JP5944849B2 - Optical signal buffer memory circuit - Google Patents

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

Description

本発明は、光通信、光プロセシング、ならびに光コンピューターにおける光信号バッファメモリ回路に関する。   The present invention relates to optical communication, optical processing, and an optical signal buffer memory circuit in an optical computer.

光信号バッファを実現させる方法としては代表的ものとして以下のような方法が提案されている。   As typical methods for realizing the optical signal buffer, the following methods have been proposed.

[第1の従来技術]
1つ目の方法は、図6に示した様に、長さの異なる光遅延用光導波路ODL−1〜ODL−Nを複数用意し、これら光遅延用光導波路ODL−1〜ODL−Nの入力端に光スイッチOS−1を出力端に光合波器OC−1を配し、入力ポートP−OP−Inから入力した光信号を、光スイッチOS−1を用いて伝搬経路としての光遅延用光導波路ODL−1〜ODL−Nを切り替えることにより、所望の光遅延を与え、出力ポートP−OP−Outから出力するといった方法でバッファメモリとしての機能を実現させるものである。
[First prior art]
In the first method, as shown in FIG. 6, a plurality of optical delay optical waveguides ODL-1 to ODL-N having different lengths are prepared, and the optical delay optical waveguides ODL-1 to ODL-N are prepared. An optical switch OS-1 is disposed at the input end, and an optical multiplexer OC-1 is disposed at the output end. An optical signal input from the input port P-OP-In is optically delayed as a propagation path using the optical switch OS-1. By switching between the optical waveguides ODL-1 to ODL-N, a function as a buffer memory is realized by a method of giving a desired optical delay and outputting from the output port P-OP-Out.

この1つ目の方法に於いては、あらかじめ用意された光遅延用光導波路ODL−1〜ODL−N以外の遅延を付与することが出来ず、光スイッチOS−1で切り替え可能な現実的な光伝搬経路の数に限界がある(現在の市販商用品としては数十程度で、切り替え可能数を大きくするにつれ挿入光損失が増大していくという別の課題もある)ことから、光データ信号列の格納時間に関して極めて限定的な光バッファメモリしか実現できず、切り替え可能な光遅延量のパターンを多くするにつれ、光回路としてより大がかりなものとなっていってしまう。   In this first method, delays other than the optical delay optical waveguides ODL-1 to ODL-N prepared in advance cannot be applied, and the optical switch OS-1 can be used for switching. Because there is a limit to the number of optical propagation paths (the current commercial product is about tens of times, and there is another problem that the insertion optical loss increases as the switchable number increases). Only an extremely limited optical buffer memory can be realized with respect to the storage time of the column, and as the pattern of the switchable optical delay amount increases, the optical circuit becomes larger.

[第2の従来技術]
2つ目の方法は、図7に示した様な光回路を用いて、ファイバーループ或いは光導波路ループO−Loopの中を、入力ポートP−OP−Inから入力した被格納光データ信号列を光増幅器OAで伝搬損失補償等を行いながら周回させて、光スイッチOS−2により所望のタイミングで光データ信号列として取り出し、出力ポートP−OP−Outから出力するといった方法で、所望の光遅延を与えることにより光バッファメモリとしての機能を実現させるものである。
[Second prior art]
The second method uses an optical circuit as shown in FIG. 7 to store a stored optical data signal string input from an input port P-OP-In in a fiber loop or an optical waveguide loop O-Loop. A desired optical delay is obtained by rotating the optical amplifier OA while performing propagation loss compensation and the like, extracting it as an optical data signal sequence at a desired timing by the optical switch OS-2, and outputting it from the output port P-OP-Out. To realize the function as an optical buffer memory.

この方法は、上記1つ目の方法の「切り替え可能な光遅延量のパターンを多くするにつれ、光回路としてより大がかりなものとなっていってしまう。」という課題を克服できることを期待して考案されたと考えられるものであるが、この2つ目の方法に於いては、光データ信号列の周回回数が大きくなるにつれ、周回させるための光導波路ループO−Loopの伝搬損失を補償するための光増幅器OAからのASE(Amplified Spontaneous Emission)等の混入ノイズの影響や、同光導波路ループO−Loopの分散の影響等により光データ信号列の光波形が徐々に崩れ、長くとも100回程度の周回回数よりも長くデータ信号として維持させることが難しいことが知られている(非特許文献1参照)。   This method was devised in the hope that it can overcome the problem of the first method, “As the pattern of switchable optical delay amount increases, the optical circuit becomes larger.” In this second method, as the number of times the optical data signal train is circulated increases, the propagation loss of the optical waveguide loop O-Loop for circulation is compensated. The optical waveform of the optical data signal train gradually collapses due to the influence of mixed noise such as ASE (Amplified Spontaneous Emission) from the optical amplifier OA, the influence of dispersion of the optical waveguide loop O-Loop, etc. It is known that it is difficult to maintain a data signal longer than the number of laps (see Non-Patent Document 1).

R. Langenhorst et al, "Fiber Loop Optical Buffer," JOURNAL OF LIGHT WAVE TECHNOLOGY, IEEE, 1996, VOL. 14, NO.3, pp. 324-335R. Langenhorst et al, "Fiber Loop Optical Buffer," JOURNAL OF LIGHT WAVE TECHNOLOGY, IEEE, 1996, VOL. 14, NO.3, pp. 324-335 Q. Lai, et al., "Low-Power Compact 2x2 Thermooptic Silica-on-Silicon Waveguide Switch with Fast Response," IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, MAY 1998, VOL. 10, NO.5, pp. 681-683Q. Lai, et al., "Low-Power Compact 2x2 Thermooptic Silica-on-Silicon Waveguide Switch with Fast Response," IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, MAY 1998, VOL. 10, NO.5, pp. 681-683 S. Diez, et al., "160Gbit/s all-optical demultiplexer using hybrid gain-transparent SOA Mach-Zehnder interferometer," ELECTRONICS LETTERS, 17 AUGUST 2000, Vol. 36, No. 17, pp. 1484-1486S. Diez, et al., "160Gbit / s all-optical demultiplexer using hybrid gain-transparent SOA Mach-Zehnder interferometer," ELECTRONICS LETTERS, 17 AUGUST 2000, Vol. 36, No. 17, pp. 1484-1486 T. Ito, et al., "Bit-rate and format conversion from 10-Gbit/s WDM channels to a 40^Gbit/s channel using a monolithic Sagnac interferometer integrated with parallel-amplifier structure," IEE Proc.-Optoelectron. , February 2004, Vol. 151, No. 1, pp. 41-45T. Ito, et al., "Bit-rate and format conversion from 10-Gbit / s WDM channels to a 40 ^ Gbit / s channel using a monolithic Sagnac interferometer integrated with parallel-amplifier structure," IEE Proc.-Optoelectron. , February 2004, Vol. 151, No. 1, pp. 41-45 H. Nakamura, et al., "Ultra-fast photonic crystal/quantum dot all-optical switch for future photonic networks," Optics Express, 2004, Vol. 12, No. 26, pp. 6606-6614H. Nakamura, et al., "Ultra-fast photonic crystal / quantum dot all-optical switch for future photonic networks," Optics Express, 2004, Vol. 12, No. 26, pp. 6606-6614

本発明の目的は、光通信、光プロセシング、ならびに光コンピューターにおける光信号バッファメモリ回路において、格納する光信号長に対して任意の整数倍の光遅延を付与して出力させることが可能で、且つ、[第1の従来技術]に記載の光バッファメモリの様に、「調整可能な光遅延量のパターンを多くするにつれ、光回路としてより大がかりなものになる」ことがなく、且つ、[第2の従来技術]に記載の光バッファメモリの様に、「光バッファメモリ回路に使用される損失補償用光増幅器からのASE等の混入ノイズの影響や同光バッファメモリ回路内の光導波に伴う分散効果の影響等による光信号波形劣化に起因した付与可能な光遅延限界が生じてしまう」ことを克服し、原理的に無限の光遅延量を付与することを可能とする光信号バッファメモリ回路を提供することである。   An object of the present invention is to provide an optical signal buffer memory circuit in an optical communication, optical processing, and optical computer, which can be output with an optical delay of an arbitrary integral multiple of the stored optical signal length, and As in the optical buffer memory described in [First Prior Art], there is no “larger optical circuit as the pattern of adjustable optical delay amount increases” and [first As in the optical buffer memory described in the “2 Prior Art”, it is accompanied by the influence of mixed noise such as ASE from the optical amplifier for loss compensation used in the optical buffer memory circuit or the optical waveguide in the optical buffer memory circuit. An optical signal that, in principle, can provide an infinite amount of optical delay by overcoming the “applicable optical delay limit due to optical signal waveform degradation due to the effects of dispersion effects, etc.” To provide a buffer memory circuit.

つまり、簡単な構成で、波形劣化を招くことがなく、無限の光遅延量を付与することができる光信号バッファメモリ回路を提供することを目的とする。   That is, an object of the present invention is to provide an optical signal buffer memory circuit capable of providing an infinite optical delay amount with a simple configuration without causing waveform deterioration.

上記課題を解決する本発明の光信号バッファメモリ回路は、
クロック信号光源から出力されたクロック信号光CLK−1を入力するための外部光入力ポートP−OCLK−Inと、前記外部光入力ポートP−OCLK−Inに対してbar側に位置する光出力ポートP−MZ−1−barならびにcross側に位置する光出力ポートP−MZ−1−crossとを有する2つの光干渉アームと、一方の前記光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段L1−1と、他方の前記光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段R1−1とを有し、マッハ・ツェンダ型の干渉器として機能するマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1と、
格納する情報を有する光信号列Data−1を入力するための外部光入力ポートP−Data−Inと直接又は間接に接続され、前記光信号列Data−1を導く光導波路18と、
前記光導波路18と接続されて前記外部光入力ポートP−Data−Inからの光信号列Data−1が入力される光入力ポートP−C1−1、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からの光信号列が入力されるP−C1−2ならびに光出力ポートP−C1−3、P−C1−4とを有し、前記光入力ポートP−C1−2、P−C1−1から入力した光信号列を前記光出力ポートP−C1−3、P−C1−4へと分岐出力させるための光分岐部C−1と、
前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からの光信号列を前記光入力ポートP−C1−2へと導く光導波路14と、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−1に入力するための光入力ポートP−R1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−4からの光信号列を導く光導波路15Rと、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−1に入力するための光入力ポートP−L1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−3からの光信号列を導く光導波路15Lと、
前記光導波路15L又は前記光導波路15R上に設けられ、前記光出力ポートP−C1−3ならびにP−C1−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L1−1ならびにP−R1−1へと到達するタイミングを、前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−1と、
を備え、
前記クロック信号光CLK−1として、RZ(Return to Zero)型の信号光を前記外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力しておき、
前記クロック信号光CLK−1のクロックに同期した前記光信号列Data−1が前記外部光入力ポートP−Data−Inから入力されると、最初は、入力された前記光信号列Data−1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンと同一のデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させ、
以降の周回は、前記光出力ポートP−MZ−1−barから出力された前の周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される当該周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンと同一のデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させて、当該データパターンを当該回路内に維持する構成であって、
前記光分岐部C−1は、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第1のマルチモード干渉型導波路部と、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第2のマルチモード干渉型導波路部と、
第1のマルチモード干渉型導波路部の2つの出力ポートと、第2のマルチモード干渉型導波路部の2つの光入力ポートとをそれぞれ接続する2つの光導波路と、
前記2つの光導波路のうち、少なくとも一方の光導波路に配置されて当該導波路を伝搬する光の位相を調整する光位相調整部と、で構成されていることを特徴とする。
An optical signal buffer memory circuit of the present invention that solves the above problems is as follows.
An external optical input port P-OCLK-In for inputting the clock signal light CLK-1 output from the clock signal light source, and an optical output port located on the bar side with respect to the external optical input port P-OCLK-In Two optical interference arms having P-MZ-1-bar and an optical output port P-MZ-1-cross located on the cross side, and the optical interference arm located on the optical waveguide of one of the optical interference arms Optical phase modulation means L1-1 for modulating the phase of the optical signal train propagating through the inside, and the phase of the optical signal train propagating through the optical interference arm located on the optical waveguide of the other optical interference arm Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-1 which has an optical phase modulation means R1-1 for applying modulation to the light and functions as a Mach-Zehnder type interferometer,
An optical waveguide 18 directly or indirectly connected to an external optical input port P-Data-In for inputting an optical signal sequence Data-1 having information to be stored, and guiding the optical signal sequence Data-1.
An optical input port P-C1-1 connected to the optical waveguide 18 to which an optical signal string Data-1 from the external optical input port P-Data-In is input, and the optical output port P-MZ-1-bar Or P-C1-2 to which an optical signal train from any one of the optical output ports P-MZ-1-cross is input, and optical output ports P-C1-3, P-C1-4, Optical branching unit C-1 for branching and outputting the optical signal train input from the optical input ports P-C1-2 and P-C1-1 to the optical output ports P-C1-3 and P-C1-4 When,
An optical waveguide 14 that guides an optical signal train from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross to the optical input port P-C1-2;
The light from the optical output port P-C1-4 connected to the optical input port P-R1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means R1-1. An optical waveguide 15R for guiding the signal train;
Light from the optical output port P-C1-3 connected to the optical input port P-L1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-1. An optical waveguide 15L for guiding the signal train;
The optical signal trains provided on the optical waveguide 15L or the optical waveguide 15R and simultaneously output from the optical output ports P-C1-3 and P-C1-4 are the optical input ports P-L1-1 and P-. An optical waveguide section DD-1 that generates an optical delay for adjusting the timing of reaching R1-1 to be greater than or equal to the pulse width of the clock signal light CLK-1 and less than the pulse repetition period;
With
As the clock signal light CLK-1, RZ (Return to Zero) type signal light is inputted from the external light input port P-OCLK-In,
When the optical signal string Data-1 synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1 is input from the external optical input port P-Data-In, first, the input optical signal string Data-1 is changed. The phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two optical interference arms, and the clock signal light An optical signal train CLK output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross by turning on or off each pulse of CLK-1. -1-out-DMZ1 is circulated to the optical branching unit C-1 as the same data pattern as the data pattern of the optical signal sequence Data-1.
Subsequent rounds use the previous round optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 output from the optical output port P-MZ-1-bar, and the phase modulation means R1-1, L1-1. To cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating in the two optical interference arms, and to turn on or off each pulse of the clock signal light CLK-1. The optical signal train CLK-1-out-DMZ1 of the circumference output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross is As a data pattern identical to the data pattern of the signal sequence Data-1, the optical branching unit C-1 circulates and maintains the data pattern in the circuit,
The optical branching section C-1
A first multimode interference waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
A second multimode interferometric waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
Two optical waveguides respectively connecting two output ports of the first multimode interference waveguide section and two optical input ports of the second multimode interference waveguide section;
An optical phase adjusting unit arranged in at least one of the two optical waveguides to adjust the phase of light propagating through the waveguide.

