer capable of forming a thermal lens, thereby promoting light absorption. It can be of various structures as described in JP-A-2005-265986 related to the application of the present inventors, such as a layer to be heated, a heat transfer layer, and a heat insulating layer.

ここで、熱レンズ形成光素子21(10)における熱レンズ形成による信号光1の偏向について説明する。   Here, the deflection of the signal light 1 by the thermal lens formation in the thermal lens forming optical element 21 (10) will be described.

熱レンズ形成光素子10の光吸収層で制御光3が吸収されると、光吸収層の温度が上昇し、屈折率が変わる。温度が上昇するので、一般に屈折率は下がる方向に変化する。通常のレーザ光源から出射するレーザ光や、通常のレーザ光源から出射し光ファイバーを透過してきたレーザ光の強度分布はガウス分布である。また、前記レーザ光をレンズ等で集光した光もガウス分布をしている。よって、制御光3が照射された光吸収層での屈折率分布は、制御光3の光軸で屈折率が一番低下し、制御光3の周辺では屈折率の低下が少なくなる。また、熱伝導があるので、光の照射されていない部分でも屈折率が変化する。   When the control light 3 is absorbed by the light absorption layer of the thermal lens forming optical element 10, the temperature of the light absorption layer rises and the refractive index changes. As the temperature increases, the refractive index generally changes in a decreasing direction. The intensity distribution of laser light emitted from a normal laser light source or laser light emitted from a normal laser light source and transmitted through an optical fiber is a Gaussian distribution. Further, the light obtained by condensing the laser light with a lens or the like has a Gaussian distribution. Therefore, the refractive index distribution in the light absorption layer irradiated with the control light 3 has the lowest refractive index on the optical axis of the control light 3 and the decrease in the refractive index around the control light 3 is reduced. Further, since there is heat conduction, the refractive index changes even in a portion where light is not irradiated.

図4は、信号光25(1)が偏向する状況を説明した図である。なお、説明を簡単にするため、図4では光吸収層と光吸収層の周りの媒質との屈折率の違いによる光の屈折は無視している。図4には、熱レンズ形成光素子21(10)の光吸収層22に、信号光25(1)のみが照射された場合と、信号光25(1)と制御光26(3)が同時に照射された場合が示されている。図中、27は、制御光26(3)が照射されなかった場合の熱レンズ形成光素子21(10)の光吸収層22を透過した信号光である。28は、制御光26(3)が照射された場合の熱レンズ形成光素子21(10)の光吸収層22を透過した信号光である。また、熱レンズ形成光素子21(10)の光吸収層22の入射面近辺での制御光の光強度分布29、及び、熱レンズ形成光素子21(10)の光吸収層22の出射面近辺での光強度分布30が併せて示されている。   FIG. 4 is a diagram illustrating a situation in which the signal light 25 (1) is deflected. In order to simplify the explanation, in FIG. 4, light refraction due to the difference in refractive index between the light absorbing layer and the medium around the light absorbing layer is ignored. In FIG. 4, when the light absorption layer 22 of the thermal lens forming optical element 21 (10) is irradiated with only the signal light 25 (1), the signal light 25 (1) and the control light 26 (3) are simultaneously transmitted. The case of irradiation is shown. In the figure, reference numeral 27 denotes signal light transmitted through the light absorption layer 22 of the thermal lens forming optical element 21 (10) when the control light 26 (3) is not irradiated. 28 is the signal light which permeate | transmitted the light absorption layer 22 of the thermal lens formation optical element 21 (10) when the control light 26 (3) is irradiated. Further, the light intensity distribution 29 of the control light in the vicinity of the incident surface of the light absorbing layer 22 of the thermal lens forming optical element 21 (10) and the vicinity of the emission surface of the light absorbing layer 22 of the thermal lens forming optical element 21 (10). A light intensity distribution 30 is also shown.

図4aはレーザ光を集光しない場合、図4bは本実施形態で用いる光スイッチSWのようにレーザ光を集光した場合のレーザ光の光路を模式的に示したものである。レーザ光を集光しない場合のレーザ光の強度分布領域29、30は、光吸収層22の入射面近辺と出射面近辺では変わらない。このことは、信号光25(1)が光吸収層22を進むに従って、屈折率の変化の少ない領域を通過することを意味する。一方、レーザ光を集光した場合はレーザ光の強度分布領域29、30は、光吸収層22の入射面近辺と出射面近辺では大きく変わり、出射面近辺では領域が拡がっている。このことは、屈折率も徐々に拡がっていることになり、信号光25(1)が光吸収層22を進むに従ってより大きな偏向を受ける作用が及んでくることになる。なお、屈折率変化は制御光パワーにほぼ比例して変化するので、光吸収層22を進むに従って屈折率変化は小さくなる。   FIG. 4a schematically shows the optical path of the laser light when the laser light is not condensed, and FIG. 4b schematically shows the optical path of the laser light when the laser light is condensed like the optical switch SW used in the present embodiment. The intensity distribution regions 29 and 30 of the laser light when the laser light is not condensed do not change between the vicinity of the entrance surface and the exit surface of the light absorption layer 22. This means that the signal light 25 (1) passes through the region where the refractive index changes little as it travels through the light absorption layer 22. On the other hand, when the laser beam is condensed, the intensity distribution regions 29 and 30 of the laser beam are greatly changed near the entrance surface and the exit surface of the light absorption layer 22, and the region is expanded near the exit surface. This means that the refractive index also gradually increases, and the signal light 25 (1) is subjected to a larger deflection as it travels through the light absorption layer 22. Since the refractive index change changes substantially in proportion to the control light power, the refractive index change decreases as the light absorption layer 22 is advanced.

図4bでは、信号光25(1)も熱レンズ形成光素子21(10)の光吸収層22の入射面に集光するようにしているが、入射面近辺であってもよい。特に信号光25(1)は、光吸収層22のもう少し出射面側に集光するようにしてもよい。また、信号光25(1)と制御光26(3)とは光の進行方向で同一面に入射するようにしているが、全く同一面である必要はなく、多少ずれていても構わない。   In FIG. 4b, the signal light 25 (1) is also condensed on the incident surface of the light absorbing layer 22 of the thermal lens forming optical element 21 (10), but it may be near the incident surface. In particular, the signal light 25 (1) may be condensed on the light exit surface side of the light absorption layer 22. In addition, the signal light 25 (1) and the control light 26 (3) are incident on the same surface in the light traveling direction. However, the signal light 25 (1) and the control light 26 (3) are not necessarily the same surface, and may be slightly shifted.

偏向角は、次の条件が変わると変化する。
1.熱レンズ形成光素子21(10)の光吸収層22の、信号光25(1)と制御光26(3)の第1の集光レンズ9の収束(集光)点に対する位置
2.制御光パワー
3.制御光位置(第1の集光レンズ9の集光点での信号光25(1)と制御光26(3)の光軸に直角方向の距離)
4.熱レンズ形成光素子21(10)の光吸収層22の厚み
5.制御光波長及び信号光波長
6.光吸収層22の色素濃度
これ以外にも、光吸収層22の材質、光吸収層22への制御光26(3)及び信号光25(1)の集光角等によっても変化する。
The deflection angle changes when the following conditions change.
1. 1. Position of the light absorption layer 22 of the thermal lens forming optical element 21 (10) with respect to the convergence (condensation) point of the signal light 25 (1) and the control light 26 (3) of the first condenser lens 9. 2. Control light power Control light position (distance perpendicular to the optical axis of the signal light 25 (1) and the control light 26 (3) at the condensing point of the first condenser lens 9)
4). 4. Thickness of the light absorption layer 22 of the thermal lens forming optical element 21 (10) 5. Control light wavelength and signal light wavelength In addition to this, the dye concentration of the light absorption layer 22 also varies depending on the material of the light absorption layer 22, the converging angle of the control light 26 (3) and the signal light 25 (1) to the light absorption layer 22, and the like.

本実施形態で用いる光スイッチSWの一例では、波長1550nmの信号光1をコア径9.5μmのシングルモード石英光ファイバーで入力ポート2に入射させ、波長980nmの制御光3をコア径9.5μmのシングルモード石英光ファイバーで入力ポート4に入射させ、焦点距離8mmの第1のコリメートレンズ5及び第2のコリメートレンズ6で信号光1及び制御光3をほぼ平行光にし、光吸収層の厚み500μmであって光吸収層の波長1550nmにおける透過率95%及び波長980nmにおける透過率0.2%の熱レンズ形成光素子10に、焦点距離8mmの第1の集光レンズ9で収束(集光)して入射させた。   In an example of the optical switch SW used in the present embodiment, the signal light 1 with a wavelength of 1550 nm is incident on the input port 2 with a single-mode quartz optical fiber with a core diameter of 9.5 μm, and the control light 3 with a wavelength of 980 nm is input with a core diameter of 9.5 μm. A single mode quartz optical fiber is used to enter the input port 4, and the first collimating lens 5 and the second collimating lens 6 having a focal length of 8 mm make the signal light 1 and the control light 3 substantially parallel, and the light absorption layer has a thickness of 500 μm. The light absorption layer converges (condenses) on the thermal lens forming optical element 10 having a transmittance of 95% at a wavelength of 1550 nm and a transmittance of 0.2% at a wavelength of 980 nm by the first condenser lens 9 having a focal length of 8 mm. Was incident.

図5に、図1の分岐ミラー13の直前で、光軸に直角に紙面内方向に、スリット開口を持った光検出器を設けて、この光検出器を動かして測定した信号光1の光強度分布を示す。図5において、線101(丸点を結ぶ実線)は制御光が照射されなかった場合の非偏向光、線102(四角点を結ぶ実線)は制御光パワー7.8mWが照射された場合の偏向光、線103(×点を結ぶ実線)は制御光パワー12.9mWが照射された場合の偏向光の光強度分布を示す。制御光パワー7.8mWが照射された場合の偏向光の場合101は、非偏向光の場合102と強度分布の裾のところで重なり合っておりお互いの分離が不充分であるが、制御光パワー12.9mWが照射された場合の偏向光の場合103は、非偏向光の場合102と充分に分離している。よって、分岐ミラー102で非偏向光と制御光パワー12.9mWが照射された場合の偏向光とは分離できることがわかる。なお、図5において、制御光位置(第1の集光レンズ9の集光点での信号光1と制御光3の光軸に直角方向の距離)は35μmであり、制御光3と信号光1は光吸収層の光入射面から約30μm進んだところに集光し、光吸収層の厚みは500μmであった。   In FIG. 5, a light detector having a slit opening is provided in front of the branching mirror 13 in FIG. 1 in the direction perpendicular to the optical axis in the plane of the drawing, and the light of the signal light 1 measured by moving the light detector. The intensity distribution is shown. In FIG. 5, a line 101 (solid line connecting round points) is unpolarized light when the control light is not irradiated, and a line 102 (solid line connecting square points) is the deflection when the control light power is 7.8 mW. The light line 103 (solid line connecting the dots) indicates the light intensity distribution of the deflected light when the control light power of 12.9 mW is applied. In the case of the deflected light 101 when the control light power is 7.8 mW, the light 101 overlaps with the non-deflected light 102 at the bottom of the intensity distribution and is insufficiently separated from each other. The case 103 of the deflected light when 9 mW is irradiated is sufficiently separated from the case 102 of the non-deflected light. Therefore, it can be seen that the non-deflected light and the deflected light when the control light power of 12.9 mW is irradiated by the branch mirror 102 can be separated. In FIG. 5, the control light position (distance perpendicular to the optical axis of the signal light 1 and the control light 3 at the condensing point of the first condenser lens 9) is 35 μm, and the control light 3 and the signal light No. 1 was condensed at a position advanced by about 30 μm from the light incident surface of the light absorption layer, and the thickness of the light absorption layer was 500 μm.