また本発明の光信号バッファメモリ回路は、
更に、前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の一方の前記光干渉アームの光導波路上であって、前記光位相変調手段L1−1の後段側に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段L1−2と、
前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の他方の前記光干渉アームの光導波路上であって、前記光位相変調手段R1−1の後段側に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段R1−2と、
当該回路内に維持している前記データパターンのフリップフロップ制御用となる光信号列FF−1を入力するための外部光入力ポートP−FF−Inと、
光入力ポートP−C3−2ならびに光出力ポートP−C3−3、P−C3−4とを有し、前記外部光入力ポートP−FF−Inから入力される前記光信号列FF−1を前記光入力ポートP−C3−2から入力し、前記光出力ポートP−C3−3、P−C3−4へと分岐出力させるための光分岐部C−3と、
前記外部光入力ポートP−FF−Inからの前記光信号列FF−1を前記光入力ポートP−C3−2へと導く光導波路21と、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−2に入力するための光入力ポートP−R1−2に接続されて前記光出力ポートP−C3−4からの光信号列を導く光導波路22Rと、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−2に入力するための光入力ポートP−L1−2に接続されて前記光出力ポートP−C3−3からの光信号列を導く光導波路22Lと、
前記光導波路22L又は前記光導波路22R上に設けられ、前記光出力ポートP−C3−3ならびにP−C3−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L1−2ならびにP−R1−2へと到達するタイミングを、前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−2と、
を備え、
前記光信号列FF−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、前記データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記データパターンを当該回路内に維持した後、前記外部光入力ポートP−FF−Inから前記光信号列FF−1が入力されると、入力した前記光信号列FF−1を用いて、前記位相変調手段R1−2、L1−2を駆動させて、前記位相変調手段R1−1、L1−1から出力された光信号列に位相差を生じさせて、当該光信号列の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンが反転したデータパターンとするフリップフロップを行って、前記光分岐部C−1へ周回させて、
以降の周回は、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力された前の周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される当該周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンが反転したデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させて、当該データパターンを当該回路内に維持する構成であって、
前記光分岐部C−1及び光分岐部C−3は、それぞれ、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第1のマルチモード干渉型導波路部と、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第2のマルチモード干渉型導波路部と、
第1のマルチモード干渉型導波路部の2つの出力ポートと、第2のマルチモード干渉型導波路部の2つの光入力ポートとをそれぞれ接続する2つの光導波路と、
前記2つの光導波路のうち、少なくとも一方の光導波路に配置されて当該導波路を伝搬する光の位相を調整する光位相調整部と、で構成されていることを特徴とするメモリ回路。
The optical signal buffer memory circuit of the present invention is
Further, on the optical waveguide of one of the optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1, located in the rear stage side of the optical phase modulation means L1-1 and passing through the optical interference arm. Optical phase modulation means L1-2 for modulating the phase of the propagating optical signal train;
It is located on the optical waveguide of the other optical interference arm of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1, and is located behind the optical phase modulation means R1-1 and propagates through the optical interference arm. Optical phase modulation means R1-2 for modulating the phase of the optical signal train;
An external optical input port P-FF-In for inputting an optical signal sequence FF-1 for flip-flop control of the data pattern maintained in the circuit;
An optical input port P-C3-2 and optical output ports P-C3-3, P-C3-4, and the optical signal train FF-1 input from the external optical input port P-FF-In An optical branching unit C-3 for inputting from the optical input port P-C3-2 and branching out to the optical output ports P-C3-3 and P-C3-4;
An optical waveguide 21 for guiding the optical signal string FF-1 from the external optical input port P-FF-In to the optical input port P-C3-2;
The light from the light output port P-C3-4 connected to the light input port P-R1-2 for inputting the light signal sequence for inducing the light phase modulation action to the light phase modulation means R1-2. An optical waveguide 22R for guiding the signal train;
Light from the optical output port P-C3-3 is connected to the optical input port P-L1-2 for inputting an optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-2. An optical waveguide 22L for guiding the signal train;
Optical signal trains provided on the optical waveguide 22L or the optical waveguide 22R and simultaneously output from the optical output ports P-C3-3 and P-C3-4 are the optical input ports P-L1-2 and P-. An optical waveguide section DD-2 that generates an optical delay for adjusting the timing to reach R1-2 to be greater than the pulse width of the clock signal light CLK-1 and less than the pulse repetition period;
With
The optical signal string FF-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
After the data pattern is maintained in the circuit, when the optical signal sequence FF-1 is input from the external optical input port P-FF-In, the input optical signal sequence FF-1 is used to The phase modulation means R1-2 and L1-2 are driven to cause a phase difference in the optical signal sequence output from the phase modulation means R1-1 and L1-1, and each pulse of the optical signal sequence is turned on. Alternatively, the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross A flip-flop having a data pattern obtained by inverting the data pattern of the optical signal sequence Data-1 is performed to circulate to the optical branching unit C-1.
Subsequent rounds are the previous rounds of the optical signal train CLK-1-out- output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross. Using the DMZ1, the phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two optical interference arms, and the clock By turning each pulse of the signal light CLK-1 on or off, the rotation output from either the light output port P-MZ-1-bar or the light output port P-MZ-1-cross The optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 is circulated to the optical branching unit C-1 as a data pattern obtained by inverting the data pattern of the optical signal sequence Data-1, and the data pattern The over emissions be configured to maintain in the circuit,
The optical branching unit C-1 and the optical branching unit C-3 are respectively
A first multimode interference waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
A second multimode interferometric waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
Two optical waveguides respectively connecting two output ports of the first multimode interference waveguide section and two optical input ports of the second multimode interference waveguide section;
A memory circuit comprising: an optical phase adjusting unit that adjusts a phase of light that is disposed in at least one of the two optical waveguides and that propagates through the waveguide.

また本発明の光信号バッファメモリ回路は、
更に、当該回路内に維持している前記データパターンを消去する消去制御用となる光信号列ERS−1を入力するための外部光入力ポートP−ERS−Inと、
光入力ポートP−C2−1、P−C2−2ならびに前記光導波路18に接続された光出力ポートP−C2−4を有し、前記光入力ポートP−C2−1ならびにP−C2−2から入力される光信号列を同一の前記光出力ポートP−C2−4へ結合させるための光合波部C−2と、
前記外部光入力ポートP−Data−Inからの光信号列を前記光入力ポートP−C2−1へと導く光導波路16と、
前記外部光入力ポートP−ERS−Inからの光信号列を前記光入力ポートP−C2−2へと導く光導波路17と、
を備え、
前記光信号列ERS−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、前記データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記光信号列Data−1のデータパターンと同じデータパターン又は反転したデータパターンを当該回路内に維持した後、前記外部光入力ポートP−ERS−Inから前記光信号列ERS−1が入力されると、入力された前記光信号列ERS−1と前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される前記光信号列CLK−1−out−DMZ1とを用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1の位相を全てπ変調させ、
且つ、前記光信号列ERS−1の入力と同時に、前記外部光入力ポートP−FF−Inから前記光信号列FF−1が入力されると、入力した前記光信号列FF−1を用いて、前記位相変調手段R1−2、L1−2を駆動させて、前記位相変調手段R1−1、L1−1から出力された光信号列の位相を更にπ変調させて、当該光信号列を前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方から出力することにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からは光出力がない初期状態へ戻す構成であって、
前記光合波部C−2は、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第1のマルチモード干渉型導波路部と、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第2のマルチモード干渉型導波路部と、
第1のマルチモード干渉型導波路部の2つの出力ポートと、第2のマルチモード干渉型導波路部の2つの光入力ポートとをそれぞれ接続する2つの光導波路と、
前記2つの光導波路のうち、少なくとも一方の光導波路に配置されて当該導波路を伝搬する光の位相を調整する光位相調整部と、で構成されていることを特徴とする。
The optical signal buffer memory circuit of the present invention is
Furthermore, an external optical input port P-ERS-In for inputting an optical signal string ERS-1 for erasing control for erasing the data pattern maintained in the circuit,
The optical input ports P-C2-1 and P-C2-2 and the optical output port P-C2-4 connected to the optical waveguide 18 are included, and the optical input ports P-C2-1 and P-C2-2 are included. An optical multiplexing unit C-2 for coupling the optical signal sequence input from the same optical output port P-C2-4 to the same,
An optical waveguide 16 for guiding an optical signal string from the external optical input port P-Data-In to the optical input port P-C2-1;
An optical waveguide 17 for guiding an optical signal string from the external optical input port P-ERS-In to the optical input port P-C2-2;
With
The optical signal string ERS-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
After the same data pattern as the data pattern of the optical signal sequence Data-1 or an inverted data pattern is maintained in the circuit, the optical signal sequence ERS-1 is input from the external optical input port P-ERS-In. The optical signal train ERS-1 and the optical signal train CLK- output from one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross. 1-out-DMZ1 is used to drive the phase modulation means R1-1 and L1-1 so that all the phases of the clock signal light CLK-1 propagating in the two optical interference arms are π. Modulate,
When the optical signal sequence FF-1 is input from the external optical input port P-FF-In simultaneously with the input of the optical signal sequence ERS-1, the input optical signal sequence FF-1 is used. The phase modulation means R1-2 and L1-2 are driven to further π-modulate the phase of the optical signal sequence output from the phase modulation means R1-1 and L1-1, and the optical signal sequence is By outputting from either one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross, the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P- It is the structure which returns to the initial state where there is no light output from either one of MZ-1-cross,
The optical multiplexing unit C-2
A first multimode interference waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
A second multimode interferometric waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
Two optical waveguides respectively connecting two output ports of the first multimode interference waveguide section and two optical input ports of the second multimode interference waveguide section;
An optical phase adjusting unit arranged in at least one of the two optical waveguides to adjust the phase of light propagating through the waveguide.