また、制御光パワーと偏向角との関係を図6に示す。制御光パワーが大きくなると偏向角が大きくなることがわかる。なお、図6において、制御光位置(第1の集光レンズ9の集光点での信号光1と制御光3の光軸に直角方向の距離)は35μm、制御光3と信号光1は光吸収層の光入射面から約60μm進んだところに集光させた。   FIG. 6 shows the relationship between the control light power and the deflection angle. It can be seen that the deflection angle increases as the control light power increases. In FIG. 6, the control light position (distance in the direction perpendicular to the optical axis of the signal light 1 and the control light 3 at the condensing point of the first condenser lens 9) is 35 μm, and the control light 3 and the signal light 1 are The light was collected at a position advanced about 60 μm from the light incident surface of the light absorption layer.

本実施形態に用いる光スイッチSWでは、図1に示す第3のコリメートレンズ11と第2の集光レンズ14及び第3の集光レンズ16の焦点距離は同じ8mmのものを用いたので、偏向角は、分岐ミラー13で分岐しなかった場合の偏向光の光軸と非偏向光の光軸とのなす角度となる。本例の場合、制御光パワー7.8mWの場合は約6.7度、制御光パワー12.9mWの場合は約10.1度、制御光パワー18mWの場合は約13.2度となった。   In the optical switch SW used in the present embodiment, the third collimating lens 11, the second condenser lens 14, and the third condenser lens 16 shown in FIG. The angle is an angle formed by the optical axis of the deflected light and the optical axis of the non-deflected light when the light is not branched by the branch mirror 13. In the case of this example, when the control light power is 7.8 mW, it is about 6.7 degrees, when the control light power is 12.9 mW, it is about 10.1 degrees, and when the control light power is 18 mW, it is about 13.2 degrees. .

図7に、図3に示した熱レンズ形成光素子21(10)の光吸収層22への信号光1と制御光3の集光点の入射位置(「光吸収層位置」と記す)と偏向角との関係を示す。図7において、横軸の光吸収層位置は熱レンズ形成光素子21(10)の光吸収層22への光の入射面の位置(制御光3と信号光1の集光点に対する位置)である。0点は制御光3と信号光1の集光点の位置であり、図4bの状態である。マイナス方向が光の進行方向であり、プラスの位置では信号光1と制御光3が熱レンズ形成光素子21(10)の光吸収層22内で集光する。縦軸は偏向角である。なお、図7において、制御光パワーは約12.9mWであり、制御光位置(図1の第1の集光レンズ9の集光点での信号光1と制御光3の光軸に対して直角方向の距離)は35μm、光吸収層22の厚みは500μmである。   FIG. 7 shows the incident positions of the condensing points of the signal light 1 and the control light 3 on the light absorption layer 22 of the thermal lens forming optical element 21 (10) shown in FIG. 3 (denoted as “light absorption layer position”). The relationship with a deflection angle is shown. In FIG. 7, the position of the light absorption layer on the horizontal axis is the position of the light incident surface on the light absorption layer 22 of the thermal lens forming optical element 21 (10) (position relative to the condensing point of the control light 3 and the signal light 1). is there. Point 0 is the position of the condensing point of the control light 3 and the signal light 1, which is the state shown in FIG. 4b. The minus direction is the light traveling direction, and at the plus position, the signal light 1 and the control light 3 are collected in the light absorption layer 22 of the thermal lens forming optical element 21 (10). The vertical axis represents the deflection angle. In FIG. 7, the control light power is about 12.9 mW, and the control light position (with respect to the optical axes of the signal light 1 and the control light 3 at the condensing point of the first condenser lens 9 in FIG. The distance in the perpendicular direction) is 35 μm, and the thickness of the light absorption layer 22 is 500 μm.

さらに、図8に、図3に示す熱レンズ形成光素子21(10)の光吸収層22への信号光1と制御光3の収束(集光)点の入射位置(すなわち、光吸収層位置)と非偏向光と偏向光との分離距離の測定データの例を示す。光吸収層22への入射位置が約60μmの場合は分離距離が0に近いが、これからずれると分離距離が大きくなる。図8で分離距離の正負の符号は、信号光1の入射点を原点(すなわち0点)とし、偏向する方向を正とした。図8において、制御光パワーは15.4mW、光吸収層22の厚みは1000μmであり、制御光位置(第1の集光レンズ9の集光点での信号光1と制御光3の光軸に直角方向の距離)は25μmである。   Further, FIG. 8 shows an incident position (that is, a position of the light absorption layer) of the convergence (condensation) point of the signal light 1 and the control light 3 to the light absorption layer 22 of the thermal lens forming optical element 21 (10) shown in FIG. ) And an example of measurement data of the separation distance between the non-polarized light and the deflected light. When the incident position on the light absorption layer 22 is about 60 μm, the separation distance is close to 0, but when the position is shifted from this, the separation distance increases. In FIG. 8, the sign of the separation distance is that the incident point of the signal light 1 is the origin (that is, 0 point), and the deflection direction is positive. In FIG. 8, the control light power is 15.4 mW, the thickness of the light absorption layer 22 is 1000 μm, and the control light position (the optical axes of the signal light 1 and the control light 3 at the condensing point of the first condenser lens 9) The distance in the direction perpendicular to the angle is 25 μm.

なお、偏向角は、制御光波長及び信号光波長によっても異なる。波長が短いほど偏向角が大きくなる。   The deflection angle varies depending on the control light wavelength and the signal light wavelength. The shorter the wavelength, the greater the deflection angle.

以上、本実施形態に用いる光スイッチSWの一例を説明してきたが、本発明で用いる光スイッチは上記に限定されるものではなく、種々の変形、変更が可能である。   The example of the optical switch SW used in the present embodiment has been described above, but the optical switch used in the present invention is not limited to the above, and various modifications and changes can be made.

例えば、本発明によれば、図1の入力ポート2、4、第1のコリメートレンズ5、第2のコリメートレンズ6、ミラー8、混合器7に代えて、図9に断面図で示すような2芯光ファイバーフェルール110を用いたスイッチを用いてもよい。2芯光ファイバーフェルール110は信号光光出射ファイバー111と制御光光出射ファイバー112を並設して備えている。これらの光ファイバー111、112としては、例えば、コア9.5μmのシングルモード石英光ファイバーのクラッド層をフッ酸で所望の太さにエッチングして用いる。エッチングする部分は、光ファイバーの先端数mmだけとする。エッチングした後の光ファイバーの太さ「ω」は、光吸収層に集光した信号光と制御光の集光点の光軸に直角方向の距離「χ」と次の関係で決めることができる。
(式1)
ω=χ/m
ここでmは、第1の集光レンズ9の結像倍率である。
For example, according to the present invention, instead of the input ports 2 and 4, the first collimating lens 5, the second collimating lens 6, the mirror 8, and the mixer 7 of FIG. A switch using the two-core optical fiber ferrule 110 may be used. The two-core optical fiber ferrule 110 includes a signal light emitting fiber 111 and a control light emitting fiber 112 arranged in parallel. As these optical fibers 111 and 112, for example, a clad layer of a single-mode quartz optical fiber having a core of 9.5 μm is etched to a desired thickness with hydrofluoric acid. The portion to be etched is only a few mm of the tip of the optical fiber. The thickness “ω” of the optical fiber after etching can be determined by the following relationship with the distance “χ” perpendicular to the optical axis of the converging point of the signal light and control light collected on the light absorption layer.
(Formula 1)
ω = χ / m
Here, m is the imaging magnification of the first condenser lens 9.

このような構成としても、上記光スイッチSWを用いた場合と同様の効果を得ることができる上、光入射部の構成をより簡素化できる利点がある。   Even with such a configuration, there can be obtained an effect similar to that when the optical switch SW is used, and there is an advantage that the configuration of the light incident portion can be further simplified.

次に、上記の光スイッチSWを用いた本発明の光論理回路について説明する。   Next, an optical logic circuit of the present invention using the optical switch SW will be described.

なお、ここでは光スイッチSWの熱レンズ形成光素子の光吸収層に、図10に示す波長帯域を有する色素である日本カーリット株式会社製、CIR−960を使用した。この色素は、波長650nmの信号光に対しては透過性を示し、波長1550nmの制御光に対しては吸収性を示す波長帯域を持つ。   Here, CIR-960 manufactured by Nippon Carlit Co., Ltd., which is a pigment having the wavelength band shown in FIG. 10, was used for the light absorbing layer of the thermal lens forming optical element of the optical switch SW. This dye has a wavelength band that shows transparency to signal light having a wavelength of 650 nm and absorbs control light having a wavelength of 1550 nm.

図11は、本発明による光AND回路の構成を模式的に示す図である。第1、第2及び第3の光スイッチ31、32、33は、それぞれ第1の入力ポート31a、32a、33a;第2の入力ポート31b、32b、33b;第1の出力ポート31c、32c、33c;第2の出力ポート31d、32d、33dを有する。ただし、第1の光スイッチ31及び第2の光スイッチ32は波長650nmの光を信号光とするが、第3の光スイッチ33は波長1550nmの光を信号光とし、第1の光スイッチ31及び第2の光スイッチ32は波長1550nmの光を制御光とするが、第3の光スイッチ33は波長650nmの光を制御光とする。   FIG. 11 is a diagram schematically showing a configuration of an optical AND circuit according to the present invention. The first, second, and third optical switches 31, 32, and 33 include first input ports 31a, 32a, and 33a; second input ports 31b, 32b, and 33b; first output ports 31c, 32c, and 33c; second output ports 31d, 32d and 33d are provided. However, while the first optical switch 31 and the second optical switch 32 use light having a wavelength of 650 nm as signal light, the third optical switch 33 uses light having a wavelength of 1550 nm as signal light. The second optical switch 32 uses light having a wavelength of 1550 nm as control light, while the third optical switch 33 uses light having a wavelength of 650 nm as control light.