また本発明の光信号バッファメモリ回路は、
クロック信号光源から出力されたクロック信号光CLK−1を入力するための外部光入力ポートP−OCLK−Inと、前記外部光入力ポートP−OCLK−Inに対してbar側に位置する光出力ポートP−MZ−1−barならびにcross側に位置する光出力ポートP−MZ−1−crossとを有する2つの第1の光干渉アームと、一方の前記第1の光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段L1−1と、他方の前記第1の光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段R1−1とを有し、マッハ・ツェンダ型の干渉器として機能するマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1と、
格納する情報を有する光信号列Data−1を入力するための外部光入力ポートP−Data−Inと直接又は間接に接続され、前記光信号列Data−1を導く光導波路18と、
前記光導波路18と接続されて前記外部光入力ポートP−Data−Inからの光信号列Data−1が入力される光入力ポートP−C1−1、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からの光信号列が入力されるP−C1−2ならびに光出力ポートP−C1−3、P−C1−4とを有し、前記光入力ポートP−C1−2、P−C1−1から入力した光信号列を前記光出力ポートP−C1−3、P−C1−4へと分岐出力させるための光分岐部C−1と、
前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からの光信号列を前記光入力ポートP−C1−2へと導く光導波路14と、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−1に入力するための光入力ポートP−R1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−4からの光信号列を導く光導波路15Rと、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−1に入力するための光入力ポートP−L1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−3からの光信号列を導く光導波路15Lと、
前記光導波路15L又は前記光導波路15R上に設けられ、前記光出力ポートP−C1−3ならびにP−C1−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L1−1ならびにP−R1−1へと到達するタイミングを、前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−1と、
を備え、
前記クロック信号光CLK−1として、RZ(Return to Zero)型の信号光を前記外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力しておき、
前記クロック信号光CLK−1のクロックに同期した前記光信号列Data−1が前記外部光入力ポートP−Data−Inから入力されると、最初は、入力された前記光信号列Data−1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記第1の光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンと同一のデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させ、
以降の周回は、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力された前の周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記第1の光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される当該周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンと同一のデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させて、当該データパターンを当該回路内に維持する
光信号バッファメモリ回路において、
更に、
前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の一方の前記第1の光干渉アームの光導波路上であって、前記光位相変調手段L1−1の後段側に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段L1−2と、
前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の他方の前記第1の光干渉アームの光導波路上であって、前記光位相変調手段R1−1の後段側に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段R1−2と、
当該回路内に維持している前記データパターンのフリップフロップ制御用となる光信号列FF−1を入力するための外部光入力ポートP−FF−Inと、
光入力ポートP−C3−2ならびに光出力ポートP−C3−3、P−C3−4とを有し、前記外部光入力ポートP−FF−Inから入力される前記光信号列FF−1を前記光入力ポートP−C3−2から入力し、前記光出力ポートP−C3−3、P−C3−4へと分岐出力させるための光分岐部C−3と、
前記外部光入力ポートP−FF−Inからの前記光信号列FF−1を前記光入力ポートP−C3−2へと導く光導波路21と、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−2に入力するための光入力ポートP−R1−2に接続されて前記光出力ポートP−C3−4からの光信号列を導く光導波路22Rと、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−2に入力するための光入力ポートP−L1−2に接続されて前記光出力ポートP−C3−3からの光信号列を導く光導波路22Lと、
前記光導波路22L又は前記光導波路22R上に設けられ、前記光出力ポートP−C3−3ならびにP−C3−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L1−2ならびにP−R1−2へと到達するタイミングを、前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−2と、
前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方から出力される光信号列を入力するための光入力ポートP−MZ−2−Inと、前記光入力ポートP−MZ−2−Inに対してbar側に位置する光出力ポートP−Data−Outならびにcross側に位置する光出力ポートP−MON−Outとを有する2つの第2の光干渉アームと、一方の前記第2の光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段L−2と、他方の前記第2の光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段R−2とを有し、マッハ・ツェンダ型の干渉器として機能するマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2と、
前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方からの光信号列を前記光入力ポートP−MZ−2−Inへと導く光導波路30と、
当該回路内に維持している前記データパターンの光信号列の出力を行うための光信号出力開閉制御用となる光信号列Gate−1を入力するための外部光入力ポートP−Gate−Inと、
光入力ポートP−C4−2ならびに光出力ポートP−C4−3、P−C4−4とを有し、前記外部光入力ポートP−Gate−Inから入力される前記光信号列Gate−1を前記光入力ポートP−C4−2から入力し、前記光出力ポートP−C4−3、P−C4−4へと分岐出力させるための光分岐部C−4と、
前記外部光入出力ポートP−Gate−Inからの前記光信号列Gate−1を前記光入力ポートP−C4−2へと導く光導波路41と、
光位相変調作用を誘起させるための信号光列を前記光位相変調手段L−2に入力するための光入力ポートP−L2に接続されて前記光出力ポートP−C4−3からの光信号列を導く光導波路42Lと、
光位相変調作用を誘起させるための信号光列を前記光位相変調手段R−2に入力するための光入力ポートP−R2に接続されて前記光出力ポートP−C4−4からの光信号列を導く光導波路42Rと、
前記光導波路42L又は前記光導波路42R上に設けられ、前記光出力ポートP−C4−3ならびにP−C4−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L2ならびにP−R2へと到達するタイミングを、前記前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−3と、
を備え、
前記光信号列FF−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、前記データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記データパターンを当該回路内に維持した後、前記外部光入力ポートP−FF−Inから前記光信号列FF−1が入力されると、入力した前記光信号列FF−1を用いて、前記位相変調手段R1−2、L1−2を駆動させて、前記位相変調手段R1−1、L1−1から出力された光信号列に位相差を生じさせて、当該光信号列の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンが反転したデータパターンとするフリップフロップを行って、前記光分岐部C−1へ周回させて、
以降の周回は、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力された前の周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記第1の光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンが反転したデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させて、当該データパターンを当該回路内に維持すると共に、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方から出力される光信号列を、前記光信号列Data−1と同一のデータパターンとして、繰り返し出力される状態に遷移させた後、
前記光信号列Gate−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、当該データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記外部光入力ポートP−Gate−Inから前記光信号列Gate−1が入力されると、入力した前記光信号列Gate−1を用いて、前記光位相変調手段R−2、L−2を駆動させて、前記光入力ポートP−MZ−2−Inから入力されて前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2の2つの前記第2の光干渉アーム中を伝搬している光信号列に位相差を生じさせることにより、前記光信号列Gate−1のデータ長の間だけ、前記光入力ポートP−MZ−2−Inから入力された光信号列を前記光出力ポートP−Data−Outから出力する構成であって、
前記光分岐部C−1,前記光分岐部C−3及び前記光分岐部C−4は、それぞれ、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第1のマルチモード干渉型導波路部と、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第2のマルチモード干渉型導波路部と、
第1のマルチモード干渉型導波路部の2つの出力ポートと、第2のマルチモード干渉型導波路部の2つの光入力ポートとをそれぞれ接続する2つの光導波路と、
前記2つの光導波路のうち、少なくとも一方の光導波路に配置されて当該導波路を伝搬する光の位相を調整する光位相調整部と、で構成されていることを特徴とする。
The optical signal buffer memory circuit of the present invention is
An external optical input port P-OCLK-In for inputting the clock signal light CLK-1 output from the clock signal light source, and an optical output port located on the bar side with respect to the external optical input port P-OCLK-In Two first optical interference arms having P-MZ-1-bar and an optical output port P-MZ-1-cross located on the cross side, on the optical waveguide of one of the first optical interference arms An optical phase modulation means L1-1 for modulating the phase of the optical signal train positioned and propagating in the optical interference arm, and the optical interference arm positioned on the optical waveguide of the other first optical interference arm Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 having optical phase modulation means R1-1 for modulating the phase of the optical signal train propagating therethrough and functioning as a Mach-Zehnder type interferometer ,
An optical waveguide 18 directly or indirectly connected to an external optical input port P-Data-In for inputting an optical signal sequence Data-1 having information to be stored, and guiding the optical signal sequence Data-1.
An optical input port P-C1-1 connected to the optical waveguide 18 to which an optical signal string Data-1 from the external optical input port P-Data-In is input, and the optical output port P-MZ-1-bar Or P-C1-2 to which an optical signal train from any one of the optical output ports P-MZ-1-cross is input, and optical output ports P-C1-3, P-C1-4, Optical branching unit C-1 for branching and outputting the optical signal train input from the optical input ports P-C1-2 and P-C1-1 to the optical output ports P-C1-3 and P-C1-4 When,
An optical waveguide 14 that guides an optical signal train from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross to the optical input port P-C1-2;
The light from the optical output port P-C1-4 connected to the optical input port P-R1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means R1-1. An optical waveguide 15R for guiding the signal train;
Light from the optical output port P-C1-3 connected to the optical input port P-L1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-1. An optical waveguide 15L for guiding the signal train;
The optical signal trains provided on the optical waveguide 15L or the optical waveguide 15R and simultaneously output from the optical output ports P-C1-3 and P-C1-4 are the optical input ports P-L1-1 and P-. An optical waveguide section DD-1 that generates an optical delay for adjusting the timing of reaching R1-1 to be greater than or equal to the pulse width of the clock signal light CLK-1 and less than the pulse repetition period;
With
As the clock signal light CLK-1, RZ (Return to Zero) type signal light is inputted from the external light input port P-OCLK-In,
When the optical signal string Data-1 synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1 is input from the external optical input port P-Data-In, first, the input optical signal string Data-1 is changed. The phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two first optical interference arms, and Light output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross by turning on or off each pulse of the clock signal light CLK-1 The signal train CLK-1-out-DMZ1 is circulated to the optical branching unit C-1 as the same data pattern as the data pattern of the optical signal train Data-1,
Subsequent rounds are the previous rounds of the optical signal train CLK-1-out- output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross. Using DMZ1, the phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two first optical interference arms. By turning on or off each pulse of the clock signal light CLK-1, the light is output from either the light output port P-MZ-1-bar or the light output port P-MZ-1-cross. The optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 of the circulation is circulated to the optical branching unit C-1 as the same data pattern as the data pattern of the optical signal sequence Data-1, and the data In the optical signal the buffer memory circuit to maintain a pattern in said circuit,
Furthermore,
On the optical waveguide of one of the first optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1, located on the rear stage side of the optical phase modulation means L1-1 and in the optical interference arm. Optical phase modulation means L1-2 for modulating the phase of the optical signal train propagating through
On the optical waveguide of the other first optical interference arm of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1, and located on the rear stage side of the optical phase modulation means R1-1, Optical phase modulation means R1-2 for modulating the phase of the optical signal train propagating through
An external optical input port P-FF-In for inputting an optical signal sequence FF-1 for flip-flop control of the data pattern maintained in the circuit;
An optical input port P-C3-2 and optical output ports P-C3-3, P-C3-4, and the optical signal train FF-1 input from the external optical input port P-FF-In An optical branching unit C-3 for inputting from the optical input port P-C3-2 and branching out to the optical output ports P-C3-3 and P-C3-4;
An optical waveguide 21 for guiding the optical signal string FF-1 from the external optical input port P-FF-In to the optical input port P-C3-2;
The light from the light output port P-C3-4 connected to the light input port P-R1-2 for inputting the light signal sequence for inducing the light phase modulation action to the light phase modulation means R1-2. An optical waveguide 22R for guiding the signal train;
Light from the optical output port P-C3-3 is connected to the optical input port P-L1-2 for inputting an optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-2. An optical waveguide 22L for guiding the signal train;
Optical signal trains provided on the optical waveguide 22L or the optical waveguide 22R and simultaneously output from the optical output ports P-C3-3 and P-C3-4 are the optical input ports P-L1-2 and P-. An optical waveguide section DD-2 that generates an optical delay for adjusting the timing to reach R1-2 to be greater than the pulse width of the clock signal light CLK-1 and less than the pulse repetition period;
An optical input port P-MZ-2-In for inputting an optical signal string output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross; , Two optical output ports P-Data-Out located on the bar side with respect to the optical input port P-MZ-2-In and two optical output ports P-MON-Out located on the cross side An optical interference arm, an optical phase modulation means L-2 for modulating the phase of an optical signal train that is located on the optical waveguide of one of the second optical interference arms and propagates through the optical interference arm, and the other And an optical phase modulation means R-2 for modulating the phase of the optical signal train which is located on the optical waveguide of the second optical interference arm and propagates through the optical interference arm, and is a Mach-Zehnder type Functions as an interferometer And Tsu Ha-Zehnder interference type light intensity modulating means MZ-2,
An optical waveguide 30 that guides an optical signal train from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross to the optical input port P-MZ-2-In When,
An external optical input port P-Gate-In for inputting an optical signal string Gate-1 for optical signal output opening / closing control for outputting an optical signal string of the data pattern maintained in the circuit; ,
An optical input port P-C4-2 and optical output ports P-C4-3 and P-C4-4, and the optical signal string Gate-1 input from the external optical input port P-Gate-In An optical branching unit C-4 for inputting from the optical input port P-C4-2 and branching out to the optical output ports P-C4-3 and P-C4-4;
An optical waveguide 41 for guiding the optical signal string Gate-1 from the external optical input / output port P-Gate-In to the optical input port P-C4-2;
An optical signal train from the optical output port P-C4-3 connected to an optical input port P-L2 for inputting a signal optical train for inducing an optical phase modulation action to the optical phase modulation means L-2. An optical waveguide 42L for guiding
An optical signal train from the optical output port P-C4-4 connected to an optical input port PR2-R2 for inputting a signal optical train for inducing an optical phase modulation action to the optical phase modulation means R-2. An optical waveguide 42R for guiding
An optical signal train provided on the optical waveguide 42L or the optical waveguide 42R and simultaneously output from the optical output ports P-C4-3 and P-C4-4 is sent to the optical input ports P-L2 and P-R2. And an optical waveguide section DD-3 that generates an optical delay for adjusting the arrival timing to be equal to or greater than the pulse width of the clock signal light CLK-1 and less than the pulse repetition period;
With
The optical signal string FF-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
After the data pattern is maintained in the circuit, when the optical signal sequence FF-1 is input from the external optical input port P-FF-In, the input optical signal sequence FF-1 is used to The phase modulation means R1-2 and L1-2 are driven to cause a phase difference in the optical signal sequence output from the phase modulation means R1-1 and L1-1, and each pulse of the optical signal sequence is turned on. Alternatively, by turning off the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross, A flip-flop that performs a data pattern obtained by inverting the data pattern of the optical signal sequence Data-1 is circulated to the optical branching unit C-1,
Subsequent rounds are the previous rounds of the optical signal train CLK-1-out- output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross. Using DMZ1, the phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two first optical interference arms. By turning on or off each pulse of the clock signal light CLK-1, the light is output from either the light output port P-MZ-1-bar or the light output port P-MZ-1-cross. The optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 is circulated to the optical branching unit C-1 as a data pattern obtained by inverting the data pattern of the optical signal sequence Data-1, and the data pattern is An optical signal sequence output from either one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross is maintained in the circuit, and the optical signal sequence Data− As the same data pattern as 1, after transitioning to the repeatedly output state,
The optical signal string Gate-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
When the optical signal sequence Gate-1 is input from the external optical input port P-Gate-In, the optical phase modulation means R-2 and L-2 are connected using the input optical signal sequence Gate-1. An optical signal that is driven and propagated through the two second optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-2, which is input from the optical input port P-MZ-2-In By generating a phase difference in the column, the optical signal sequence input from the optical input port P-MZ-2-In is converted into the optical output port P-Data only during the data length of the optical signal sequence Gate-1. -Output from Out,
The optical branching unit C-1, the optical branching unit C-3, and the optical branching unit C-4 are respectively
A first multimode interference waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
A second multimode interferometric waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
Two optical waveguides respectively connecting two output ports of the first multimode interference waveguide section and two optical input ports of the second multimode interference waveguide section;
An optical phase adjusting unit arranged in at least one of the two optical waveguides to adjust the phase of light propagating through the waveguide.

また本発明の光信号バッファメモリ回路は、
更に、当該回路内に維持している前記データパターンを消去する消去制御用となる光信号列ERS−1を入力するための外部光入力ポートP−ERS−Inと、
光入力ポートP−C2−1、P−C2−2ならびに前記光導波路18に接続された光出力ポートP−C2−4を有し、前記光入力ポートP−C2−1ならびにP−C2−2から入力される光信号列を同一の前記光出力ポートP−C2−4へ結合させるための光合波部C−2と、
前記外部光入力ポートP−Data−Inからの光信号列を前記光入力ポートP−C2−1へと導く光導波路16と、
前記外部光入力ポートP−ERS−Inからの光信号列を前記光入力ポートP−C2−2へと導く光導波路17と、
を備え、
前記光信号列ERS−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、前記データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記光信号列Data−1のデータパターンと同じデータパターン又は反転したデータパターンを当該回路内に維持した後、前記外部光入力ポートP−ERS−Inから前記光信号列ERS−1が入力されると、入力された前記光信号列ERS−1と前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される前記光信号列CLK−1−out−DMZ1とを用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記第1の光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1の位相を全てπ変調させ、
且つ、前記光信号列ERS−1の入力と同時に、前記外部光入力ポートP−FF−Inから前記光信号列FF−1が入力されると、入力した前記光信号列FF−1を用いて、前記位相変調手段R1−2、L1−2を駆動させて、前記位相変調手段R1−1、L1−1から出力された光信号列の位相を更にπ変調させて、当該光信号列を前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方から出力することにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からは光出力がない初期状態へ戻す構成であって、
前記前記光合波部C−2は、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第1のマルチモード干渉型導波路部と、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第2のマルチモード干渉型導波路部と、
第1のマルチモード干渉型導波路部の2つの出力ポートと、第2のマルチモード干渉型導波路部の2つの光入力ポートとをそれぞれ接続する2つの光導波路と、
前記2つの光導波路のうち、少なくとも一方の光導波路に配置されて当該導波路を伝搬する光の位相を調整する光位相調整部と、で構成されていることを特徴とする光信号バッファメモリ回路。
The optical signal buffer memory circuit of the present invention is
Furthermore, an external optical input port P-ERS-In for inputting an optical signal string ERS-1 for erasing control for erasing the data pattern maintained in the circuit,
The optical input ports P-C2-1 and P-C2-2 and the optical output port P-C2-4 connected to the optical waveguide 18 are included, and the optical input ports P-C2-1 and P-C2-2 are included. An optical multiplexing unit C-2 for coupling the optical signal sequence input from the same optical output port P-C2-4 to the same,
An optical waveguide 16 for guiding an optical signal string from the external optical input port P-Data-In to the optical input port P-C2-1;
An optical waveguide 17 for guiding an optical signal string from the external optical input port P-ERS-In to the optical input port P-C2-2;
With
The optical signal string ERS-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
After the same data pattern as the data pattern of the optical signal sequence Data-1 or an inverted data pattern is maintained in the circuit, the optical signal sequence ERS-1 is input from the external optical input port P-ERS-In. The optical signal train ERS-1 and the optical signal train CLK- output from one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross. The phase of the clock signal light CLK-1 propagating in the two first optical interference arms by driving the phase modulation means R1-1 and L1-1 using 1-out-DMZ1 Π-modulate all
When the optical signal sequence FF-1 is input from the external optical input port P-FF-In simultaneously with the input of the optical signal sequence ERS-1, the input optical signal sequence FF-1 is used. The phase modulation means R1-2 and L1-2 are driven to further π-modulate the phase of the optical signal sequence output from the phase modulation means R1-1 and L1-1, and the optical signal sequence is By outputting from either one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross, the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P- It is the structure which returns to the initial state where there is no light output from either one of MZ-1-cross,
The optical multiplexing unit C-2 includes:
A first multimode interference waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
A second multimode interferometric waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
Two optical waveguides respectively connecting two output ports of the first multimode interference waveguide section and two optical input ports of the second multimode interference waveguide section;
An optical signal buffer memory circuit comprising: an optical phase adjusting unit that adjusts a phase of light propagating through the waveguide disposed in at least one of the two optical waveguides .