この光AND回路では、第1の光スイッチ31の第2の出力ポート31dが第2の光スイッチ32の第1の入力ポート32aに接続され、第2の光スイッチ32の第2の出力ポート32dが第3の光スイッチ33の第2の入力ポート33bに接続される。   In this optical AND circuit, the second output port 31 d of the first optical switch 31 is connected to the first input port 32 a of the second optical switch 32, and the second output port 32 d of the second optical switch 32. Are connected to the second input port 33 b of the third optical switch 33.

図11(a)は第1及び第2の光スイッチ31、32の第2の入力ポート31b、32bに入力される制御光がともにオフの場合である。   FIG. 11A shows a case where both the control lights input to the second input ports 31b and 32b of the first and second optical switches 31 and 32 are off.

この場合、第1の光スイッチ31では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Sはそのまま第1の出力ポート31cから出力される。第2の出力ポート31dからは信号光は出力されない。   In this case, since the thermal lens forming optical element is not formed in the first optical switch 31, the signal light S is output as it is from the first output port 31c. No signal light is output from the second output port 31d.

第2の光スイッチ32は、第1の入力ポート32aでの信号光入力がなく、また第2の入力ポート32bで制御光を入力しないため、第1及び第2の出力ポート32c、32dからの信号出力はない。   The second optical switch 32 has no signal light input at the first input port 32a and does not input control light at the second input port 32b. Therefore, the second optical switch 32 does not receive the control light from the first and second output ports 32c and 32d. There is no signal output.

第3の光スイッチ33は、第1の入力ポート33aで1550nmの連続光を信号光Sとして入力するが、第2の入力ポート33bでの入力がないため、信号光Sはそのまま第1の出力ポート33cから出力され、第2の出力ポート33dからの出力信号はオフとなる。この第2の出力ポート33dからの出力信号がこの光AND回路の演算結果となる。   The third optical switch 33 inputs 1550 nm continuous light as the signal light S at the first input port 33a, but there is no input at the second input port 33b. The output signal from the port 33c and the output signal from the second output port 33d are turned off. The output signal from the second output port 33d becomes the calculation result of the optical AND circuit.

図11(b)は第1の光スイッチ31の入力ポート31bに入力される制御光がオフ、第2の光スイッチ32の第2の入力ポート32bに入力される制御光がオンの場合である。   FIG. 11B shows a case where the control light input to the input port 31b of the first optical switch 31 is off and the control light input to the second input port 32b of the second optical switch 32 is on. .

この場合、第1の光スイッチ31では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Sはそのまま第1の出力ポート31cから出力される。第2の出力ポート31dからは信号は出力されない。   In this case, since the thermal lens forming optical element is not formed in the first optical switch 31, the signal light S is output as it is from the first output port 31c. No signal is output from the second output port 31d.

第2の光スイッチ32は、第2の入力ポート32bで制御光を入力するが、第1の入力ポート32aで信号光入力がないため、第1及び第2の出力ポート32c、32dからは信号出力はない。   The second optical switch 32 receives control light from the second input port 32b, but has no signal light input from the first input port 32a. Therefore, the second optical switch 32 receives signals from the first and second output ports 32c and 32d. There is no output.

第3の光スイッチ33は、第1の入力ポート33aで1550nmの連続光を信号光Sとして入力するが、第2の入力ポート33bでの入力がないため、信号光Sはそのまま第1の出力ポート33cから出力され、第2の出力ポート33dからの出力信号はオフとなる。この第2の出力ポート33dからの出力信号がこの光AND回路の演算結果となる。   The third optical switch 33 inputs 1550 nm continuous light as the signal light S at the first input port 33a, but there is no input at the second input port 33b. The output signal from the port 33c and the output signal from the second output port 33d are turned off. The output signal from the second output port 33d becomes the calculation result of the optical AND circuit.

図11(c)は第1の光スイッチ31の第1の入力ポート31bに入力される制御光がオン、第2の光スイッチ32の第2の入力ポート32bに入力される制御光がオフの場合である。   In FIG. 11C, the control light input to the first input port 31b of the first optical switch 31 is on, and the control light input to the second input port 32b of the second optical switch 32 is off. Is the case.

この場合、第1の光スイッチ31では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Sは光路を変えて第2の出力ポート31dから出力される。第1の出力ポート31cからは信号光は出力されない。   In this case, since the thermal lens forming optical element is formed in the first optical switch 31, the signal light S is output from the second output port 31d while changing the optical path. No signal light is output from the first output port 31c.

第2の光スイッチ32は、第2の入力ポート32bで制御光を入力しないため、第1の入力ポート32aで第1の光スイッチ31の第2の出力ポート31dからの信号光S’を信号光Sとして受け取り、第1の出力ポート32cから信号出力がされるが、第2の出力ポート32dからは信号光は出力されない。   Since the second optical switch 32 does not input control light at the second input port 32b, the signal light S ′ from the second output port 31d of the first optical switch 31 is signaled at the first input port 32a. The light S is received and a signal is output from the first output port 32c, but no signal light is output from the second output port 32d.

第3の光スイッチ33は、第1の入力ポート33aで1550nmの連続光を信号光Sとして入力するが、第2の入力ポート33bでの入力がないため、信号光Sはそのまま第1の出力ポート33cから出力され、第2の出力ポート33dからの出力信号はオフとなる。この第2の出力ポート33dからの出力信号がこの光AND回路の演算結果となる。   The third optical switch 33 inputs 1550 nm continuous light as the signal light S at the first input port 33a, but there is no input at the second input port 33b. The output signal from the port 33c and the output signal from the second output port 33d are turned off. The output signal from the second output port 33d becomes the calculation result of the optical AND circuit.

図11(d)は第1の光スイッチ31の入力ポート31bに入力される制御光がオン、第2の光スイッチ32の入力ポート32bに入力される制御光もオンの場合である。   FIG. 11D shows a case where the control light input to the input port 31b of the first optical switch 31 is on and the control light input to the input port 32b of the second optical switch 32 is also on.

この場合、第1の光スイッチ31では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Sは光路を変えて第2の出力ポート31dから出力される。第2の出力ポート31cからは信号光は出力されない。   In this case, since the thermal lens forming optical element is formed in the first optical switch 31, the signal light S is output from the second output port 31d while changing the optical path. No signal light is output from the second output port 31c.

第2の光スイッチ32は、第2の入力ポート32bで制御光を入力し、第1の入力ポート32aで第1の光スイッチ31の第2の出力ポート31dからの信号光Sを受け取り、熱レンズ形成光素子が形成されるため、第1の出力ポート32cから信号光は出力されず、第2の出力ポート32dから信号光が出力される。   The second optical switch 32 receives the control light at the second input port 32b, receives the signal light S from the second output port 31d of the first optical switch 31 at the first input port 32a, and generates heat. Since the lens forming optical element is formed, the signal light is not output from the first output port 32c, but the signal light is output from the second output port 32d.

第3の光スイッチ33は、第1の入力ポート33aで1550nmの連続光を信号光Sとして入力し、第2の入力ポート33bで信号S’をSとして入力し、熱レンズ形成光素子が形成されるため、信号光Sは第1の出力ポート33cから出力されず、第2の出力ポート33dから信号光Sが出力される。この第2の出力ポート33dからの出力信号がこの光AND回路の演算結果となる。   The third optical switch 33 inputs 1550 nm continuous light as the signal light S at the first input port 33a, and inputs the signal S ′ as S at the second input port 33b to form a thermal lens forming optical element. Therefore, the signal light S is not output from the first output port 33c, and the signal light S is output from the second output port 33d. The output signal from the second output port 33d becomes the calculation result of the optical AND circuit.

図12は、本発明による光OR回路の構成を模式的に示す図である。第1、第2及び第3の光スイッチ41、42、43は、それぞれ第1の入力ポート41a、42a、43a;第2の入力ポート41b、42b、43b;第1の出力ポート41c、42c、43c;第2の出力ポート41d、42d、43dを有する。ただし、第1の光スイッチ41及び第2の光スイッチ42は波長650nmの光を信号光とするが、第3の光スイッチ43は波長1550nmの光を信号光とし、第1の光スイッチ41及び第2の光スイッチ42は波長1550nmの光を制御光とするが、第3の光スイッチ3は波長650nmの光を制御光とする。   FIG. 12 is a diagram schematically showing a configuration of an optical OR circuit according to the present invention. The first, second and third optical switches 41, 42, 43 are respectively connected to a first input port 41a, 42a, 43a; a second input port 41b, 42b, 43b; a first output port 41c, 42c, 43c; second output ports 41d, 42d, 43d. However, the first optical switch 41 and the second optical switch 42 use light having a wavelength of 650 nm as signal light, while the third optical switch 43 uses light having a wavelength of 1550 nm as signal light, and the first optical switch 41 and The second optical switch 42 uses light having a wavelength of 1550 nm as control light, while the third optical switch 3 uses light having a wavelength of 650 nm as control light.

図12(a)は第1及び第2の光スイッチ41、42の第2の入力ポート41b、42bに入力される制御光がともにオフの場合である。   FIG. 12A shows a case where both the control lights input to the second input ports 41b and 42b of the first and second optical switches 41 and 42 are off.

この場合、第1の光スイッチ41では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Sはそのまま第1の出力ポート41cから出力される。第2の出力ポート41dからは信号光は出力されない。   In this case, since the thermal lens forming optical element is not formed in the first optical switch 41, the signal light S is output as it is from the first output port 41c. No signal light is output from the second output port 41d.

第2の光スイッチ42は、第1の入力ポート42aで第1の光スイッチ41の第2の出力ポート41cからの信号光Sをそのまま信号光Sとして受け取るが、第2の入力ポート42bで制御光を入力しないため、第1の出力ポート42cから信号Sがそのまま出力され、第2の出力ポート42dから信号光は出力されない。 The second optical switch 42 receives the signal light S from the second output port 41c of the first optical switch 41 as it is as the signal light S at the first input port 42a, but is controlled by the second input port 42b. Since no light is input, the signal light S is output as it is from the first output port 42c, and no signal light is output from the second output port 42d.

第3の光スイッチ43は、第1の入力ポート43aで1550nmの連続光を信号光Sとして入力し、第2の入力ポート43bから制御光が入力されるため、信号光Sは第1の出力ポート43cから出力されず、第2の出力ポート43dから信号光Sが出力される。この第1の出力ポート43cからの出力信号がこの光OR回路の演算結果となる。 Since the third optical switch 43 inputs 1550 nm continuous light as the signal light S at the first input port 43a and the control light is input from the second input port 43b, the signal light S is the first output. The signal light S is output from the second output port 43d without being output from the port 43c. The output signal from the first output port 43c is the calculation result of this optical OR circuit.

図12(b)は第1の光スイッチ41の第2の入力ポート41bに入力される制御光がオフ、第2の光スイッチ4の第2の入力ポート4bに入力される制御光がオンの場合である。 FIG. 12 (b) control light control light input to the second input port 41b of the first optical switch 41 is turned off, is input to the second of the second input port 4 1 b of the optical switch 4 1 Is on.

この場合、第1の光スイッチ42では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Sはそのまま第1の出力ポート42cから出力される。第2の出力ポート41dからは信号光は出力されない。   In this case, since the thermal lens forming optical element is not formed in the first optical switch 42, the signal light S is output as it is from the first output port 42c. No signal light is output from the second output port 41d.

第2の光スイッチ42は、第1の入力ポート42aで第1の光スイッチ41の第1の出力ポート41cからの信号光Sをそのまま信号光Sとして受け取り、第2の入力ポート42bで制御光を入力するため、熱レンズ形成光素子が形成されるため、第1の出力ポート42cから信号光が出力されず、第2の出力ポート42dから信号光Sが出力される。   The second optical switch 42 receives the signal light S from the first output port 41c of the first optical switch 41 as it is as the signal light S at the first input port 42a, and the control light at the second input port 42b. Therefore, since the thermal lens forming optical element is formed, the signal light is not output from the first output port 42c and the signal light S is output from the second output port 42d.

第3の光スイッチ43は、第1の入力ポート43aで1550nmの連続光を信号光Sとして入力し、第2の入力ポート43bから制御光の入力がないため、信号光Sはそのまま第1の出力ポート43cから出力される。第2の出力ポートから信号光は出力されない。この第1の出力ポート43cからの出力信号がこの光OR回路の演算結果となる。   Since the third optical switch 43 inputs 1550 nm continuous light as the signal light S at the first input port 43a and no control light is input from the second input port 43b, the signal light S remains as it is. Output from the output port 43c. No signal light is output from the second output port. The output signal from the first output port 43c is the calculation result of this optical OR circuit.

図12(c)は第1の光スイッチ41の第1の入力ポート41bに入力される制御光がオン、第2の光スイッチ42の第2の入力ポート42bに入力される制御光がオフの場合である。   In FIG. 12C, the control light input to the first input port 41b of the first optical switch 41 is on, and the control light input to the second input port 42b of the second optical switch 42 is off. Is the case.

この場合、第1の光スイッチ41では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Sは光路を変えて第2の出力ポート41dから出力される。第の出力ポート41cからは信号光は出力されない。 In this case, since the thermal lens forming optical element is formed in the first optical switch 41, the signal light S is output from the second output port 41d while changing the optical path. No signal light is output from the first output port 41c.

第2の光スイッチ42は、第2の入力ポート42bで制御信号を入力せず、第1の入力ポート42aで第1の光スイッチ41の第1の出力ポート41cからの信号光を受け取らないため、第1及び第2の出力ポート42c、42dから信号光は出力されない。   The second optical switch 42 does not receive a control signal at the second input port 42b, and does not receive signal light from the first output port 41c of the first optical switch 41 at the first input port 42a. No signal light is output from the first and second output ports 42c and 42d.

第3の光スイッチ43は、第1の入力ポート43aで1550nmの連続光を信号光Sとして入力するが、第2の入力ポート43bでの入力がないため、信号光Sはそのまま第1の出力ポート43cから出力され、第2の出力ポート43dからの出力信号はオフとなる。この第1の出力ポート43cからの出力信号がこの光OR回路の演算結果となる。   The third optical switch 43 inputs 1550 nm continuous light as the signal light S at the first input port 43a, but there is no input at the second input port 43b. The output signal from the port 43c and the output signal from the second output port 43d are turned off. The output signal from the first output port 43c is the calculation result of this optical OR circuit.

図12(d)は第1の光スイッチ41の第2の入力ポート41bに入力される制御光がオン、第2の光スイッチ42の第2の入力ポート42bに入力される制御光もオンの場合である。   In FIG. 12D, the control light input to the second input port 41b of the first optical switch 41 is on, and the control light input to the second input port 42b of the second optical switch 42 is also on. Is the case.

この場合、第1の光スイッチ41では熱レンズ形成光素子が形成されるため、信号光Sは光路を変えて第2の出力ポート41dから出力される。第1の出力ポート41cからは信号光は出力されない。   In this case, since a thermal lens forming optical element is formed in the first optical switch 41, the signal light S is output from the second output port 41d while changing the optical path. No signal light is output from the first output port 41c.

第2の光スイッチ42は、第2の入力ポート42bで制御光を入力するが、第1の入力ポート42aで第1の光スイッチ41の第1の出力ポート41cから信号光を受け取らないため、第1及び第2の出力ポート42c、42dから信号光は出力されない。   Since the second optical switch 42 receives the control light at the second input port 42b, but does not receive the signal light from the first output port 41c of the first optical switch 41 at the first input port 42a, No signal light is output from the first and second output ports 42c and 42d.

第3の光スイッチ43は、第1の入力ポート43aで1550nmの連続光を信号光Sとして入力し、第2の入力ポート43bで制御光を受け取らないため、信号光Sは第1の出力ポート43cから出力され、第2の出力ポート43dから信号光は出力されない。この第1の出力ポート43cからの出力信号がこの光OR回路の演算結果となる。   Since the third optical switch 43 receives the 1550 nm continuous light as the signal light S at the first input port 43a and does not receive the control light at the second input port 43b, the signal light S is the first output port. 43c, and no signal light is output from the second output port 43d. The output signal from the first output port 43c is the calculation result of this optical OR circuit.

図13は、本発明による光NAND回路の構成を模式的に示す図である。第1、第2及び第3の光スイッチ51、52、53は、それぞれ第1の入力ポート51a、52a、53a;第2の入力ポート51b、52b、53b;第1の出力ポート51c、52c、53c;第2の出力ポート51d、52d、53dを有する。ただし、第1の光スイッチ51及び第2の光スイッチ52は波長650nmの光を信号光とするが、第3の光スイッチ53は波長1550nmの光を信号光とし、第1の光スイッチ51及び第2の光スイッチ52は波長1550nmの光を制御光とするが、第3の光スイッチ53は波長650nmの光を制御光とする。   FIG. 13 is a diagram schematically showing a configuration of an optical NAND circuit according to the present invention. The first, second, and third optical switches 51, 52, and 53 include a first input port 51a, 52a, and 53a; a second input port 51b, 52b, and 53b; and a first output port 51c, 52c, and 53c; second output ports 51d, 52d, 53d. However, the first optical switch 51 and the second optical switch 52 use light having a wavelength of 650 nm as signal light, while the third optical switch 53 uses light having a wavelength of 1550 nm as signal light. The second optical switch 52 uses light having a wavelength of 1550 nm as control light, while the third optical switch 53 uses light having a wavelength of 650 nm as control light.

この光NAND回路では、第1の光スイッチ51の第2の出力ポート51dが第2の光スイッチ52の第1の入力ポート52aに接続され、第2の光スイッチ52の第2の出力ポート52dが第3の光スイッチ53の第2の入力ポート53bに接続される。 In this optical NAND circuit, the second output port 51 d of the first optical switch 51 is connected to the first input port 52 a of the second optical switch 52, and the second output port 52 d of the second optical switch 52. Are connected to the second input port 53 b of the third optical switch 53.

図13(a)は第1及び第2光スイッチ51、52の第2の入力ポート51b、52bに入力される制御光がともにオフの場合である。   FIG. 13A shows a case where both the control lights input to the second input ports 51b and 52b of the first and second optical switches 51 and 52 are off.

この場合、第1の光スイッチ51では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Sはそのまま第1の出力ポート51cから出力される。第2の出力ポート51dから信号光は出力されない。   In this case, since the thermal lens forming optical element is not formed in the first optical switch 51, the signal light S is output as it is from the first output port 51c. No signal light is output from the second output port 51d.

第2の光スイッチ52は、第1の入力ポート52aでの信号光入力がなく、また第2の入力ポート52bで制御光を入力しないため、第1及び第2の出力ポート52c、52dからの信号出力はない。   Since the second optical switch 52 has no signal light input at the first input port 52a and does not input control light at the second input port 52b, the second optical switch 52 receives the light from the first and second output ports 52c and 52d. There is no signal output.

第3の光スイッチ53は、第1の入力ポート53aで1550nmの連続光を信号光Sとして入力し、第2の入力ポート53bでの入力がないため、信号光Sはそのまま第1の出力ポート53cから出力され、第2の出力ポート53dから信号光は出力されない。この第1の出力ポート53cからの出力信号がこの光NAND回路の演算結果となる。   The third optical switch 53 inputs 1550 nm continuous light as the signal light S at the first input port 53a and no input at the second input port 53b. Therefore, the signal light S remains as it is at the first output port. 53c, and no signal light is output from the second output port 53d. The output signal from the first output port 53c is the calculation result of this optical NAND circuit.

図13(b)は第1の光スイッチ51の第1の入力ポート51bに入力される制御光がオフ、第2の光スイッチ52の入力ポート52bに入力される制御光がオンの場合である。   FIG. 13B shows a case where the control light input to the first input port 51b of the first optical switch 51 is off and the control light input to the input port 52b of the second optical switch 52 is on. .

この場合、第1の光スイッチ51では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Sはそのまま第1の出力ポート51cから出力される。第2の出力ポート51dからは信号光は出力されない。   In this case, since the thermal lens forming optical element is not formed in the first optical switch 51, the signal light S is output as it is from the first output port 51c. No signal light is output from the second output port 51d.

第2の光スイッチ52は、第2の入力ポート52bで制御光を入力するが、第1の入力ポート52aでの信号光の入力がないため、第1及び第2の出力ポート52c、52dからは信号出力はない。   The second optical switch 52 receives the control light at the second input port 52b, but does not receive the signal light at the first input port 52a. Therefore, the second optical switch 52 is connected to the first and second output ports 52c and 52d. There is no signal output.

第3の光スイッチ53は、第1の入力ポート53aで1550nmの連続光を信号光Sとして入力し、第2の入力ポート53bでの入力がないため、信号光Sはそのまま第1の出力ポート53cから出力され、第2の出力ポート53dから信号光は出力されない。この第1の出力ポート53cからの出力信号がこの光NAND回路の演算結果となる。   The third optical switch 53 inputs 1550 nm continuous light as the signal light S at the first input port 53a and no input at the second input port 53b. Therefore, the signal light S remains as it is at the first output port. 53c, and no signal light is output from the second output port 53d. The output signal from the first output port 53c is the calculation result of this optical NAND circuit.

図13(c)は第1の光スイッチ51の第2の入力ポート51bに入力される制御光がオン、第2の光スイッチ52の第2の入力ポート52bに入力される制御光がオフの場合である。   In FIG. 13C, the control light input to the second input port 51b of the first optical switch 51 is on, and the control light input to the second input port 52b of the second optical switch 52 is off. Is the case.

この場合、第1の光スイッチ51では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Sは光路を変えて第2の出力ポート51dから出力する。第2の出力ポート51cから信号光は出力されない。   In this case, since the thermal lens forming optical element is formed in the first optical switch 51, the signal light S is output from the second output port 51d while changing the optical path. No signal light is output from the second output port 51c.