本発明によれば、格納する光信号長に対して任意の整数倍の光遅延を付与して出力させることが可能で、且つ、[第1の従来技術]に記載の光バッファメモリにおいて課題であった「調整可能な光遅延量のパターンを多くするにつれ、光回路としてより大がかりなものになってしまう」ことを克服でき、且つ、[第2の従来技術]に記載の光バッファメモリにおいて課題であった「光バッファメモリ回路に使用される損失補償用光増幅器からのASE等の混入ノイズの影響や同光バッファメモリ回路内の光導波に伴う分散効果の影響等による光信号波形劣化に起因した付与可能な光遅延限界が生じてしまう」ことを克服し、原理的に無限の光遅延量を付与することを可能とすることが出来る。   According to the present invention, it is possible to give an optical delay of an arbitrary integer multiple to the optical signal length to be stored for output, and there is a problem in the optical buffer memory described in [First Prior Art]. In the optical buffer memory described in [Second Prior Art], it is possible to overcome the problem that “the optical circuit becomes larger as the pattern of the adjustable optical delay amount increases”. Was caused by optical signal waveform deterioration due to the influence of mixed noise such as ASE from the optical amplifier for loss compensation used in the optical buffer memory circuit and the influence of the dispersion effect accompanying the optical waveguide in the optical buffer memory circuit. In other words, it is possible to provide an infinite optical delay amount in principle.

更に本発明によれば、光信号バッファメモリ回路の光合分岐部(光分岐部部及び光合波部)の導波路上に、注入電流量に応じて光位相量を調整することのできる位相調整部を設けているため、マルチモード干渉型導波路部の分波比率に誤差があった場合でも、位相調整部に必要な量の適度な電流を注入することにより、光出力の分波比を所望の値にすることができる。   Furthermore, according to the present invention, the phase adjustment unit capable of adjusting the optical phase amount according to the amount of injected current on the waveguide of the optical coupling / branching unit (optical branching unit and optical multiplexing unit) of the optical signal buffer memory circuit. Therefore, even if there is an error in the demultiplexing ratio of the multimode interference type waveguide section, the demultiplexing ratio of the optical output is desired by injecting an appropriate amount of current into the phase adjustment section. The value can be

本発明による光信号バッファメモリ回路の第1の例を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing a first example of an optical signal buffer memory circuit according to the present invention. FIG. 本発明による光信号バッファメモリ回路の第2の例を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a second example of the optical signal buffer memory circuit according to the present invention. 各種光信号列のタイミングチャートである。It is a timing chart of various optical signal sequences. (a)〜(d)は、光−光位相変調回路の構成例を示す概略図である。(A)-(d) is the schematic which shows the structural example of an optical-optical phase modulation circuit. (a)〜(c)は、光分岐部、光合波部の具体例を示す構成図である。(A)-(c) is a block diagram which shows the specific example of an optical branching part and an optical multiplexing part. 従来検討が行われた光遅延導波路アレイと光スイッチならびに光カプラから構成される光バッファ回路の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the optical buffer circuit comprised from the optical delay waveguide array, optical switch, and optical coupler which were examined conventionally. 光導波路ループと伝搬補償用光アンプ並びに光スイッチから構成される光周回型バッファ回路の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the optical circulation type buffer circuit comprised from an optical waveguide loop, the optical amplifier for propagation compensation, and an optical switch.

以下、本発明に係る光信号バッファメモリ回路を、実施例に基づき詳細に説明する。
図1に示す光信号バッファメモリ回路の第1の例と、図2に示す光信号バッファメモリ回路の第2の例は、基本構成は同じである。したがって、光信号バッファメモリ回路の第1の例と第2の例を併せて説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an optical signal buffer memory circuit according to the present invention will be described in detail based on embodiments.
The first example of the optical signal buffer memory circuit shown in FIG. 1 and the second example of the optical signal buffer memory circuit shown in FIG. 2 have the same basic configuration. Therefore, the first example and the second example of the optical signal buffer memory circuit will be described together.

先ず、図1及び図2に示す光信号バッファメモリ回路について説明し、その後、光合分波部の具体例について説明する。   First, the optical signal buffer memory circuit shown in FIGS. 1 and 2 will be described, and then a specific example of the optical multiplexing / demultiplexing unit will be described.

図1及び図2は、本実施例の光信号バッファメモリ回路を示す概略図であり、図3は、図1及び図2に示した光信号バッファメモリ回路における各種光信号列のタイミングチャートであり、図4(a)〜(d)は、図1及び図2に示した光信号バッファメモリ回路で用いる光−光位相変調回路の構成例を示す概略図である。   FIGS. 1 and 2 are schematic views showing the optical signal buffer memory circuit of this embodiment, and FIG. 3 is a timing chart of various optical signal trains in the optical signal buffer memory circuit shown in FIGS. FIGS. 4A to 4D are schematic diagrams showing configuration examples of the optical-optical phase modulation circuit used in the optical signal buffer memory circuit shown in FIGS.

(構成)
本実施例の光信号バッファメモリ回路において、P−OCLK−Inは、図3の「OC source」に示される様な、「クロック信号光源から出力されるクロック光パルスであって、ピーク光パワーが一定のRZ(Return to Zero)型のクロック信号光」となるクロック信号光CLK−1の外部光入力ポートである。
(Constitution)
In the optical signal buffer memory circuit of the present embodiment, P-OCLK-In is “a clock optical pulse output from a clock signal light source as shown by“ OC source ”in FIG. This is an external optical input port of the clock signal light CLK-1 which becomes a “constant RZ (Return to Zero) type clock signal light”.

又、P−Data−Inは、図3の「OD source」に示される様な、「当該光信号バッファメモリ回路へ格納する目的で入力されるデータ用光信号列」となる光信号列Data−1の外部光入力ポートである。   Further, P-Data-In is an optical signal sequence Data- that becomes an “optical signal sequence for data input for the purpose of storing in the optical signal buffer memory circuit” as indicated by “OD source” in FIG. 1 is an external optical input port.

又、P−FF−Inは、図3の「F.F. cntl.」に示される様な、「当該光信号バッファメモリ回路へ格納されたデータ用光信号列の情報のマーク(1)とスペース(0)をすべて反転させる、いわゆる、フリップフロップ操作を行う際に入力されるフリップフロップ制御用光信号列」となる光信号列FF−1の外部光入力ポートである。   Further, P-FF-In indicates “a mark (1) of information of an optical signal train for data stored in the optical signal buffer memory circuit” as indicated by “FF cntl.” In FIG. This is an external optical input port of the optical signal sequence FF- 1 that becomes a so-called flip-flop control optical signal sequence that is input when performing a flip-flop operation that inverts all the spaces (0).

又、P−ERS−Inは、図3の「ERS cntl.」に示される様な、「当該光信号バッファメモリ回路へ格納された情報をリセットさせる際に入力される消去制御用光信号列」となる光信号列ERS−1の外部光入力ポートである。   Further, P-ERS-In is “an optical signal string for erasure control that is input when resetting the information stored in the optical signal buffer memory circuit” as indicated by “ERS cntl.” In FIG. Is an external optical input port of the optical signal train ERS-1.

又、C−2は、光入力ポートP−C2−1、P−C2−2、光出力ポートP−C2−3、P−C2−4を有し、上記外部光入力ポートP−Data−Inから光導波路16を介して光入力ポートP−C2−1へ入力された入力光信号列Data−1と上記外部光入力ポートP−ERS−Inから光導波路17を介して光入力ポートP−C2−2へ入力された入力光信号列ERS−1を同一の光出力ポートP−C2−4から出力し、後段の2×2光分岐部C−1の一方の光入力ポートP−C1−1へと導く光導波路18へ結合させるための2×1光合波部である。   C-2 has optical input ports P-C2-1, P-C2-2, optical output ports P-C2-3, and P-C2-4. The external optical input port P-Data-In To the optical input port P-C2-1 through the optical waveguide 16 and the optical input port P-C2 from the external optical input port P-ERS-In through the optical waveguide 17 to the optical input port P-C2-1. -2 is output from the same optical output port P-C2-4, and one optical input port P-C1-1 of the subsequent 2 × 2 optical branching unit C-1 is output. This is a 2 × 1 optical multiplexing part for coupling to the optical waveguide 18 leading to

なお、光信号列Data−1、ERS−1を外部の機器で切り替えて入力できるのであれば、光合波部C−2を用いずに、例えば、上記外部光入力ポートP−Data−Inを光導波路18へ直接接続し、上記外部光入力ポートP−Data−Inから光信号列Data−1又は光信号列ERS−1を光導波路18へ直接入力するようにしてもよい。   In addition, if the optical signal sequences Data-1 and ERS-1 can be switched and input by an external device, for example, the external optical input port P-Data-In is optically transmitted without using the optical multiplexing unit C-2. The optical signal train Data-1 or the optical signal train ERS-1 may be directly input to the optical waveguide 18 from the external optical input port P-Data-In.

又、MZ−1は、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段として用いる光回路部であり、左右2つの第1の光干渉アーム(光導波路11R、12R、13R及び光導波路11L、12L、13L)を有し、光導波路11R及び光導波路11Lでは、一部を互いに近接して配置して、方向性結合器を構成し、光導波路13R及び光導波路13Lでも、一部を互いに近接して配置して、方向性結合器を構成している。   MZ-1 is an optical circuit unit used as a Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means, and two first optical interference arms on the left and right sides (optical waveguides 11R, 12R, 13R and optical waveguides 11L, 12L, 13L). The optical waveguide 11R and the optical waveguide 11L are partially disposed close to each other to form a directional coupler, and the optical waveguide 13R and the optical waveguide 13L are also partially disposed close to each other. Thus, a directional coupler is configured.

又、R1−1、R1−2、L1−1、L1−2は、外部光入力ポートP−OCLK−Inからマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1に入力され、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の左右2つの第1の光干渉アームを伝搬するクロック光信号列(後述する第1のクロック光信号列、第2のクロック光信号列)の位相を変調する光位相変調手段である。光位相変調手段R1−1、R1−2、L1−1、L1−2は2つの方向性結合器の間に配置されており、具体的には、光位相変調手段R1−1は光導波路11Rと光導波路12Rとの間に、光位相変調手段R1−2は光導波路12Rと光導波路13Rとの間に、光位相変調手段L1−1は光導波路11Lと光導波路12Lとの間に、光位相変調手段L1−2は光導波路12Lと光導波路13Lとの間に配置されている。つまり、光位相変調手段R1−2は光位相変調手段R1−1の後段側に、光位相変調手段L1−2は光位相変調手段L1−1の後段側に位置している。   R1-1, R1-2, L1-1, and L1-2 are input from the external optical input port P-OCLK-In to the Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-1, and are Mach-Zehnder interference type. Optical phase for modulating the phase of a clock optical signal sequence (first clock optical signal sequence and second clock optical signal sequence to be described later) propagating through the two left and right first optical interference arms of the optical intensity modulation means MZ-1. Modulation means. The optical phase modulation means R1-1, R1-2, L1-1, and L1-2 are arranged between two directional couplers. Specifically, the optical phase modulation means R1-1 is an optical waveguide 11R. Between the optical waveguide 12R, the optical phase modulation means R1-2 between the optical waveguide 12R and the optical waveguide 13R, and the optical phase modulation means L1-1 between the optical waveguide 11L and the optical waveguide 12L. The phase modulation means L1-2 is disposed between the optical waveguide 12L and the optical waveguide 13L. That is, the optical phase modulation means R1-2 is located on the rear stage side of the optical phase modulation means R1-1, and the optical phase modulation means L1-2 is located on the rear stage side of the optical phase modulation means L1-1.

ここで、第1のクロック光信号列は、クロック信号光CLK−1を方向性結合器で分岐した光信号列であり、第2のクロック光信号列は、第1のクロック光信号列が位相変調手段R1−1、L1−1で光位相変調を受けた後の光信号列である。   Here, the first clock optical signal sequence is an optical signal sequence obtained by branching the clock signal light CLK-1 with a directional coupler, and the second clock optical signal sequence is in phase with the first clock optical signal sequence. It is an optical signal train after being subjected to optical phase modulation by the modulation means R1-1 and L1-1.

又、P−MZ−1−crossは、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の外部光入力ポートP−OCLK−Inに対するcross側からの光信号列を出力する光出力ポートである。   P-MZ-1-cross is an optical output port for outputting an optical signal string from the cross side with respect to the external optical input port P-OCLK-In of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1.

又、P−MZ−1−barは、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の外部光入力ポートP−OCLK−Inに対するbar側から当該マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の被光強度変調光となる光信号列CLK−1−out−DMZ1を出力する光出力ポートである。   Further, P-MZ-1-bar is the Mach-Zehnder interference light intensity modulation means MZ-1 from the bar side to the external optical input port P-OCLK-In of the Mach-Zehnder interference light intensity modulation means MZ-1. This is an optical output port that outputs an optical signal train CLK-1-out-DMZ1 that becomes the light intensity modulated light.

又、C−1は、光入力ポートP−C1−1、P−C1−2、光出力ポートP−C1−3、P−C1−4を有し、上記光合波部C−2の光出力ポートP−C2−4からの光信号列を、光導波路18を介して、光入力ポートP−C1−1から入力させるとともに分岐させて、光出力ポートP−C1−3とP−C1−4とから出力させ、又、上記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の光出力ポートP−MZ−1−barからの光信号列を、光導波路14を介して、光入力ポートP−C1−2から入力させるとともに分岐させて、光出力ポートP−C1−3とP−C1−4とから出力させるための光分岐部である。   C-1 has optical input ports P-C1-1, P-C1-2, optical output ports P-C1-3, P-C1-4, and the optical output of the optical multiplexing unit C-2. The optical signal train from the port P-C2-4 is input from the optical input port P-C1-1 and branched through the optical waveguide 18, and is split into the optical output ports P-C1-3 and P-C1-4. The optical signal train from the optical output port P-MZ-1-bar of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 is output via the optical waveguide 14 to the optical input port P- This is an optical branching unit for inputting and branching from C1-2 to output from optical output ports P-C1-3 and P-C1-4.

又、P−R1−1、P−L1−1は、上記光分岐部C−1の光出力ポートP−C1−3、P−C1−4から出力される光信号列を、光導波路15R、15Lを介して、上記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の2つの第1の光干渉アーム内の光位相変調手段R1−1、L1−1へ入力するための光入力ポートである。   Further, P-R1-1 and P-L1-1 convert the optical signal sequence output from the optical output ports P-C1-3 and P-C1-4 of the optical branching unit C-1 to the optical waveguide 15R, An optical input port for inputting to the optical phase modulation means R1-1 and L1-1 in the two first optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 via 15L .

又、C−3は、光入力ポートP−C3−1、P−C3−2、光出力ポートP−C3−3、P−C3−4を有し、上記外部光入力ポートP−FF−Inから、光導波路21を介して、入力された光信号列を分岐させ、光出力ポートP−C3−3ならびにP−C3−4から出力させるための光分岐部である。   C-3 has optical input ports P-C3-1, P-C3-2, optical output ports P-C3-3, and P-C3-4. The external optical input port P-FF-In From the optical output port P-C3-3 and P-C3-4, an optical branching unit for branching the input optical signal train via the optical waveguide 21 is provided.