第2の光スイッチ52は、第2の入力ポート52bで制御光を入力しないため、第1の入力ポート52aで信号光を受け取り、第1の出力ポート52cから信号光が出力され、第2の出力ポート52dから信号光は出力されない。   Since the second optical switch 52 does not input the control light at the second input port 52b, the second optical switch 52 receives the signal light at the first input port 52a, and the signal light is output from the first output port 52c. No signal light is output from the output port 52d.

第3の光スイッチ53は、第1の入力ポート53aで1550nmの連続光を信号光Sとして入力するが、第2の入力ポート53bでの入力がないため、信号光Sはそのまま第1の出力ポート53cから出力され、第2の出力ポート53dから信号光は出力されない。この第1の出力ポート53cからの出力信号がこの光NAND回路の演算結果となる。   The third optical switch 53 inputs 1550 nm continuous light as the signal light S at the first input port 53a, but since there is no input at the second input port 53b, the signal light S remains as the first output. The signal light is output from the port 53c, and no signal light is output from the second output port 53d. The output signal from the first output port 53c is the calculation result of this optical NAND circuit.

図13(d)は第1の光スイッチ51の入力ポート51aに入力される制御光がオン、第2の光スイッチ52の入力ポート52aに入力される制御光もオンの場合である。   FIG. 13D shows a case where the control light input to the input port 51 a of the first optical switch 51 is on and the control light input to the input port 52 a of the second optical switch 52 is also on.

この場合、第1の光スイッチ51では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Sは光路を変えて第2の出力ポート51dから出力される。第2の出力ポート51cからは信号は出力されない。   In this case, since the thermal lens forming optical element is formed in the first optical switch 51, the signal light S is output from the second output port 51d while changing the optical path. No signal is output from the second output port 51c.

第2の光スイッチ52は、第2の入力ポート52bで制御信号を入力し、第1の入力ポート52aで信号光を受け取り、熱レンズ形成光素子が形成され、第1の出力ポート52cから信号光は出力されず、第2の出力ポート52dから信号光Sが出力される。   The second optical switch 52 receives a control signal from the second input port 52b, receives the signal light from the first input port 52a, forms a thermal lens forming optical element, and receives a signal from the first output port 52c. The light is not output, and the signal light S is output from the second output port 52d.

第3の光スイッチ53は、第1の入力ポート53aで1550nmの連続光を信号光Sとして入力し、第2の入力ポート53bで制御光を入力し、熱レンズ形成光素子が形成されるため、信号光は第1の出力ポート53cから出力されず、第2の出力ポート53dから信号光Sが出力される。この第1の出力ポート53cからの出力信号がこの光NAND回路の演算結果となる。   Since the third optical switch 53 receives 1550 nm continuous light as the signal light S at the first input port 53a and the control light at the second input port 53b, a thermal lens forming optical element is formed. The signal light is not output from the first output port 53c, and the signal light S is output from the second output port 53d. The output signal from the first output port 53c is the calculation result of this optical NAND circuit.

図14は、本発明による光NOR回路の構成を模式的に示す図である。第1、第2及び第3の光スイッチ61、62、63は、それぞれ第1の入力ポート61a、62a、63a;第2の入力ポート61b、62b、63b;第1の出力ポート61c、62c、63c;第2の出力ポート61d、62d、63dを有する。ただし、第1の光スイッチ61及び第2の光スイッチ62は波長650nmの光を信号光とするが、第3の光スイッチ63は波長1550nmの光を信号光とし、第1の光スイッチ61及び第2の光スイッチ62は波長1550nmの光を制御光とするが、第3の光スイッチ63は波長650nmの光を制御光とする。   FIG. 14 is a diagram schematically showing a configuration of an optical NOR circuit according to the present invention. The first, second, and third optical switches 61, 62, and 63 have first input ports 61a, 62a, and 63a; second input ports 61b, 62b, and 63b; first output ports 61c, 62c, and 63c; second output ports 61d, 62d, 63d. However, while the first optical switch 61 and the second optical switch 62 use light having a wavelength of 650 nm as signal light, the third optical switch 63 uses light having a wavelength of 1550 nm as signal light, and the first optical switch 61 and The second optical switch 62 uses light having a wavelength of 1550 nm as control light, while the third optical switch 63 uses light having a wavelength of 650 nm as control light.

この光NOR回路では、第1の光スイッチ61の第1の出力ポート61cが第2の光スイッチ62の第1の入力ポート62aに接続され、第2の光スイッチ62の第1の出力ポート62cが第3の光スイッチ63の第2の入力ポート63bに接続される。   In this optical NOR circuit, the first output port 61 c of the first optical switch 61 is connected to the first input port 62 a of the second optical switch 62, and the first output port 62 c of the second optical switch 62. Are connected to the second input port 63 b of the third optical switch 63.

図14(a)は第1及び第2光スイッチ61、62の第2の入力ポート61b、62bに入力される制御光がともにオフの場合である。   FIG. 14A shows a case where both the control lights input to the second input ports 61b and 62b of the first and second optical switches 61 and 62 are off.

この場合、第1の光スイッチ61では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Sはそのまま第1の出力ポート61cから出力される。第2の出力ポート61dからは信号光は出力されない。   In this case, since the thermal lens forming optical element is not formed in the first optical switch 61, the signal light S is output as it is from the first output port 61c. No signal light is output from the second output port 61d.

第2の光スイッチ62は、第1の入力ポート62aで第1の光スイッチ61の第2の出力ポート61cからの信号光を受け取り、第2の入力ポート62bで制御光を入力しないため、第1の出力ポート62cから信号Sがそのまま出力され、第2の出力ポート62dから信号光は出力されない。   The second optical switch 62 receives the signal light from the second output port 61c of the first optical switch 61 at the first input port 62a and does not input the control light at the second input port 62b. The signal S is output as it is from the first output port 62c, and the signal light is not output from the second output port 62d.

第3の光スイッチ63は、第1の入力ポート63aで1550nmの連続光を信号光Sとして入力し、第2の入力ポート63bから第2の光スイッチ62の第1の出力62cから信号光を制御光として受け取り、熱レンズ形成光素子が形成されるため、信号光Sは第2の出力ポート63dから出力され、第1の出力ポート63cから信号光は出力されない。この第2の出力ポート63dからの出力信号がこの光NOR回路の演算結果となる。   The third optical switch 63 inputs 1550 nm continuous light as the signal light S at the first input port 63a, and receives the signal light from the first output 62c of the second optical switch 62 from the second input port 63b. Since it is received as control light and a thermal lens forming optical element is formed, the signal light S is output from the second output port 63d, and no signal light is output from the first output port 63c. The output signal from the second output port 63d is the calculation result of the optical NOR circuit.

図14(b)は第1の光スイッチ61の第2の入力ポート61bに入力される制御光がオフ、第2の光スイッチ62の第2の入力ポート62bに入力される制御光がオンの場合である。   In FIG. 14B, the control light input to the second input port 61b of the first optical switch 61 is off, and the control light input to the second input port 62b of the second optical switch 62 is on. Is the case.

この場合、第1の光スイッチ6では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Sはそのまま第1の出力ポート6cから出力される。第2の出力ポート61dから信号光は出力されない。 In this case, the first optical switch 61 in the thermal lens forming optical element the signal light S because it is not formed is directly outputted from the first output port 6 1 c. No signal light is output from the second output port 61d.

第2の光スイッチ62は、第1の入力ポート62aで第1の光スイッチ61の第1の出力ポート61cから信号光を受け取と、第2の入力ポート62bで制御光を入力するため、熱レンズ形成光素子が形成されるため、第2の出力ポート62dから信号光Sが出力され、第1の出力ポート62cから信号光は出力されない。 Second optical switch 62, the Ru receive the signal light from the first output port 61c of the first optical switch 61 in the first input port 62a, for inputting the control light at a second input port 62b, Since the thermal lens forming optical element is formed, the signal light S is output from the second output port 62d, and the signal light is not output from the first output port 62c.

第3の光スイッチ63は、第1の入力ポート63aで1550nmの連続光を信号光Sとして入力し、第2の入力ポート63bから制御光の入力がないため、信号光Sは第1の出力ポート63cから出力され、第2の出力ポート63dから信号光は出力されない。この第2の出力ポート63dからの出力信号がこの光NOR回路の演算結果となる。   Since the third optical switch 63 receives 1550 nm continuous light as the signal light S at the first input port 63a and does not receive control light from the second input port 63b, the signal light S is output as the first output. The signal light is output from the port 63c and no signal light is output from the second output port 63d. The output signal from the second output port 63d is the calculation result of the optical NOR circuit.

図14(c)は第1の光スイッチ61の第の入力ポート61bに入力される制御光がオン、第2の光スイッチ62の第2の入力ポート62bに入力される制御光がオフの場合である。 In FIG. 14C, the control light input to the second input port 61 b of the first optical switch 61 is on, and the control light input to the second input port 62 b of the second optical switch 62 is off. Is the case.

この場合、第1の光スイッチ61では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Sは光路を変えて第2の出力ポート61dから出力される。第1の出力ポート61cからは信号光は出力されない。   In this case, since the thermal lens forming optical element is formed in the first optical switch 61, the signal light S is output from the second output port 61d while changing the optical path. No signal light is output from the first output port 61c.

第2の光スイッチ62は、第2の入力ポート62bで制御信号を入力せず、第1の入力ポート62aで第1の光スイッチ61の第2の出力ポート61cからの信号光を受け取らないため、第1及び第2の出力ポート62c、62dから信号光は出力されない。   The second optical switch 62 does not receive a control signal at the second input port 62b, and does not receive signal light from the second output port 61c of the first optical switch 61 at the first input port 62a. No signal light is output from the first and second output ports 62c and 62d.

第3の光スイッチ63は、第1の入力ポート63aで1550nmの連続光を信号光Sとして入力するが、第2の入力ポート63bでの入力がないため、信号光Sはそのまま第1の出力ポート63cから出力され、第2の出力ポート63dから出力光は出力されない。この第2の出力ポート43dからの出力信号がこの光NOR回路の演算結果となる。   The third optical switch 63 inputs 1550 nm continuous light as the signal light S at the first input port 63a, but since there is no input at the second input port 63b, the signal light S remains as it is as the first output. The light is output from the port 63c and the output light is not output from the second output port 63d. The output signal from the second output port 43d is the calculation result of the optical NOR circuit.

図14(d)は第1の光スイッチ61の第2の入力ポート61bに入力される制御光がオン、第2の光スイッチ62の第2の入力ポート62bに入力される制御光もオンの場合である。   In FIG. 14D, the control light input to the second input port 61b of the first optical switch 61 is on, and the control light input to the second input port 62b of the second optical switch 62 is also on. Is the case.