又、P−R1−2、P−L1−2は、上記光分岐部C−3の光出力ポートP−C3−3、P−C3−4から出力される光信号列を、光導波路22R、22Lを介して、上記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の2つの第1の光干渉アーム内の光位相変調手段R1−2、L1−2へ入力するための光入力ポートである。   Further, P-R1-2 and P-L1-2 respectively convert the optical signal sequence output from the optical output ports P-C3-3 and P-C3-4 of the optical branching unit C-3 into the optical waveguide 22R, This is an optical input port for inputting to the optical phase modulation means R1-2 and L1-2 in the two first optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 via 22L. .

又、D−D−1は、上記光分岐部C−1で分岐され、光出力ポートP−C1−3ならびにP−C1−4から出力される2つの光信号列にそれぞれ光位相変調手段R1−1、L1−1に到達するまでの光伝搬遅延差を『上記クロック光信号CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満』となるように付与するための光伝搬遅延差付与部であり、ここでは、上記光伝搬遅延差を生じる光路長の光導波路部を光導波路15Lに配置している。   Further, DD-1 is branched by the optical branching unit C-1, and optical phase modulation means R1 is added to two optical signal trains output from the optical output ports P-C1-3 and P-C1-4, respectively. -1 and L1-1 are optical propagation delay difference giving units for giving the optical propagation delay difference so as to be "more than the pulse width of the clock optical signal CLK-1 and less than the pulse repetition period" Here, the optical waveguide portion having the optical path length that causes the above-described optical propagation delay difference is arranged in the optical waveguide 15L.

又、D−D−2は、上記光分岐部C−3で分岐され光出力ポートP−C3−3ならびにP−C3−4から出力される2つの光信号列にそれぞれ光位相変調手段R1−2、L1−2に到達するまでの光伝搬遅延差を『上記クロック光信号CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満』となるように付与するための光伝搬遅延差付与部であり、ここでは、上記光伝搬遅延差を生じる光路長の光導波路部を光導波路22Lに配置している。   Further, DD-2 is optical phase modulation means R1- in the two optical signal trains branched from the optical branching section C-3 and output from the optical output ports P-C3-3 and P-C3-4. 2, an optical propagation delay difference providing unit for applying an optical propagation delay difference until reaching L1-2 to be “more than a pulse width of the clock optical signal CLK-1 and less than a pulse repetition period”; Here, an optical waveguide portion having an optical path length that causes the above-described optical propagation delay difference is arranged in the optical waveguide 22L.

又、MZ−2は、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段として用いる光回路部であり、左右2つの第2の光干渉アーム(光導波路31R、32R及び光導波路31L、32L)を有し、光導波路31R及び光導波路31Lでは、一部を互いに近接して配置して、方向性結合器を構成し、光導波路32R及び光導波路32Lでも、一部を互いに近接して配置して、方向性結合器を構成している。   MZ-2 is an optical circuit unit used as Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means, and has two right and left second optical interference arms (optical waveguides 31R and 32R and optical waveguides 31L and 32L). In the optical waveguide 31R and the optical waveguide 31L, a part is arranged close to each other to form a directional coupler, and in the optical waveguide 32R and the optical waveguide 32L, part is arranged close to each other, It constitutes a coupler.

又、P−MZ−2−Inは、上記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の光出力ポートP−MZ−1−crossから出力される光信号列を、光導波路30を介して、上記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2へと入力するための光入力ポートである。   P-MZ-2-In transmits an optical signal string output from the optical output port P-MZ-1-cross of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 through the optical waveguide 30. These are optical input ports for inputting to the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-2.

又、P−Data−Outは、上記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2の光入力ポートP−MZ−2−Inに対するbar側からの光信号列を出力する光出力ポートである。なお、P−MON−Outは、そのcross側からの光信号列を出力する光出力ポートである。   P-Data-Out is an optical output port that outputs an optical signal train from the bar side to the optical input port P-MZ-2-In of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-2. P-MON-Out is an optical output port that outputs an optical signal train from the cross side.

又、R−2、L−2は、光入力ポートP−MZ−2−Inからマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2に入力され、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2の左右2つの第2の光干渉アームを伝搬する光信号列の位相を変調する光位相変調手段である。光位相変調手段R−2、L−2は2つの方向性結合器の間に配置されており、光位相変調手段R−2は光導波路31Rと光導波路32Rとの間に、光位相変調手段L−2は光導波路31Lと光導波路32Lとの間に配置されている。   R-2 and L-2 are input from the optical input port P-MZ-2-In to the Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-2, and are Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-2. The optical phase modulation means modulates the phase of the optical signal train propagating through the two right and left second optical interference arms. The optical phase modulation means R-2 and L-2 are arranged between two directional couplers, and the optical phase modulation means R-2 is arranged between the optical waveguide 31R and the optical waveguide 32R. L-2 is disposed between the optical waveguide 31L and the optical waveguide 32L.

又、P−Gate−Inは、図3の「Shutter cntl.」に示される様な、「当該光信号バッファメモリ回路へ格納された後、フリップフロップ操作を施されることにより、上記光出力ポートP−MZ−1−crossから出力される光信号列、即ち、当該光信号バッファメモリ回路へ格納する目的で入力された光信号列Dtata−1と同一のデータパターンを有する光信号列を上記光出力ポートP−Data−Outへと導き出力させる際に入力される光シャッター開閉制御用光信号列」となる光信号列Gate−1の外部光入力ポートである。   Further, P-Gate-In is connected to the optical output port by performing a flip-flop operation after being stored in the optical signal buffer memory circuit, as shown in “Shutter cntl.” Of FIG. An optical signal sequence output from the P-MZ-1-cross, that is, an optical signal sequence having the same data pattern as that of the optical signal sequence Ddata-1 input for the purpose of storing in the optical signal buffer memory circuit is used as the optical signal sequence. This is an external optical input port of the optical signal sequence Gate-1 which becomes an optical signal sequence for optical shutter opening / closing control "that is input when the output port P-Data-Out is guided and output.

又、C−4は、光入力ポートP−C4−1、P−C4−2、光出力ポートP−C4−3、P−C4−4を有し、上記外部光入力ポートP−Gate−Inから、光導波路41を介して、入力された光信号列を分岐させ、光出力ポートP−C4−3ならびにP−C4−4から出力させるための光分岐部である。   C-4 has optical input ports P-C4-1, P-C4-2, optical output ports P-C4-3, and P-C4-4. The external optical input port P-Gate-In From the optical output port P-C4-3 and P-C4-4, an optical branching unit for branching the input optical signal train through the optical waveguide 41 is provided.

又、P−R2、P−L2は、上記光分岐部C−4の光出力ポートP−C4−3、P−C4−4から出力される光信号列を、光導波路42R、42Lを介して、上記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2の2つの第2の光干渉アーム内の光位相変調手段R−2、L−2へ入力するための光入力ポートである。   Further, P-R2 and P-L2 are optical signal strings output from the optical output ports P-C4-3 and P-C4-4 of the optical branching unit C-4 via the optical waveguides 42R and 42L. These are optical input ports for inputting to the optical phase modulation means R-2 and L-2 in the two second optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-2.

又、D−D−3は、上記光分岐部C−4で分岐され、光出力ポートP−C4−3ならびにP−C4−4から出力される2つの光信号列にそれぞれ光位相変調手段R−2、L−2に到達するまでの光伝搬遅延差を『上記クロック光信号CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満』となるように付与するための光伝搬遅延差付与部であり、ここでは、上記光伝搬遅延差を生じる光路長の光導波路部を光導波路42Rに配置している。   Further, DD-3 is branched by the optical branching section C-4, and optical phase modulation means R is respectively added to two optical signal trains output from the optical output ports P-C4-3 and P-C4-4. -2 and L-2 are optical propagation delay difference providing units for providing the optical propagation delay difference to be “more than the pulse width of the clock optical signal CLK-1 and less than the pulse repetition period”. Here, the optical waveguide portion having the optical path length causing the above-mentioned optical propagation delay difference is arranged in the optical waveguide 42R.

なお、制御用光信号列となる光信号列FF−1、ERS−1、Gate−1は、例えば、これらの光信号列となる光パルス列を発生させる1つ又は各々個別の発生器を用い、クロック信号光CLK−1及び光信号列Data−1(又は光信号列CLK−1−out−DMZ1)と同期する様にして、外部光入力ポートP−FF−In、P−ERS−In、P−Gate−Inから各々入力すればよい。   The optical signal sequences FF-1, ERS-1, and Gate-1 that are optical signal sequences for control use, for example, one or individual generators that generate optical pulse sequences that are optical signal sequences. The external optical input ports P-FF-In, P-ERS-In, and P are synchronized with the clock signal light CLK-1 and the optical signal train Data-1 (or the optical signal train CLK-1-out-DMZ1). -Input only from Gate-In.

ここで、本実施例の光回路は、導波路部分を低損失な半導体導波路で構成すると共に、光位相変調手段R1−1、R1−2、L1−1、L1−2、R−2、L−2として、半導体光増幅器(SOA)を用いるか、或いは、後述する図4(a)〜(d)に示す光位相変調手段からなる光半導体回路を用いるか、或いは、量子ドット型SOA(QD−SOA)を用いるか、或いは、半導体EA(Electro-Absorption)変調器を定電圧駆動で用いる構成として全体を光半導体で集積化して製作する。   Here, in the optical circuit of the present embodiment, the waveguide portion is constituted by a low-loss semiconductor waveguide, and the optical phase modulation means R1-1, R1-2, L1-1, L1-2, R-2, As L-2, a semiconductor optical amplifier (SOA) is used, or an optical semiconductor circuit including optical phase modulation means shown in FIGS. 4A to 4D described later is used, or a quantum dot SOA ( QD-SOA) is used, or a semiconductor EA (Electro-Absorption) modulator is used by constant voltage drive, and the whole is integrated with an optical semiconductor.

又は、光導波路部分をPLC(石英系プレーナ光波回路)で構成すると共に、光位相変調手段R1−1、R1−2、L1−1、L1−2、R−2、L−2として、SOAを用いるか、或いは、後述する図4(a)〜(d)に示す光位相変調手段からなるPLC−光半導体のハイブリット回路を用いるか、或いは、QD−SOAを用いるか、或いは、半導体EA変調器を定電圧駆動で用いる構成として全体をPLCと光半導体のハイブリッドで製作する(非特許文献4参照)。   Alternatively, the optical waveguide portion is composed of PLC (quartz-based planar lightwave circuit), and the SOA is used as the optical phase modulation means R1-1, R1-2, L1-1, L1-2, R-2, L-2. Or a PLC-optical semiconductor hybrid circuit comprising optical phase modulation means shown in FIGS. 4A to 4D to be described later, or a QD-SOA, or a semiconductor EA modulator As a configuration using a constant voltage drive, the whole is manufactured by a hybrid of PLC and an optical semiconductor (see Non-Patent Document 4).

又は、光導波路部分にフォトニック結晶導波路を用いると共に、光位相変調手段R1−1、R1−2、L1−1、L1−2、R−2、L−2に量子ドット群をコア層に埋め込んだ構成とし、全体を一体集積化して製作する(非特許文献5参照)。   Alternatively, a photonic crystal waveguide is used for the optical waveguide portion, and a quantum dot group is used as a core layer in the optical phase modulation means R1-1, R1-2, L1-1, L1-2, R-2, and L-2. The entire structure is integrated and manufactured (see Non-Patent Document 5).

本実施例の光回路で用いる光位相変調手段R1−1、R1−2、L1−1、L1−2、R−2、L−2の構成の一例を、図4(a)〜(d)を参照して説明する。図4(a)〜(d)は、光位相変調手段R1−1、R1−2、L1−1、L1−2、R−2、L−2となる光−光位相変調手段の光回路構成例を示した図である。なお、ここでは、入力する2つの光信号列を、便宜的に「被光位相変調信号光」、「光位相変調制御信号光」と呼ぶ。   An example of the configuration of the optical phase modulation means R1-1, R1-2, L1-1, L1-2, R-2, L-2 used in the optical circuit of this embodiment is shown in FIGS. Will be described with reference to FIG. 4 (a) to 4 (d) show the optical circuit configuration of the optical-optical phase modulation means to be the optical phase modulation means R1-1, R1-2, L1-1, L1-2, R-2, L-2. It is the figure which showed the example. Here, for convenience, the two input optical signal trains are referred to as “light phase modulated signal light” and “optical phase modulation control signal light”.

図4(a)〜(d)において、a1、a2、a3、a4は当該光−光位相変調手段の光回路全体の光入出力ポートであり、b1、b2はマルチモード干渉カプラ(第1、第2の光干渉型合分岐手段)であり、a5、a6はマルチモード干渉カプラb1の光入出力ポートであり、a7、a8はマルチモード干渉カプラb2の光入出力ポートであり、e1、e2、e3、e4は当該光−光位相変調手段の光回路全体の光入出力導波路であり、e5及びe7とe6及びe8は左右2つの光干渉アームを構成する光導波路である。なお、図4(a)〜(d)においては、図中左側から信号光を入力し、右側から出力する場合を説明するが、左右逆でもよく、又、一方の光干渉アームと他方の光干渉アームへの信号光の入出力が互いに左右逆であってもよい。そのため、a1〜a8を「光入出力ポート」と呼んでいる。   4A to 4D, a1, a2, a3, and a4 are optical input / output ports of the entire optical circuit of the optical-optical phase modulation means, and b1 and b2 are multimode interference couplers (first, A5, a6 are optical input / output ports of the multimode interference coupler b1, a7, a8 are optical input / output ports of the multimode interference coupler b2, and e1, e2 , E3, e4 are optical input / output waveguides of the entire optical circuit of the optical-optical phase modulation means, and e5, e7, e6, e8 are optical waveguides constituting two right and left optical interference arms. 4A to 4D, the case where signal light is input from the left side and output from the right side in the figure will be described. However, left and right may be reversed, and one optical interference arm and the other light may be used. The input and output of the signal light to the interference arm may be opposite to each other. Therefore, a1 to a8 are called “optical input / output ports”.

マルチモード干渉カプラb1では、「被光位相変調信号光」と「光位相変調制御信号光」を2つの光入出力ポートa1、a2からそれぞれ入力すると、光入出力ポートa1、a2から入力した「被光位相変調信号光」ならびに「光位相変調制御信号光」をそれぞれ分岐し、分岐した「被光位相変調信号光」の一方と「光位相変調制御信号光」の一方とを合波して、光入出力ポートa5から出力し(これを、便宜的に、第1の信号光と呼ぶ。)、分岐した「被光位相変調信号光」の他方と「光位相変調制御信号光」の他方とを合波して、光入出力ポートa6から出力する(これを、便宜的に、第2の信号光と呼ぶ。)。   In the multimode interference coupler b1, when “light phase modulated signal light” and “light phase modulation control signal light” are input from the two optical input / output ports a1 and a2, respectively, “inputted from the optical input / output ports a1 and a2” The “light phase modulation signal light” and the “light phase modulation control signal light” are branched, and one of the branched “light phase modulation signal light” and one of the “light phase modulation control signal light” are combined. , Output from the optical input / output port a5 (this is referred to as the first signal light for the sake of convenience), and the other of the “light phase modulation signal light” branched and the other of the “light phase modulation control signal light” Are output from the optical input / output port a6 (this is referred to as second signal light for convenience).

同様に、マルチモード干渉カプラb2でも、「第1の信号光」と「第2の信号光」を2つの光入出力ポートa7、a8からそれぞれ入力すると、光入出力ポートa7、a8から入力した「第1の信号光」ならびに「第2の信号光」をそれぞれ分岐し、分岐した「第1の信号光」の一方と「第2の信号光」の一方とを合波して、光入出力ポートa3から出力し、分岐した「第1の信号光」の他方と「第2の信号光」の他方とを合波して、光入出力ポートa4から出力する。   Similarly, in the multimode interference coupler b2, when the “first signal light” and the “second signal light” are input from the two optical input / output ports a7 and a8, respectively, they are input from the optical input / output ports a7 and a8. Each of the “first signal light” and the “second signal light” is branched, and one of the branched “first signal light” and one of the “second signal light” is combined to receive light. The other of the “first signal light” branched from the output port a3 and the other of the “second signal light” are combined and output from the light input / output port a4.

又、c1、c2は、「光位相変調制御信号光」の光強度に応じて屈折率が変化する性質を持つ光導波路構造の光位相変調部であり、この光位相変調部は、光導波路構造の光半導体増幅器(SOA)であるか、或いは、量子ドット層を含む光導波路構造であるか、或いは、定電圧駆動状態の半導体EA変調器であるかの何れかである。光位相変調部c1は光導波路e5と光導波路e7との間に、光位相変調部c2は光導波路e6と光導波路e8との間に配置されている。   In addition, c1 and c2 are optical phase modulation units having an optical waveguide structure having a property that the refractive index changes according to the light intensity of the “optical phase modulation control signal light”. Either an optical semiconductor amplifier (SOA), an optical waveguide structure including a quantum dot layer, or a semiconductor EA modulator in a constant voltage drive state. The optical phase modulator c1 is disposed between the optical waveguides e5 and e7, and the optical phase modulator c2 is disposed between the optical waveguides e6 and e8.

上記の様に、光−光位相変調手段として、2つのマルチモード干渉カプラ(MMI)b1、b2が、光位相変調を付加する機能を果たす光位相変調部c1、c2(例えば、光半導体増幅器(SOA))を含む光干渉アームで結ばれたマッハ・ツェンダ干渉回路を用いている。   As described above, as the optical-optical phase modulation means, the two multi-mode interference couplers (MMI) b1 and b2 perform the function of adding the optical phase modulation to the optical phase modulation units c1 and c2 (for example, an optical semiconductor amplifier ( A Mach-Zehnder interference circuit connected by an optical interference arm including SOA)) is used.

そして、図4(a)に示すように、2つの光干渉アームの長さを製作時点で厳密に調整するか、或いは、図4(b)〜(d)に示すように、注入電流量に応じて光信号の位相を調整出来る付加的な位相調整部d1、d2を光干渉アームの一方または両方に設け、この位相調整部d1、d2を用いて、光路長を使用時に調整するか、何れかの手段を用いる。   Then, as shown in FIG. 4 (a), the lengths of the two optical interference arms are strictly adjusted at the time of manufacture, or as shown in FIGS. 4 (b) to (d), the injection current amount is adjusted. An additional phase adjuster d1, d2 that can adjust the phase of the optical signal in accordance with this is provided in one or both of the optical interference arms, and the phase adjuster d1, d2 is used to adjust the optical path length during use. Use these means.

このような構成により、例えば、光入出力ポートa1から「被光位相変調信号光」を入力し、光入出力ポートa2から「光位相変調制御信号光」を入力する場合には、光入出力ポートa1からの「被光位相変調信号光」を光入出力ポートa3或いはa4の何れかに選択的に出力させ、且つ、光入出力ポートa2からの「光位相変調制御信号光」を、先の「被光位相変調信号光」を選択的に出力させる光入出力ポートとは異なる光入出力ポートとなる光入出力ポートa4或いはa3へ出力させる。これにより、「光位相変調制御信号光」を光−光位相変調手段に入力させて、「被光位相変調信号光」に光位相変調を加えると同時に、光入出力ポートa3或いはa4の何れか一方から「被光位相変調信号光」のみを選択的に出力させることが可能となる(非特許文献2、3参照)。   With such a configuration, for example, when “optical phase modulation signal light” is input from the optical input / output port a1 and “optical phase modulation control signal light” is input from the optical input / output port a2, the optical input / output port The “light phase modulated signal light” from the port a1 is selectively output to either the light input / output port a3 or a4, and the “light phase modulation control signal light” from the light input / output port a2 is Are output to an optical input / output port a4 or a3 serving as an optical input / output port different from the optical input / output port for selectively outputting the “light-receiving phase modulated signal light”. As a result, the “optical phase modulation control signal light” is input to the optical-optical phase modulation means, and the optical phase modulation is applied to the “photo phase modulation signal light”. At the same time, either the optical input / output port a3 or a4 Only “light phase modulated signal light” can be selectively output from one side (see Non-Patent Documents 2 and 3).

例えば、図1及び図2中の光位相変調手段R1−1では、「光位相変調制御信号光」は、光信号列Data−1又は光信号列CLK−1−out−DMZ1であり、光入出力ポートa1に該当する光入力ポートP−R1−1から入力し、「被光位相変調信号光」は、第1のクロック光信号列(クロック信号光CLK−1)であり、光導波路11Rが接続された光位相変調手段R1−1の入力ポートから入力されることになり、光導波路12Rが接続された光位相変調手段R1−1の出力ポートから光位相変調を加えた第1のクロック光信号列、即ち、第2のクロック光信号のみを選択的に出力することになる。図1及び図2中の光位相変調手段L1−1も同様に機能する。   For example, in the optical phase modulation means R1-1 in FIGS. 1 and 2, the “optical phase modulation control signal light” is the optical signal sequence Data-1 or the optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1, The “optical phase modulated signal light” is input from the optical input port PR-R1-1 corresponding to the output port a1, and is the first clock optical signal train (clock signal light CLK-1). The first clock light that is input from the input port of the connected optical phase modulation means R1-1 and that has been subjected to optical phase modulation from the output port of the optical phase modulation means R1-1 to which the optical waveguide 12R is connected. Only the signal train, that is, the second clock optical signal is selectively output. The optical phase modulation means L1-1 in FIGS. 1 and 2 also functions in the same manner.

又、図1及び図2中の光位相変調手段R1−2では、「光位相変調制御信号光」は、光信号列FF−1であり、光入出力ポートa1に該当する光入力ポートP−R1−2から入力し、「被光位相変調信号光」は、光位相変調手段R1−1で位相変調された第1のクロック光信号列、即ち、第2のクロック光信号列であり、光導波路12Rが接続された光位相変調手段R1−2の入力ポートから入力されることになり、光導波路13Rが接続された光位相変調手段R1−2の出力ポートから光位相変調を加えた第2のクロック光信号列のみを選択的に出力することになる。図1及び図2中の光位相変調手段L1−2も同様に機能する。   Also, in the optical phase modulation means R1-2 in FIGS. 1 and 2, the “optical phase modulation control signal light” is the optical signal string FF-1, and the optical input port P− corresponding to the optical input / output port a1. The “light-phase-modulated signal light” input from R1-2 is a first clock optical signal sequence that is phase-modulated by the optical phase modulation means R1-1, that is, a second clock optical signal sequence, The optical phase modulation means R1-2 connected to the waveguide 12R is input from the input port, and the second optical phase modulation is applied from the output port of the optical phase modulation means R1-2 connected to the optical waveguide 13R. Only the clock optical signal train is selectively output. The optical phase modulation means L1-2 in FIGS. 1 and 2 also functions in the same manner.

次に、本実施例の光信号バッファメモリ回路における動作、具体的には、データ保持(バファリング)、フリップフロップ、出力、格納データ消去について、図1及び図2、図3を参照して説明する。   Next, operations in the optical signal buffer memory circuit of this embodiment, specifically, data holding (buffering), flip-flop, output, and stored data erasing will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG. To do.

(動作−データ保持)
スタンダードなマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段に於いては、干渉器を構成する2つの光干渉アームを光が伝搬する際に位相差が生じない状態が、変調駆動が行われていない状態であり、このとき、入力側に対してcross側から光信号が100%出力される。一方、位相差がπとなる状態のときbar側から光信号が100%出力される。
(Operation-Data retention)
In the standard Mach-Zehnder interferometric light intensity modulation means, the state where no phase difference occurs when light propagates through the two optical interference arms constituting the interferometer is the state where modulation driving is not performed. Yes, at this time, 100% of the optical signal is output from the cross side with respect to the input side. On the other hand, when the phase difference is π, an optical signal is output 100% from the bar side.

従って、図1及び図2に示された光信号バッファメモリ回路にクロック信号光CLK−1が外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力される場合、クロック光信号CLK−1は100%光出力ポートP−MZ−1−crossから出力され、光出力ポートP−MZ−1−barからは何らかの光出力は得られない状態(光信号バッファメモリが何ら情報を保持していない空の状態:初期状態)となっている。   Therefore, when the clock signal light CLK-1 is input from the external optical input port P-OCLK-In to the optical signal buffer memory circuit shown in FIGS. 1 and 2, the clock optical signal CLK-1 is 100% optical output. Output from the port P-MZ-1-cross, and no optical output is obtained from the optical output port P-MZ-1-bar (empty state in which the optical signal buffer memory does not hold any information: initial State).

このとき、図3の「OD source」に示される様に、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力され続けているクロック信号光CLK−1と同期がとれている光信号列Data−1が外部光入力ポートP−Data−Inから入力され、光位相変調手段R1−1ならびにL1−1を駆動して、MZ−1の左右の第1の光干渉アーム中を伝搬している第1のクロック光信号列(クロック信号光CLK−1)の位相をπ変調させて、第1のクロック光信号列の各パルスのオン又はオフを行う。   At this time, as indicated by “OD source” in FIG. 3, the clock signal light CLK-1 continuously input from the external optical input port P-OCLK-In of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 The optical signal sequence Data-1 that is synchronized with the input signal is input from the external optical input port P-Data-In, and drives the optical phase modulation means R1-1 and L1-1. The phase of the first clock optical signal train (clock signal light CLK-1) propagating through the optical interference arm is π-modulated to turn on or off each pulse of the first clock optical signal train.

すると、光信号列Data−1のMark(1)となっている位置のパルスに対応した第1のクロック光信号列のクロックパルスのみにπ位相変調が付与され、光信号列Data−1のSpace(0)となっている位置のパルスに対応した第1のクロック光信号列のクロックパルスは位相変調が付与されないため、光信号列Data−1と同じデータパターンで、MZ−1の光出力ポートP−MZ−1−barから出力される様になる。なお、図3では、光信号列Data−1の一例として、「10101010」の8ビットの光信号列を入力している。   Then, π phase modulation is applied only to the clock pulse of the first clock optical signal sequence corresponding to the pulse at the position of Mark (1) of the optical signal sequence Data-1, and the space of the optical signal sequence Data-1 is added. Since the phase modulation is not applied to the clock pulse of the first clock optical signal sequence corresponding to the pulse at position (0), the optical output port of MZ-1 has the same data pattern as the optical signal sequence Data-1. It is output from P-MZ-1-bar. In FIG. 3, an 8-bit optical signal string “10101010” is input as an example of the optical signal string Data-1.

そして、この光信号列Data−1と同じデータパターンである、P−MZ−1−barから出力された光信号列CLK−1−out−DMZ1が、光分岐部C−1を介して、光位相変調手段R1−1、L1−1へと入力され光位相変調を誘起させるため、次の周回に於いても、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の左右の第1の光干渉アーム中を伝搬している第1のクロック光信号列は、大本の光信号列Data−1と同じデータパターンの光信号列CLK−1−out−DMZ1により、上記と同様の光位相変調を受け、大本の光信号列Data−1と同じデータパターンでMZ−1の光出力ポートP−MZ−1−barから出力されることが繰り返されることとなり、結果として、図3の「Buffering State」に示される様に(図3中のN=1〜3の3周期分の光信号パルス列を参照)、光信号列Data−1と同じデータパターンが当該光信号バッファメモリ回路に、一連の駆動状態として保持されることとなる。   The optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 output from P-MZ-1-bar, which has the same data pattern as the optical signal sequence Data-1, is transmitted via the optical branching unit C-1. In order to induce optical phase modulation by being input to the phase modulation means R1-1 and L1-1, the first optical interference on the left and right sides of the Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-1 is also performed in the next round. The first clock optical signal sequence propagating in the arm is subjected to the same optical phase modulation as described above by the optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 having the same data pattern as the large optical signal sequence Data-1. As a result, the output from the optical output port P-MZ-1-bar of the MZ-1 with the same data pattern as that of the large optical signal sequence Data-1 is repeated, and as a result, “Buffering Stat” of FIG. As shown in FIG. 3 (see the optical signal pulse train for three cycles of N = 1 to 3 in FIG. 3), the same data pattern as that of the optical signal sequence Data-1 is applied to the optical signal buffer memory circuit in a series of driving. It will be held as a state.

このとき、[第2の従来技術]に記載の光バッファメモリの様に、「大本の光パルス列を、光増幅を繰り返しながら光導波路ループ中を光伝搬させ続けることによって信号データパターンを保持する場合」と異なり、本実施例では、「光位相変調制御信号光」となる光信号列Data−1又は光信号列CLK−1−out−DMZ1を用いて、「被光位相変調信号光」となるクロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、光信号列Data−1と同じデータパターンの新たな光信号列を複製(コピー)しており、そのため、光信号バッファメモリ回路に使用される損失補償用光増幅器からのASE等の混入ノイズの影響や同光信号バッファメモリ回路内の光導波に伴う分散効果の影響等を排除できることから、光信号波形劣化に起因した付与可能な光遅延限界が生じてしまうことが無くなるという特筆すべき特性が実現されることとなる。   At this time, as in the optical buffer memory described in [Second Prior Art], “the signal data pattern is held by continuing to propagate the large optical pulse train through the optical waveguide loop while repeating optical amplification. Unlike the case, in the present embodiment, the optical signal sequence Data-1 or the optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 that becomes the “optical phase modulation control signal light” is used to obtain “optical phase modulation signal light”. A new optical signal sequence having the same data pattern as that of the optical signal sequence Data-1 is copied (copied) by turning on or off each pulse of the clock signal light CLK-1, and therefore, an optical signal buffer memory. It is possible to eliminate the influence of mixed noise such as ASE from the optical amplifier for loss compensation used in the circuit and the influence of the dispersion effect due to the optical waveguide in the optical signal buffer memory circuit. So that the noteworthy property that it is no longer available for grant optical delay limits due to waveform degradation occurs is realized.