この場合、第1の光スイッチ61では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Sは光路を変えて第2の出力ポート61dから出力される。第1の出力ポート61cからは信号光は出力されない。   In this case, since the thermal lens forming optical element is formed in the first optical switch 61, the signal light S is output from the second output port 61d while changing the optical path. No signal light is output from the first output port 61c.

第2の光スイッチ62は、第2の入力ポート62bで制御光を入力するが、第1の入力ポート62aで第1の光スイッチ61の第1の出力ポート61cから信号光を受け取らないため、第1及び第2の出力ポート62c、62dから信号光は出力されない。   Since the second optical switch 62 receives the control light at the second input port 62b, but does not receive the signal light from the first output port 61c of the first optical switch 61 at the first input port 62a, No signal light is output from the first and second output ports 62c and 62d.

第3の光スイッチ63は、第1の入力ポート63aで1550nmの連続光を信号光Sとして入力し、第2の入力ポート63bで制御光を受け取らないため、信号光Sは第1の出力ポート63cから出力され、第2の出力ポート63dから信号光は出力されない。この第2の出力ポート63dからの出力信号がこの光NOR回路の演算結果となる。   Since the third optical switch 63 receives 1550 nm continuous light as the signal light S at the first input port 63a and does not receive the control light at the second input port 63b, the signal light S is not output from the first output port 63a. The signal light is output from 63c and the signal light is not output from the second output port 63d. The output signal from the second output port 63d is the calculation result of the optical NOR circuit.

図15は、本発明による光NOT回路の構成を模式的に示す図である。第1及び第2の光スイッチ71、72は、それぞれ第1の入力ポート71a、72a;第2の入力ポート71b、72b;第1の出力ポート71c、72c;第2の出力ポート71d、72dを有する。ただし、第1の光スイッチ71は波長650nmの光を信号光とするが、第2の光スイッチ73は波長1550nmの光を信号光とし、第1の光スイッチ71は波長1550nmの光を制御光とするが、第2の光スイッチ73は波長650nmの光を制御光とする。   FIG. 15 is a diagram schematically showing a configuration of an optical NOT circuit according to the present invention. The first and second optical switches 71 and 72 include a first input port 71a and 72a; a second input port 71b and 72b; a first output port 71c and 72c; and a second output port 71d and 72d, respectively. Have. However, while the first optical switch 71 uses light having a wavelength of 650 nm as signal light, the second optical switch 73 uses light having a wavelength of 1550 nm as signal light, and the first optical switch 71 controls light having a wavelength of 1550 nm as control light. However, the second optical switch 73 uses light having a wavelength of 650 nm as control light.

この光NOT回路では、第1の光スイッチ71の第2の出力ポート71dが第2の光スイッチ72の第2の入力ポート72bに接続される。   In this optical NOT circuit, the second output port 71 d of the first optical switch 71 is connected to the second input port 72 b of the second optical switch 72.

図15(a)は第1の光スイッチ71の第2の入力ポート71bに入力される制御光がオフの場合である。   FIG. 15A shows a case where the control light input to the second input port 71b of the first optical switch 71 is off.

この場合、第1の光スイッチ71では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Sはそのまま第1の出力ポート71cから出力される。第2の出力ポート71dからは信号は出力されない。   In this case, since the thermal lens forming optical element is not formed in the first optical switch 71, the signal light S is output as it is from the first output port 71c. No signal is output from the second output port 71d.

第2の光スイッチ72は、第1の入力ポート72aで信号光Sを入力し、また第2の入力ポート72bで制御光を入力しないため、熱レンズ形成光素子は形成されず、第1の出力ポート72cから信号光が出力され、第2の出力ポート72dから信号光は出力されない。   Since the second optical switch 72 receives the signal light S at the first input port 72a and does not input the control light at the second input port 72b, a thermal lens forming optical element is not formed, and the first optical switch 72 Signal light is output from the output port 72c, and no signal light is output from the second output port 72d.

この第1の出力ポート72cからの出力信号がこの光NOT回路の演算結果となる。   The output signal from the first output port 72c becomes the calculation result of the optical NOT circuit.

図15(b)は第1の光スイッチ71の第2の入力ポート71bに入力される制御光がオンの場合である。   FIG. 15B shows a case where the control light input to the second input port 71 b of the first optical switch 71 is on.

この場合、第1の光スイッチ71では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Sは第2の出力ポート71dから出力される。第1の出力ポート71cからは信号光は出力されない。   In this case, since the thermal lens forming optical element is formed in the first optical switch 71, the signal light S is output from the second output port 71d. No signal light is output from the first output port 71c.

第2の光スイッチ72は、第1の入力ポート72aで信号光Sを入力し、また第2の入力ポート72bでも制御光を入力するため、熱レンズ形成光素子が形成され、第1の出力ポート72cから信号光が出力されず、第2の出力ポート72dから信号光が出力される。   Since the second optical switch 72 receives the signal light S at the first input port 72a and also receives the control light at the second input port 72b, a thermal lens forming optical element is formed and the first output is formed. No signal light is output from the port 72c, and signal light is output from the second output port 72d.

この第1の出力ポート72cからの出力信号がこの光NOT回路の演算結果となる。   The output signal from the first output port 72c becomes the calculation result of the optical NOT circuit.

図16は、本発明による光NOT回路の別の構成を模式的に示す図である。第1及び第2の光スイッチ81、82は、それぞれ第1の入力ポート81a、82a;第2の入力ポート81b、82b;第1の出力ポート81c、82c;第2の出力ポート81d、82dを有する。ただし、第1の光スイッチ81は波長650nmの光を信号光とするが、第2の光スイッチ83は波長1550nmの光を信号光とし、第1の光スイッチ81は波長1550nmの光を制御光とするが、第2の光スイッチ83は波長650nmの光を制御光とする。   FIG. 16 is a diagram schematically showing another configuration of the optical NOT circuit according to the present invention. The first and second optical switches 81 and 82 have first input ports 81a and 82a; second input ports 81b and 82b; first output ports 81c and 82c; second output ports 81d and 82d, respectively. Have. However, while the first optical switch 81 uses light having a wavelength of 650 nm as signal light, the second optical switch 83 uses light having a wavelength of 1550 nm as signal light, and the first optical switch 81 uses light having a wavelength of 1550 nm as control light. However, the second optical switch 83 uses light having a wavelength of 650 nm as control light.

この光NOT回路では、第1の光スイッチ81の第1の出力ポート81cが第2の光スイッチ82の第2の入力ポート82bに接続される。   In this optical NOT circuit, the first output port 81 c of the first optical switch 81 is connected to the second input port 82 b of the second optical switch 82.

図16(a)は第1の光スイッチ81の第2の入力ポート81bに入力される制御光がオフの場合である。   FIG. 16A shows a case where the control light input to the second input port 81b of the first optical switch 81 is off.

この場合、第1の光スイッチ81では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Sはそのまま第1の出力ポート81cから出力される。第2の出力ポート81dからは信号光は出力されない。   In this case, since the thermal lens forming optical element is not formed in the first optical switch 81, the signal light S is output as it is from the first output port 81c. No signal light is output from the second output port 81d.

第2の光スイッチ82は、第1の入力ポート82aで信号光Sを入力し、また第2の入力ポート82bで制御光を入力するため、熱レンズ形成光素子が形成され、第1の出力ポート82cから信号光は出力されず、第2の出力ポート82dから信号光が出力される。この第1の出力ポート82dからの出力信号がこの光NOT回路の演算結果となる。   Since the second optical switch 82 receives the signal light S through the first input port 82a and the control light through the second input port 82b, a thermal lens forming optical element is formed and the first output is formed. No signal light is output from the port 82c, and signal light is output from the second output port 82d. The output signal from the first output port 82d becomes the calculation result of the optical NOT circuit.

図16(b)は第1の光スイッチ81の第2の入力ポート81bに入力される制御光がオンの場合である。   FIG. 16B shows a case where the control light input to the second input port 81 b of the first optical switch 81 is on.

この場合、第1の光スイッチ81では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Sは第2の出力ポート81dから出力される。第1の出力ポート81cからは信号光は出力されない。   In this case, since the thermal lens forming optical element is formed in the first optical switch 81, the signal light S is output from the second output port 81d. No signal light is output from the first output port 81c.

第2の光スイッチ82は、第1の入力ポート82aで信号光Sを入力し、また第2の入力ポート82bでは制御光を入力しないため、熱レンズ形成光素子が形成されず、第1の出力ポート82cから信号光が出力され、第2の出力ポート82dから信号光は出力されない。この第1の出力ポート82dからの出力信号がこの光NOT回路の演算結果となる。   Since the second optical switch 82 receives the signal light S at the first input port 82a and does not input control light at the second input port 82b, a thermal lens forming optical element is not formed, and the first optical switch 82 Signal light is output from the output port 82c, and no signal light is output from the second output port 82d. The output signal from the first output port 82d becomes the calculation result of the optical NOT circuit.

本発明の光論理回路で用いる光スイッチの構成の説明図である。It is explanatory drawing of a structure of the optical switch used with the optical logic circuit of this invention. 熱レンズ形成光素子の光吸収層へ信号光と制御光とを同一の所に集光させるときに、制御光がない場合と制御光がある場合の信号光の出射の状況を示す図である。It is a figure which shows the emission condition of the signal light when there is no control light and when there is control light when condensing the signal light and the control light on the same place to the light absorption layer of the thermal lens forming optical element . 熱レンズ形成光素子の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of a thermal lens formation optical element. 集光しない場合の信号光が偏向する状況の説明図である。It is explanatory drawing of the condition where the signal light in the case of not condensing deflects. 集光した場合の信号光が偏向する状況の説明図である。It is explanatory drawing of the condition where the signal light at the time of condensing deflects. 制御光を照射しない場合と、制御光のパワーを変えて照射した場合の光強度分布を示す図である。It is a figure which shows light intensity distribution when not irradiating control light, and when irradiating by changing the power of control light. 制御光パワーと偏向角との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between control light power and a deflection angle. 光吸収層の位置と偏向角との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the position of a light absorption layer, and a deflection angle. 非偏向光と偏向光の分離距離の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the separation distance of non-deflected light and deflected light. 本発明で用いる別例の光スイッチの2芯光ファイバーフェルールの概念図である。It is a conceptual diagram of the 2 core optical fiber ferrule of the optical switch of another example used by this invention. 図11〜図16の論理回路の熱レンズ形成光素子の光吸収層に用いた色素の吸収・透過特性を示す図である。It is a figure which shows the absorption and permeation | transmission characteristic of the pigment | dye used for the light absorption layer of the thermal lens formation optical element of the logic circuit of FIGS. 本発明による光AND回路の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the optical AND circuit by this invention. 本発明による光OR回路の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the optical OR circuit by this invention. 本発明による光NAND回路の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the optical NAND circuit by this invention. 本発明による光NOR回路の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the optical NOR circuit by this invention. 本発明による光NOT回路の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the optical NOT circuit by this invention. 本発明による光NOT回路の別の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically another structure of the optical NOT circuit by this invention.

1 信号光
2、4 入力ポート
3 制御光
5、6、11 コリメートレンズ
7 分離器
8、15 ミラー
9、14、16 集光レンズ
10 熱レンズ形成光素子
12 波長選択透過フィルター
13 分岐ミラー
17、18 出力ポート
31、41、51、61、71、81 第1の光スイッチ
32、42、52、62、72、82 第2の光スイッチ
33、43、53、63 第3の光スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Signal light 2, 4 Input port 3 Control light 5, 6, 11 Collimating lens 7 Separator 8, 15 Mirror 9, 14, 16 Condensing lens 10 Thermal lens formation optical element 12 Wavelength selective transmission filter 13 Branch mirror 17, 18 Output port 31, 41, 51, 61, 71, 81 First optical switch 32, 42, 52, 62, 72, 82 Second optical switch 33, 43, 53, 63 Third optical switch

Claims (6)

波長λ1を有する信号光を入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第1の熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第1の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、
第1の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、
第1の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第1の光スイッチと、
第1の光スイッチの第2の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を信号光として入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第2の熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第2の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、
第2の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、
第2の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第2の光スイッチと、
波長λ2を有する信号光を入力する第1の入力ポート及び該第2の光スイッチの第2の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を制御光として入力する第2の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第3の熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第3の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、
第3の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出力した信号光を出力する第2の出力ポートと、
第3の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第3の光スイッチを備え、
第3の光スイッチの第2の出力ポートの光出力のオン/オフを論理演算結果とするAND回路を構成することを特徴とする光論理回路。
A first input port for inputting signal light having a wavelength λ1 and a second input port for inputting control light having a wavelength λ2 different from the signal light;
A first thermal lens forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light;
Signal light and control light are incident on the light-absorbing layer, and the light condensing points are perpendicular to the optical axis when the signal light and control light are incident on the incident surface of the first thermal lens forming optical element as parallel light. A condensing part that condenses light so as to be in different positions in different directions,
The first thermal lens forming optical element uses a thermal lens based on a refractive index distribution reversibly generated due to a temperature rise occurring in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof, When the control light is not irradiated and the thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and the thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. The state of emitting the changed deflected light is realized according to the presence or absence of the control light irradiation,
A first output port that outputs the signal light emitted as non-deflected light, and a second output port that outputs the signal light emitted as deflected light;
Of the signal light emitted from the first thermal lens forming optical element, there is provided a signal light path switching unit for outputting unpolarized light from the first output port and outputting deflected light from the second output port. A first optical switch ;
A second input for inputting a control light having different wavelengths λ2 from the first input port and a signal light input the output light having a wavelength λ1 from the second output port of said first optical switch as a signal light Port,
A second thermal lens-forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light;
Signal light and control light are incident on the light-absorbing layer, and the light collecting points are perpendicular to the optical axis when the signal light and control light are incident on the incident surface of the second thermal lens forming optical element as parallel light. A condensing part that condenses light so as to be in different positions in different directions,
The second thermal lens forming optical element uses a thermal lens based on a refractive index distribution that reversibly occurs due to a temperature rise that occurs in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof, When the control light is not irradiated and the thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and the thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. The state of emitting the changed deflected light is realized according to the presence or absence of the control light irradiation,
A first output port that outputs the signal light emitted as non-deflected light, and a second output port that outputs the signal light emitted as deflected light;
Of the signal light emitted from the second thermal lens forming optical element, there is provided a signal light path switching unit for outputting unpolarized light from the first output port and outputting deflected light from the second output port. A second optical switch ;
A first input port for inputting signal light having a wavelength λ2, and a second input port for inputting output light having a wavelength λ1 from the second output port of the second optical switch as control light;
A third thermal lens forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light;
Signal light and control light are incident on the light-absorbing layer, and the light condensing points are perpendicular to the optical axis when the signal light and control light are incident on the incident surface of the third thermal lens forming optical element as parallel light. A condensing part that condenses light so as to be in different positions in different directions,
The third thermal lens forming optical element uses a thermal lens based on a refractive index distribution reversibly generated due to a temperature rise occurring in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof, When the control light is not irradiated and the thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and the thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. The state of emitting the changed deflected light is realized according to the presence or absence of the control light irradiation,
A first output port that outputs signal light emitted as non-deflected light, and a second output port that outputs signal light output as deflected light;
Of the signal light emitted from the third thermal lens forming optical element, there is provided a signal light path switching unit for outputting unpolarized light from the first output port and outputting deflected light from the second output port. A third optical switch ,
Optical logic circuit characterized in that it constitutes an AND circuit for logical operation result the third of the second output port of the optical output of the on / off of the optical switch.
波長λ1を有する信号光を入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第1の熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第1の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、
第1の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、
第1の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第1の光スイッチと、
第1の光スイッチの第1の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を信号光として入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第2の熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第2の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、
第2の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、
第2の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第2の光スイッチと、
第2の光スイッチの第1の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を制御光として入力する第2の入力ポート及び制御光とは異なる波長λ2を有する信号光を入力する第1の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第3の熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第3の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、
第3の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出力した信号光を出力する第2の出力ポートと、
第3の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第3の光スイッチを備え、
第3の光スイッチの第1の出力ポートの光出力のオン/オフを論理演算結果とするOR回路を構成することを特徴とする光論理回路。
A first input port for inputting signal light having a wavelength λ1 and a second input port for inputting control light having a wavelength λ2 different from the signal light;
A first thermal lens forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light;
Signal light and control light are incident on the light-absorbing layer, and the light condensing points are perpendicular to the optical axis when the signal light and control light are incident on the incident surface of the first thermal lens forming optical element as parallel light. A condensing part that condenses light so as to be in different positions in different directions,
The first thermal lens forming optical element uses a thermal lens based on a refractive index distribution reversibly generated due to a temperature rise occurring in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof, When the control light is not irradiated and the thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and the thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. The state of emitting the changed deflected light is realized according to the presence or absence of the control light irradiation,
A first output port that outputs the signal light emitted as non-deflected light, and a second output port that outputs the signal light emitted as deflected light;
Of the signal light emitted from the first thermal lens forming optical element, there is provided a signal light path switching unit for outputting unpolarized light from the first output port and outputting deflected light from the second output port. A first optical switch ;
A second input for inputting a control light having different wavelengths λ2 from the first input port and a signal light input the output light having a wavelength λ1 from the first output port of said first optical switch as a signal light Port,
A second thermal lens-forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light;
Signal light and control light are incident on the light-absorbing layer, and the light collecting points are perpendicular to the optical axis when the signal light and control light are incident on the incident surface of the second thermal lens forming optical element as parallel light. A condensing part that condenses light so as to be in different positions in different directions,
The second thermal lens forming optical element uses a thermal lens based on a refractive index distribution that reversibly occurs due to a temperature rise that occurs in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof, When the control light is not irradiated and the thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and the thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. The state of emitting the changed deflected light is realized according to the presence or absence of the control light irradiation,
A first output port that outputs the signal light emitted as non-deflected light, and a second output port that outputs the signal light emitted as deflected light;
Of the signal light emitted from the second thermal lens forming optical element, there is provided a signal light path switching unit for outputting unpolarized light from the first output port and outputting deflected light from the second output port. A second optical switch ;
A first input for inputting a signal light having a different wavelength λ2 from the second input port and the control light input the output light having a wavelength λ1 from the first output port of said second optical switch as the control light Port ,
A third thermal lens forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light;
Signal light and control light are incident on the light-absorbing layer, and the light condensing points are perpendicular to the optical axis when the signal light and control light are incident on the incident surface of the third thermal lens forming optical element as parallel light. A condensing part that condenses light so as to be in different positions in different directions,
The third thermal lens forming optical element uses a thermal lens based on a refractive index distribution reversibly generated due to a temperature rise occurring in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof, When the control light is not irradiated and the thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and the thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. The state of emitting the changed deflected light is realized according to the presence or absence of the control light irradiation,
A first output port that outputs signal light emitted as non-deflected light, and a second output port that outputs signal light output as deflected light;
Of the signal light emitted from the third thermal lens forming optical element, there is provided a signal light path switching unit for outputting unpolarized light from the first output port and outputting deflected light from the second output port. A third optical switch ,
Optical logic circuit characterized in that it constitutes an OR circuit for the logic operation result the third first output port of the optical output of the on / off of the optical switch.
波長λ1を有する信号光を入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第1の熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第1の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、
第1の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、
第1の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第1の光スイッチと、
第1の光スイッチの第2の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を信号光として入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第2の熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第2の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、
第2の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、
第2の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第2の光スイッチと、
波長λ2を有する信号光を入力する第1の入力ポート及び該第2の光スイッチの第2の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を制御光として入力する第2の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第3の熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第3の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、
第3の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出力した信号光を出力する第2の出力ポートと、
第3の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第3の光スイッチを備え、
第3の光スイッチの第1の出力ポートの光出力のオン/オフを論理演算結果とするNAND回路を構成することを特徴とする光論理回路。
A first input port for inputting signal light having a wavelength λ1 and a second input port for inputting control light having a wavelength λ2 different from the signal light;
A first thermal lens forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light;
Signal light and control light are incident on the light-absorbing layer, and the light condensing points are perpendicular to the optical axis when the signal light and control light are incident on the incident surface of the first thermal lens forming optical element as parallel light. A condensing part that condenses light so as to be in different positions in different directions,
The first thermal lens forming optical element uses a thermal lens based on a refractive index distribution reversibly generated due to a temperature rise occurring in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof, When the control light is not irradiated and the thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and the thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. The state of emitting the changed deflected light is realized according to the presence or absence of the control light irradiation,
A first output port that outputs the signal light emitted as non-deflected light, and a second output port that outputs the signal light emitted as deflected light;
Of the signal light emitted from the first thermal lens forming optical element, there is provided a signal light path switching unit for outputting unpolarized light from the first output port and outputting deflected light from the second output port. A first optical switch ;
A second input for inputting a control light having different wavelengths λ2 from the first input port and a signal light input the output light having a wavelength λ1 from the second output port of said first optical switch as a signal light Port,
A second thermal lens-forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light;
Signal light and control light are incident on the light-absorbing layer, and the light collecting points are perpendicular to the optical axis when the signal light and control light are incident on the incident surface of the second thermal lens forming optical element as parallel light. A condensing part that condenses light so as to be in different positions in different directions,
The second thermal lens forming optical element uses a thermal lens based on a refractive index distribution that reversibly occurs due to a temperature rise that occurs in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof, When the control light is not irradiated and the thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and the thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. The state of emitting the changed deflected light is realized according to the presence or absence of the control light irradiation,
A first output port that outputs the signal light emitted as non-deflected light, and a second output port that outputs the signal light emitted as deflected light;