(動作−フリップフロップ)
更に、上記の様にして、光信号列Data−1と同じデータパターンが当該光信号バッファメモリ回路に一連の駆動状態として保持された状態において、図3の「F.F. cntl.」に示される様に、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力され続けているクロック信号光CLK−1と同期がとれ、且つ、既に一連の駆動状態として保持している光信号列Data−1と同じデータパターンとの周期も同期がとれ、このデータパターンのデータ長と同一の長さを有する光信号列FF−1が外部光入力ポートP−FF−Inから入力され、光位相変調手段R1−2ならびにL1−2を駆動して、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の左右の第1の光干渉アーム中を伝搬している第2のクロック光信号列(位相変調された第1のクロック光信号列)の位相をπ変調させて、第2のクロック光信号列の各パルスのオン又はオフを行う。
(Operation-flip-flop)
Further, in the state where the same data pattern as that of the optical signal string Data-1 is held in the optical signal buffer memory circuit as a series of driving states as described above, the “FF cntl.” Of FIG. As described above, the clock signal light CLK-1 continuously inputted from the external optical input port P-OCLK-In of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 is synchronized, and a series of driving states have already been achieved. The period of the optical signal sequence Data-1 and the same data pattern as that of the optical signal sequence Data-1 held as the data pattern is also synchronized. -In is input and drives the optical phase modulation means R1-2 and L1-2 to propagate in the left and right first optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1. The phase of the second clock optical signal train (the first clock optical signal train subjected to phase modulation) is π-modulated to turn on or off each pulse of the second clock optical signal train.

すると、既に保持されていた一連の駆動状態の効果により、光位相変調手段R1−1ならびにL1−1においてπ付与される光位相変調と合わせたトータルでは、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の左右の第1の光干渉アーム中を伝搬している第1のクロック光信号列の被る位相変調は、光信号列Data−1(又は光信号列CLK−1−out−DMZ1)のMark(1)となっている位置のパルスに対応した第1のクロック光信号列のクロックパルスでは2πの位相変調が付与され、一つ前の周回においては位相変調が付与されなかった光信号列Data−1(又は光信号列CLK−1−out−DMZ1)のSpace(0)となっている位置のパルスに対応した第1のクロック光信号列のクロックパルスにはπの位相変調が付与されることとなる。   Then, due to the effect of a series of driving states that have already been held, the Mach-Zehnder interference type light intensity modulating means MZ is combined with the optical phase modulation given by π in the optical phase modulating means R1-1 and L1-1. The phase modulation of the first clock optical signal sequence propagating through the left and right first optical interference arms of −1 is the optical signal sequence Data-1 (or the optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1). An optical signal sequence in which phase modulation of 2π is applied to the clock pulse of the first clock optical signal sequence corresponding to the pulse at the position of Mark (1) and phase modulation is not applied in the previous round. The clock pulse of the first clock optical signal sequence corresponding to the pulse at the position (0) of Data-1 (or optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1) has a phase of π. So that the tone is given.

この結果、これらの光位相変調を受けたクロックパルス列は光信号列Data−1と反転したデータパターンとなって、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の光出力ポートP−MZ−1−barから出力され、且つ同時に、これらの光位相変調を受けたクロックパルス列は光信号列Data−1と同じデータパターンとなって、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の光出力ポートP−MZ−1−crossから出力され、いわゆるフリップフロップ操作が実現されることとなる。結果として、図3の「Buffering State」に示される様に(図3中のN=4〜5の2周期分の光信号パルス列を参照)、光信号列Data−1と反転したデータパターン(「01010101」の8ビットの光信号列)が当該光信号バッファメモリ回路に、一連の駆動状態として保持されることとなる。   As a result, the clock pulse train subjected to the optical phase modulation becomes a data pattern inverted from the optical signal train Data-1, and the optical output port P-MZ-1 of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 is obtained. The clock pulse train output from -bar and simultaneously subjected to these optical phase modulations has the same data pattern as that of the optical signal sequence Data-1, and the optical output port of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 P-MZ-1-cross is output, and so-called flip-flop operation is realized. As a result, as shown in “Buffering State” in FIG. 3 (refer to the optical signal pulse train for two cycles of N = 4 to 5 in FIG. 3), the data pattern inverted from the optical signal sequence Data-1 (“ 01010101 "8-bit optical signal string) is held in the optical signal buffer memory circuit as a series of driving states.

(動作−出力)
更に、上記の様にして、光信号列Data−1と同じデータパターンが当該光信号バッファメモリ回路の光出力ポートP−MZ−1−crossから繰り返し出力され、光入力ポートP−MZ−2−Inからマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2に入力されている状態において、図3の「Shutter cntl.」に示される様に、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力され続けているクロック信号光CLK−1と同期がとれ、且つ、既に一連の駆動状態として保持している光信号列Data−1の反転データパターン(又は、光入力ポートP−MZ−2−Inへ繰り返し入力され続けている光信号列Data−1と同じデータパターン)の光信号列との周期も同期がとれ、このデータパターンのデータ長と同一の長さを有する光信号列Gate−1が外部光入力ポートP−Gate−Inから入力され、光位相変調手段R−2ならびにL−2を駆動して、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2の左右の第2の光干渉アーム中を伝搬している光信号列(光信号列Data−1と同じデータパターンの光信号列)の位相をπ変調させる。
(Operation-Output)
Further, as described above, the same data pattern as that of the optical signal sequence Data-1 is repeatedly output from the optical output port P-MZ-1-cross of the optical signal buffer memory circuit, and the optical input port P-MZ-2- In a state where the signal is input from In to the Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-2, as shown in “Shutter cntl.” In FIG. The inverted data pattern of the optical signal sequence Data-1 (or the data signal-1 that is synchronized with the clock signal light CLK-1 continuously input from the optical input port P-OCLK-In and already held as a series of driving states (or The period of the optical signal sequence (the same data pattern as that of the optical signal sequence Data-1) that is repeatedly input to the optical input port P-MZ-2-In is also synchronized. Then, an optical signal sequence Gate-1 having the same length as the data length of this data pattern is input from the external optical input port P-Gate-In, and drives the optical phase modulation means R-2 and L-2. The phase of the optical signal sequence (the optical signal sequence having the same data pattern as that of the optical signal sequence Data-1) propagating through the left and right second optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-2 π modulated.

すると、当該光位相変調を行った周期において、光信号列Gate−1が入力された時間窓、即ち、光信号列Gate−1のデータ長の間だけ、図3のOutputに示される様に、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2の光入力ポートP−MZ−2−Inから入力された光信号列Data−1と同じデータパターンの光信号列を、光出力ポートP−Data−Outから出力させることができる。   Then, in the period when the optical phase modulation is performed, as shown in the output of FIG. 3 only during the time window in which the optical signal sequence Gate-1 is input, that is, during the data length of the optical signal sequence Gate-1. An optical signal sequence having the same data pattern as that of the optical signal sequence Data-1 input from the optical input port P-MZ-2-In of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-2 is used as the optical output port P-Data-. It can be output from Out.

(動作−リセット)
更に、上記の様にして、光信号列Data−1と同じデータパターン又は反転データパターンが当該光信号バッファメモリ回路に一連の駆動状態として保持された状態において、図3の「ERS cntl.」に示される様に、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力され続けているクロック信号光CLK−1と同期がとれ、且つ、既に一連の駆動状態として保持している光信号列Data−1と同じデータパターン又は反転データパターンとの周期も同期がとれ、このデータパターンのデータ長と同一の長さを有する光信号列ERS−1が外部光入力ポートP−ERS−Inから入力され、既に光出力ポートP−MZ−1−barから出力され、光分岐部C−1を介して、光位相変調手段R1−1、L1−1へと入力されている光信号列CLK−1−out−DMZ1と共に、光位相変調手段R1−1ならびにL1−1を駆動して、光位相変調手段R1−1、L1−1を構成するSOAにおいて、利得飽和効果に起因する同SOAの位相変調効果の制御光パルスパワーに対する飽和効果を援用することにより、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の左右の第1の光干渉アーム中を伝搬している第1のクロック光信号列の位相を全てπ変調させる。
(Operation-Reset)
Further, in the state where the same data pattern or inverted data pattern as that of the optical signal sequence Data-1 is held in the optical signal buffer memory circuit as a series of driving states as described above, “ERS cntl.” In FIG. As shown, the clock signal light CLK-1 continuously inputted from the external optical input port P-OCLK-In of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 is synchronized, and a series of driving has already been performed. The period of the same data pattern or inverted data pattern as the optical signal sequence Data-1 held as the state is also synchronized, and the optical signal sequence ERS-1 having the same length as the data length of this data pattern is external light. Input from the input port P-ERS-In, already output from the optical output port P-MZ-1-bar, and optical phase modulation via the optical branching unit C-1 Along with the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 input to the means R1-1 and L1-1, the optical phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven, and the optical phase modulation means R1-1, In the SOA constituting L1-1, by utilizing the saturation effect on the control light pulse power of the phase modulation effect of the SOA due to the gain saturation effect, left and right of the Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-1 All the phases of the first clock optical signal train propagating in the first optical interference arm are π-modulated.

これと同時に、図3の「F.F. cntl.」に示される様に、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力され続けているクロック信号光CLK−1と同期がとれ、且つ、既に一連の駆動状態として保持している光信号列Data−1と同じデータパターン又は反転データパターン(光入力ポートP−MZ−2−Inへ繰り返し入力され続けている光信号列Data−1と同じデータパターン)との周期も同期がとれ、このデータパターンのデータ長と同一の長さを有する光信号列FF−1が外部光入力ポートP−FF−Inから入力され、光位相変調手段R1−2ならびにL1−2を駆動して、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の左右の第1の光干渉アーム中を伝搬している第2のクロック光信号列の位相をπ変調させる。   At the same time, as shown in “FF cntl.” In FIG. 3, the clock continues to be input from the external optical input port P-OCLK-In of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1. The same data pattern or inverted data pattern as the optical signal string Data-1 that is synchronized with the signal light CLK-1 and is already held as a series of driving states (repeatedly input to the optical input port P-MZ-2-In The optical signal sequence FF-1 having the same length as the data length of the data pattern is also synchronized with the period of the optical signal sequence Data-1 and the same data pattern). Is input from −In, drives the optical phase modulation means R1-2 and L1-2, and propagates in the left and right first optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1. A second optical clock signal train of the phase is π causing modulation.

総じて、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の左右の第1の光干渉アーム中を伝搬している第1のクロック光信号列の位相を2π変調させ、全てのクロックパルスを光出力ポートP−MZ−1−crossから出力させることにより、はじめに述べた光出力ポートP−MZ−1−barからは何らかの光出力は得られない状態(光信号バッファメモリが何ら情報を保持していない空の状態:初期状態)へと戻すことができる。   In general, the phase of the first clock optical signal sequence propagating in the left and right first optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 is modulated by 2π, and all clock pulses are optically output. By outputting from the port P-MZ-1-cross, no optical output can be obtained from the optical output port P-MZ-1-bar described above (the optical signal buffer memory holds no information) (Empty state: initial state).

なお、ここでは、光出力ポートP−MZ−1−barに光導波路14を接続して、光信号列CLK−1−out−DMZ1を光分岐部C−1へ周回させているが、光出力ポートP−MZ−1−crossに光導波路14を接続して、光信号列CLK−1−out−DMZ1を光分岐部C−1へ周回させるようにしてもよい。その場合には、光伝搬遅延差付与部D−D−1を光導波路15R上に設け、光伝搬遅延差付与部D−D−2を光導波路22R上に設けると共に、光出力ポートP−MZ−1−barに光導波路30を接続する。   Here, although the optical waveguide 14 is connected to the optical output port P-MZ-1-bar and the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 is circulated to the optical branching section C-1, the optical output is The optical waveguide 14 may be connected to the port P-MZ-1-cross so that the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 circulates to the optical branching unit C-1. In that case, the optical propagation delay difference providing unit DD-1 is provided on the optical waveguide 15R, the optical propagation delay difference providing unit DD-2 is provided on the optical waveguide 22R, and the optical output port P-MZ. The optical waveguide 30 is connected to -1-bar.

同様に、ここでは、光出力ポートP−Data−Outから光信号列Data−1と同じデータパターンの光信号列を出力するようにしているが、光出力ポートP−MON−Outから光信号列Data−1と同じデータパターンの光信号列を出力するようにしてもよい。その場合には、光伝搬遅延差付与部D−D−3を光導波路42L上に設ける。   Similarly, here, an optical signal sequence having the same data pattern as the optical signal sequence Data-1 is output from the optical output port P-Data-Out, but the optical signal sequence is output from the optical output port P-MON-Out. An optical signal string having the same data pattern as that of Data-1 may be output. In that case, the optical propagation delay difference providing part DD-3 is provided on the optical waveguide 42L.

(光合分岐部の具体例)
図1に示す光信号バッファメモリ回路の第1の例においては、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の光位相変調手段L1−1と光位相変調手段R1−1の組、光位相変調手段L1−2と光位相変調手段R1−2の組に入力される光位相変調制御信号光(制御光パルス)の強度の比率は、制御光パルスが遅れて入力される光位相変調手段L1−1,L1−2の側の方が、制御光パルスが先に入力される光位相変調手段R1−1,R1−2の側の方に比べて、光遅延量に応じて弱くなるように調整される必要がある。このバランスが崩れるとマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1において所望の光強度変調動作を実現させることができない。
(Specific example of optical coupling part)
In the first example of the optical signal buffer memory circuit shown in FIG. 1, a set of optical phase modulation means L1-1 and optical phase modulation means R1-1 of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1, the optical phase The intensity ratio of the optical phase modulation control signal light (control light pulse) input to the set of the modulation means L1-2 and the optical phase modulation means R1-2 is the optical phase modulation means L1 input with a delay of the control light pulse. −1, L1-2 side is weaker in accordance with the amount of optical delay than the optical phase modulation means R1-1, R1-2 side to which the control light pulse is input first. Need to be adjusted. If this balance is lost, a desired light intensity modulation operation cannot be realized in the Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-1.

同様に、図2に示す光信号バッファメモリ回路の第2の例においては、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1,MZ−2の光位相変調手段L1−1と光位相変調手段R1−1の組、光位相変調手段L1−2と光位相変調手段R1−2の組、並びに、光位相変調手段L−2と光位相変調手段R−2の組に入力される光位相変調制御信号光((制御光パルス)の強度の比率は、制御光パルスが遅れて入力される光位相変調手段L1−1,L1−2,R−2の側の方が、制御光パルスが先に入力される光位相変調手段R1−1,R1−2,L−2の側の方に比べて、光遅延量に応じて弱くなるように調整される必要がある。このバランスが崩れるとマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1,MZ−2において所望の光強度変調動作を実現させることができない。   Similarly, in the second example of the optical signal buffer memory circuit shown in FIG. 2, the optical phase modulation means L1-1 and the optical phase modulation means R1 of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1, MZ-2. −1, optical phase modulation means L1-2 and optical phase modulation means R1-2, and optical phase modulation control input to the optical phase modulation means L-2 and optical phase modulation means R-2. The ratio of the intensity of the signal light ((control light pulse) is such that the control light pulse is earlier on the side of the optical phase modulation means L1-1, L1-2, R-2 to which the control light pulse is input with a delay. It is necessary to adjust the optical phase modulation means R1-1, R1-2, and L-2 to be weaker in accordance with the amount of optical delay when the balance is lost. Desired light intensity modulation operation in the Zender interference type light intensity modulation means MZ-1 and MZ-2 Can not be realized.