Of the signal light emitted from the second thermal lens forming optical element, there is provided a signal light path switching unit for outputting unpolarized light from the first output port and outputting deflected light from the second output port. A second optical switch ;
A first input port for inputting signal light having a wavelength λ2, and a second input port for inputting output light having a wavelength λ1 from the second output port of the second optical switch as control light;
A third thermal lens forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light;
Signal light and control light are incident on the light-absorbing layer, and the light condensing points are perpendicular to the optical axis when the signal light and control light are incident on the incident surface of the third thermal lens forming optical element as parallel light. A condensing part that condenses light so as to be in different positions in different directions,
The third thermal lens forming optical element uses a thermal lens based on a refractive index distribution reversibly generated due to a temperature rise occurring in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof, When the control light is not irradiated and the thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and the thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. The state of emitting the changed deflected light is realized according to the presence or absence of the control light irradiation,
A first output port that outputs signal light emitted as non-deflected light, and a second output port that outputs signal light output as deflected light;
Of the signal light emitted from the third thermal lens forming optical element, there is provided a signal light path switching unit for outputting unpolarized light from the first output port and outputting deflected light from the second output port. A third optical switch ,
Optical logic circuit, characterized in that it constitutes a NAND circuit for the logic operation result the light output of the on / off of the first output port of said third optical switch.
波長λ1を有する信号光を入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第1の熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第1の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、
第1の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、
第1の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第1の光スイッチと、
第1の光スイッチの第1の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を信号光として入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第2の熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第2の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、
第2の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、
第2の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第2の光スイッチと、
第2の光スイッチの第1の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を制御光として入力する第2の入力ポート及び制御光とは異なる波長λ2を有する信号光を入力する第1の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第3の熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第3の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、
第3の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出力した信号光を出力する第2の出力ポートと、
第3の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第3の光スイッチを備え、
第3の光スイッチの第2の出力ポートの光出力のオン/オフを論理演算結果とするNOR回路を構成することを特徴とする光論理回路。
A first input port for inputting signal light having a wavelength λ1 and a second input port for inputting control light having a wavelength λ2 different from the signal light;
A first thermal lens forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light;
Signal light and control light are incident on the light-absorbing layer, and the light condensing points are perpendicular to the optical axis when the signal light and control light are incident on the incident surface of the first thermal lens forming optical element as parallel light. A condensing part that condenses light so as to be in different positions in different directions,
The first thermal lens forming optical element uses a thermal lens based on a refractive index distribution reversibly generated due to a temperature rise occurring in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof, When the control light is not irradiated and the thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and the thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. The state of emitting the changed deflected light is realized according to the presence or absence of the control light irradiation,
A first output port that outputs the signal light emitted as non-deflected light, and a second output port that outputs the signal light emitted as deflected light;
Of the signal light emitted from the first thermal lens forming optical element, there is provided a signal light path switching unit for outputting unpolarized light from the first output port and outputting deflected light from the second output port. A first optical switch ;
A second input for inputting a control light having different wavelengths λ2 from the first input port and a signal light input the output light having a wavelength λ1 from the first output port of said first optical switch as a signal light Port,
A second thermal lens-forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light;
Signal light and control light are incident on the light-absorbing layer, and the light collecting points are perpendicular to the optical axis when the signal light and control light are incident on the incident surface of the second thermal lens forming optical element as parallel light. A condensing part that condenses light so as to be in different positions in different directions,
The second thermal lens forming optical element uses a thermal lens based on a refractive index distribution that reversibly occurs due to a temperature rise that occurs in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof, When the control light is not irradiated and the thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and the thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. The state of emitting the changed deflected light is realized according to the presence or absence of the control light irradiation,
A first output port that outputs the signal light emitted as non-deflected light, and a second output port that outputs the signal light emitted as deflected light;
Of the signal light emitted from the second thermal lens forming optical element, there is provided a signal light path switching unit for outputting unpolarized light from the first output port and outputting deflected light from the second output port. A second optical switch;
A first input for inputting a signal light having a different wavelength λ2 from the second input port and the control light input the output light having a wavelength λ1 from the first output port of said second optical switch as the control light Port ,
A third thermal lens forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light;
Signal light and control light are incident on the light-absorbing layer, and the light condensing points are perpendicular to the optical axis when the signal light and control light are incident on the incident surface of the third thermal lens forming optical element as parallel light. A condensing part that condenses light so as to be in different positions in different directions,
The third thermal lens forming optical element uses a thermal lens based on a refractive index distribution reversibly generated due to a temperature rise occurring in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof, When the control light is not irradiated and the thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and the thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. The state of emitting the changed deflected light is realized according to the presence or absence of the control light irradiation,
A first output port that outputs signal light emitted as non-deflected light, and a second output port that outputs signal light output as deflected light;
Of the signal light emitted from the third thermal lens forming optical element, there is provided a signal light path switching unit for outputting unpolarized light from the first output port and outputting deflected light from the second output port. A third optical switch ,
Optical logic circuit, characterized in that it constitutes a NOR circuit for a logic operation result the third of the second output port of the optical output of the on / off of the optical switch.
波長λ1を有する信号光を入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第1の熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第1の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、
第1の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、
第1の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第1の光スイッチ
第1の光スイッチの第2の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を制御光として入力する第2の入力ポート及び制御光とは異なる波長λ2を有する信号光を入力する第1の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第2の熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第2の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、
第2の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、
第2の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第2の光スイッチを備え、
第2の光スイッチの第1の出力ポートの光出力のオン/オフを論理演算結果とするNOT回路を構成することを特徴とする光論理回路。
A first input port for inputting signal light having a wavelength λ1 and a second input port for inputting control light having a wavelength λ2 different from the signal light;
A first thermal lens forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light;
Signal light and control light are incident on the light-absorbing layer, and the light condensing points are perpendicular to the optical axis when the signal light and control light are incident on the incident surface of the first thermal lens forming optical element as parallel light. A condensing part that condenses light so as to be in different positions in different directions,
The first thermal lens forming optical element uses a thermal lens based on a refractive index distribution reversibly generated due to a temperature rise occurring in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof, When the control light is not irradiated and the thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and the thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. The state of emitting the changed deflected light is realized according to the presence or absence of the control light irradiation,
A first output port that outputs the signal light emitted as non-deflected light, and a second output port that outputs the signal light emitted as deflected light;
Of the signal light emitted from the first thermal lens forming optical element, there is provided a signal light path switching unit for outputting unpolarized light from the first output port and outputting deflected light from the second output port. a first optical switch,
A first input for inputting a signal light having a different wavelength λ2 from the second input port and the control light input the output light having a wavelength λ1 from the second output port of said first optical switch as the control light Port ,
A second thermal lens-forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light;
Signal light and control light are incident on the light-absorbing layer, and the light collecting points are perpendicular to the optical axis when the signal light and control light are incident on the incident surface of the second thermal lens forming optical element as parallel light. A condensing part that condenses light so as to be in different positions in different directions,
The second thermal lens forming optical element uses a thermal lens based on a refractive index distribution that reversibly occurs due to a temperature rise that occurs in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof, When the control light is not irradiated and the thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and the thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. The state of emitting the changed deflected light is realized according to the presence or absence of the control light irradiation,
A first output port that outputs the signal light emitted as non-deflected light, and a second output port that outputs the signal light emitted as deflected light;
Of the signal light emitted from the second thermal lens forming optical element, there is provided a signal light path switching unit for outputting unpolarized light from the first output port and outputting deflected light from the second output port. A second optical switch ;
Optical logic circuit, characterized in that it constitutes a NOT circuit for the logic operation result of said second first output port of the optical output of the on / off of the optical switch.
波長λ1を有する信号光を入力する第1の入力ポート及び信号光とは異なる波長λ2を有する制御光を入力する第2の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第1の熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第1の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、
第1の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、
第1の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第1の光スイッチと、
波長λ2を有する信号光を入力する第1の入力ポートと該第1の光スイッチの第1の出力ポートからの波長λ1を有する出力光を制御光として入力する第2の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する第2の熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に信号光と制御光とを、各々集光点が、信号光と制御光が第2の熱レンズ形成光素子の入射面に平行光として入射するとした場合の光軸に対して垂直な方向において異なる位置となるように集光させる集光部を備え、
第2の熱レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第1の出力ポート及び偏向光として出射した信号光を出力する第2の出力ポートと、
第2の熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第1の出力ポートから出力させ、偏向光は第2の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる第2の光スイッチを備え
第2の光スイッチの第2の出力ポートの光出力のオン/オフを論理演算結果とするNOT回路を構成することを特徴とする光論理回路。
A first input port for inputting signal light having a wavelength λ1 and a second input port for inputting control light having a wavelength λ2 different from the signal light;
A first thermal lens forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light;
Signal light and control light are incident on the light-absorbing layer, and the light condensing points are perpendicular to the optical axis when the signal light and control light are incident on the incident surface of the first thermal lens forming optical element as parallel light. A condensing part that condenses light so as to be in different positions in different directions,
The first thermal lens forming optical element uses a thermal lens based on a refractive index distribution reversibly generated due to a temperature rise occurring in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof, When the control light is not irradiated and the thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and the thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. The state of emitting the changed deflected light is realized according to the presence or absence of the control light irradiation,
A first output port that outputs the signal light emitted as non-deflected light, and a second output port that outputs the signal light emitted as deflected light;
Of the signal light emitted from the first thermal lens forming optical element, there is provided a signal light path switching unit for outputting unpolarized light from the first output port and outputting deflected light from the second output port. A first optical switch ;
A first input port for inputting signal light having a wavelength λ2, and a second input port for inputting output light having a wavelength λ1 from the first output port of the first optical switch as control light;
A second thermal lens-forming optical element having a light absorption layer having a wavelength band that absorbs control light and transmits signal light;
Signal light and control light are incident on the light-absorbing layer, and the light collecting points are perpendicular to the optical axis when the signal light and control light are incident on the incident surface of the second thermal lens forming optical element as parallel light. A condensing part that condenses light so as to be in different positions in different directions,
The second thermal lens forming optical element uses a thermal lens based on a refractive index distribution that reversibly occurs due to a temperature rise that occurs in a region where the light absorption layer absorbs control light and a peripheral region thereof, When the control light is not irradiated and the thermal lens is not formed, the signal light is emitted as unpolarized light that does not change the traveling direction, and when the control lens is irradiated and the thermal lens is formed, the signal light is changed in the traveling direction. The state of emitting the changed deflected light is realized according to the presence or absence of the control light irradiation,
A first output port that outputs the signal light emitted as non-deflected light, and a second output port that outputs the signal light emitted as deflected light;
Of the signal light emitted from the second thermal lens forming optical element, there is provided a signal light path switching unit for outputting unpolarized light from the first output port and outputting deflected light from the second output port. a second optical switch,
Optical logic circuit, characterized in that it constitutes a NOT circuit for the logic operation result of said second second output port of the optical output of the on / off of the optical switch.
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