平面基板型の集積型光回路として光信号バッファメモリ回路を実現する場合、光回路内の光合分岐部として最も簡素な構成としては、1つの光入力ポートと2つの光出力ポートならびに1つのマルチモード干渉型導波路部から構成されるいわゆるMMI型光分波回路を適用する構成がある。
この様なMMI型光分波回路の場合には、製造上の誤差等により生じる設計分岐比からの誤差を、光回路の作成後に補正することが困難である。この様な光分岐比の設計分岐比からの誤差が、光信号バッファメモリ回路におけるマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段における光強度変調特性を設計特性から乖離させてしまうという課題がある。
When an optical signal buffer memory circuit is realized as a planar substrate type integrated optical circuit, the simplest configuration as an optical coupling / branching unit in the optical circuit is one optical input port, two optical output ports, and one multimode. There is a configuration in which a so-called MMI type optical demultiplexing circuit including an interference type waveguide unit is applied.
In the case of such an MMI type optical demultiplexing circuit, it is difficult to correct an error from the design branching ratio caused by a manufacturing error or the like after the optical circuit is created. There is a problem that such an error of the optical branching ratio from the design branching ratio causes the light intensity modulation characteristic in the Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means in the optical signal buffer memory circuit to deviate from the design characteristic.

そこで、光信号バッファメモリ回路の第1の例で用いている光分岐部C−1,C−3及び光合波部C−2、または、光信号バッファメモリ回路の第2の例で用いている光分岐部C−1,C−3,C−4及び光合波部C−2の各種の具体例を以下の構成にして、上記の課題を解決している。
なお以下の説明では、光分岐部C−1,C−3,C−4及び光合波部C−2の具体例を、光合分岐部100,110,120と表記して説明する。つまり、光合分岐部100,110,120のそれぞれは、光分岐部C−1,C−3,C−4及び光合波部C−2のいずれにも適用することができる。
Therefore, the optical branching units C-1, C-3 and the optical multiplexing unit C-2 used in the first example of the optical signal buffer memory circuit, or the second example of the optical signal buffer memory circuit are used. Various specific examples of the optical branching units C-1, C-3, C-4 and the optical multiplexing unit C-2 are configured as follows to solve the above problems.
In the following description, specific examples of the optical branching units C-1, C-3, C-4 and the optical multiplexing unit C-2 will be described as optical multiplexing / branching units 100, 110, 120. That is, each of the optical multiplexing and branching units 100, 110, and 120 can be applied to any of the optical branching units C-1, C-3, C-4, and the optical multiplexing unit C-2.

<光合分岐部の第1の具体例>
光合分岐部の第1の具体例である光合分岐部100を、図5(a)を参照して説明する。この光合分岐部100は全体としてマッハ・ツェンダ干渉計を構成する光合分岐部である。
この光合分岐部100の一方のマルチモード干渉型導波路部b1は、光入力ポートa1,a2及び光出力ポートa5,a6を有しており、光入力ポートa1,a2から入力された光を50%ずつの光パワーの割合で分波し、2つの光出力ポートa5,a6から出力させる機能を有している。
この光合分岐部100の他方のマルチモード干渉型導波路部b2は、光入力ポートa7,a8及び光出力ポートa3,a4を有しており、光入力ポートa7,a8から入力された光を50%ずつの光パワーの割合で分波し、2つの光出力ポートa3,a4から出力させる機能を有している。
<First specific example of optical coupling part>
The optical coupling / branching unit 100, which is a first specific example of the optical coupling / branching unit, will be described with reference to FIG. The optical coupling / branching unit 100 is an optical coupling / branching unit constituting the Mach-Zehnder interferometer as a whole.
One multi-mode interference waveguide section b1 of the optical coupling / branching section 100 has optical input ports a1 and a2 and optical output ports a5 and a6, and 50 light input from the optical input ports a1 and a2 is received. It has a function of demultiplexing at a rate of% optical power and outputting from two optical output ports a5 and a6.
The other multimode interference waveguide section b2 of the optical coupling / branching section 100 has optical input ports a7 and a8 and optical output ports a3 and a4, and 50 light input from the optical input ports a7 and a8 is received. It has the function of demultiplexing at a rate of% optical power and outputting from two optical output ports a3 and a4.

光出力ポートa5と光入力ポートa7は光導波路wg1により接続されており、光出力ポートa6と光入力ポートa8は光導波路wg2により接続されている。
光導波路wg1上には、この光導波路wg1を伝搬する光の位相を調整することができる光位相調整部d1が配置されている。光位相調整部d1としては、例えば、注入電流量に応じて光位相量を調整することができるタイプのものを採用することができる。
光導波路wg2上には、この光導波路wg2を伝搬する光の位相を調整することができる光位相調整部d2が配置されている。光位相調整部d2としては、例えば、注入電流量に応じて光位相量を調整することができるタイプのものを採用することができる。
The optical output port a5 and the optical input port a7 are connected by an optical waveguide wg1, and the optical output port a6 and the optical input port a8 are connected by an optical waveguide wg2.
On the optical waveguide wg1, an optical phase adjusting unit d1 capable of adjusting the phase of light propagating through the optical waveguide wg1 is disposed. As the optical phase adjustment unit d1, for example, a type capable of adjusting the optical phase amount according to the injection current amount can be adopted.
On the optical waveguide wg2, an optical phase adjusting unit d2 capable of adjusting the phase of light propagating through the optical waveguide wg2 is disposed. As the optical phase adjustment unit d2, for example, a type capable of adjusting the optical phase amount according to the injection current amount can be adopted.

光信号バッファメモリ回路の第1の例で用いている光分岐部C−1,C−3及び光合波部C−2、または、光信号バッファメモリ回路の第2の例で用いている光分岐部C−1,C−3,C−4及び光合波部C−2として、光合分岐部100を採用すれば、次のような効果を得ることができる。 Optical branching units C-1, C-3 and optical multiplexing unit C-2 used in the first example of the optical signal buffer memory circuit, or optical branching used in the second example of the optical signal buffer memory circuit If the optical coupling / branching unit 100 is employed as the units C-1, C-3, C-4 and the optical multiplexing unit C-2, the following effects can be obtained.

即ち、光位相調整部d1,d2の両方またはその何れか一方に注入する電流量を調整することにより、当該光合分岐部100の光出力ポートa3,a4へ伝搬する光の光出力パワーの分岐比を調整できる。
このため、仮に、光合分岐部100上のマルチモード干渉型導波路部b1,b2の分波比率が製造誤差等により設計と異なる特性となってしまった場合においても、光信号バッファメモリ回路の第1の例におけるマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1や、光信号バッファメモリ回路の第2の例におけるマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1,MZ−2において所望の光強度変調特性を実現させることが可能となる。
That is, the branching ratio of the optical output power of the light propagating to the optical output ports a3 and a4 of the optical coupling / branching unit 100 by adjusting the amount of current injected into both or one of the optical phase adjustment units d1 and d2. Can be adjusted.
For this reason, even if the demultiplexing ratio of the multimode interference waveguide sections b1 and b2 on the optical coupling / branching section 100 becomes different from the design due to a manufacturing error or the like, the first of the optical signal buffer memory circuit. The desired light intensity in the Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-1 in the first example and the Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-1, MZ-2 in the second example of the optical signal buffer memory circuit. Modulation characteristics can be realized.

<光合分岐部の第2の具体例>
光合分岐部の第2の具体例である光合分岐部110を、図5(b)を参照して説明する。図5(b)に示す光合分岐部110は全体としてマッハ・ツェンダ干渉計を構成する光合分岐部であり、図5(a)に示す光合分岐部100と基本構成は同じである。したがって、光合分岐部100と同じ部分については同一符号を付して重複する説明は省略し、異なる部分についてのみ説明をする。
<Second specific example of optical coupling / branching unit>
An optical coupling / branching unit 110, which is a second specific example of the optical coupling / branching unit, will be described with reference to FIG. The optical coupling / branching unit 110 shown in FIG. 5B is an optical coupling / branching unit constituting the Mach-Zehnder interferometer as a whole, and the basic configuration is the same as that of the optical coupling / branching unit 100 shown in FIG. Therefore, the same parts as those of the optical combining / branching unit 100 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and only different parts are described.

この光合分岐部110では、2つの光導波路wg1,wg2のうち、光導波路wg1上のみに光位相調整部d1を配置しており、光導波路wg2上に光位相調整部は配置していない。光位相調整部d1としては、例えば、注入電流量に応じて光位相量を調整することができるタイプのものを採用することができる。   In the optical coupling / branching unit 110, the optical phase adjustment unit d1 is disposed only on the optical waveguide wg1 of the two optical waveguides wg1 and wg2, and the optical phase adjustment unit is not disposed on the optical waveguide wg2. As the optical phase adjustment unit d1, for example, a type capable of adjusting the optical phase amount according to the injection current amount can be adopted.

光合分岐部の第2の具体例である光合分岐部110においても、光位相調整部d1に注入する電流量を調整することにより、当該光合分岐部110の光出力ポートa3,a4へ伝搬する光の光出力パワーの分岐比を調整できる。
このため、仮に、光合分岐部110上のマルチモード干渉型導波路部b1,b2の分波比率が製造誤差等により設計と異なる特性となってしまった場合においても、光信号バッファメモリ回路の第1の例におけるマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1や、光信号バッファメモリ回路の第2の例におけるマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1,MZ−2において所望の光強度変調特性を実現させることが可能となる。
Also in the optical coupling / branching unit 110, which is a second specific example of the optical coupling / branching unit, the light propagating to the optical output ports a3, a4 of the optical coupling / branching unit 110 by adjusting the amount of current injected into the optical phase adjustment unit d1. The optical output power branching ratio can be adjusted.
For this reason, even if the demultiplexing ratio of the multimode interference waveguide sections b1 and b2 on the optical coupling / branching section 110 becomes different from the design due to a manufacturing error or the like, the first of the optical signal buffer memory circuit The desired light intensity in the Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-1 in the first example and the Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-1, MZ-2 in the second example of the optical signal buffer memory circuit. Modulation characteristics can be realized.

<光合分岐部の第3の具体例>
光合分岐部の第3の具体例である光合分岐部120を、図5(c)を参照して説明する。図5(c)に示す光合分岐部120は全体としてマッハ・ツェンダ干渉計を構成する光合分岐部であり、図5(a)に示す光合分岐部100と基本構成は同じである。したがって、光合分岐部100と同じ部分については同一符号を付して重複する説明は省略し、異なる部分についてのみ説明をする。
<Third specific example of optical coupling part>
An optical coupling / branching unit 120, which is a third specific example of the optical coupling / branching unit, will be described with reference to FIG. The optical coupling / branching unit 120 shown in FIG. 5C is an optical coupling / branching unit constituting a Mach-Zehnder interferometer as a whole, and the basic configuration is the same as that of the optical coupling / branching unit 100 shown in FIG. Therefore, the same parts as those of the optical combining / branching unit 100 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and only different parts are described.

この光合分岐部120では、2つの光導波路wg1,wg2のうち、光導波路wg2上のみに光位相調整部d2を配置しており、光導波路wg1上に光位相調整部は配置していない。光位相調整部d2としては、例えば、注入電流量に応じて光位相量を調整することができるタイプのものを採用することができる。   In the optical coupling / branching unit 120, the optical phase adjustment unit d2 is arranged only on the optical waveguide wg2 of the two optical waveguides wg1 and wg2, and the optical phase adjustment unit is not arranged on the optical waveguide wg1. As the optical phase adjustment unit d2, for example, a type capable of adjusting the optical phase amount according to the injection current amount can be adopted.

光合分岐部の第3の具体例である光合分岐部120においても、光位相調整部d2に注入する電流量を調整することにより、当該光合分岐部120の光出力ポートa3,a4へ伝搬する光の光出力パワーの分岐比を調整できる。
このため、仮に、光合分岐部120上のマルチモード干渉型導波路部b1,b2の分波比率が製造誤差等により設計と異なる特性となってしまった場合においても、光信号バッファメモリ回路の第1の例におけるマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1や、光信号バッファメモリ回路の第2の例におけるマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1,MZ−2において所望の光強度変調特性を実現させることが可能となる。
Also in the optical coupling / branching unit 120, which is the third specific example of the optical coupling / branching unit, the light propagating to the optical output ports a3, a4 of the optical coupling / branching unit 120 by adjusting the amount of current injected into the optical phase adjustment unit d2. The optical output power branching ratio can be adjusted.
For this reason, even if the demultiplexing ratio of the multimode interference waveguide sections b1 and b2 on the optical coupling / branching section 120 becomes different from the design due to a manufacturing error or the like, the first of the optical signal buffer memory circuit The desired light intensity in the Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-1 in the first example and the Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-1, MZ-2 in the second example of the optical signal buffer memory circuit. Modulation characteristics can be realized.

本発明は、光通信、光プロセシングならびに光コンピューターにおける光信号バッファメモリ回路に適用可能なものである。   The present invention is applicable to optical communication, optical processing, and an optical signal buffer memory circuit in an optical computer.

MZ−1:マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段
P−OCLK−In:クロック信号光入力用外部光入力ポート
P−MZ−1−bar:P−OCLK−Inに対してbar側に位置する光出力ポート
P−MZ−1−cross:P−OCLK−Inに対してcross側に位置する光出力ポート
R1−1:光位相変調手段
P−R1−1:光位相変調手段R1−1への制御光の光入力ポート
L1−1:光位相変調手段
P−L1−1:光位相変調手段L1−1への制御光の光入力ポート
R1−2:光位相変調手段
P−R1−2:光位相変調手段R1−2への制御光の光入力ポート
L1−2:光位相変調手段
P−L1−2:光位相変調手段L1−2への制御光の光入力ポート
C−1:光分岐部(光分岐手段)
P−C1−1:光入力ポート
P−C1−2:光入力ポート
P−C1−3:光出力ポート
P−C1−4:光出力ポート
C−2:光合波部(光合波手段)
P−C2−1:光入力ポート
P−C2−2:光入力ポート
P−C2−3:光出力ポート
P−C2−4:光出力ポート
C−3:光分岐部(光分岐手段)
P−C3−1:光入力ポート
P−C3−2:光入力ポート
P−C3−3:光出力ポート
P−C3−4:光出力ポート
P−Data−In:データ用光信号列入力用外部光入力ポート
P−ERS−In:格納情報消去制御用光信号列入力用外部光入力ポート
P−FF−In:フリップフロップ制御用光信号列入力用外部光入力ポート
D−D−1:光伝搬遅延差付与部(光伝搬遅延差付与手段)
D−D−2:光伝搬遅延差付与部(光伝搬遅延差付与手段)
MZ−2:マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段
P−MZ−2−In:光入力ポート
P−Data−out:光信号列出力用光出力ポート
R−2:光位相変調手段
P−R2:光位相変調手段R−2への制御光の光入力ポート
L−2:光位相変調手段
P−L2:光位相変調手段L−2への制御光の光入力ポート
C−4:光分岐部(光分岐手段)
P−C4−1:光入力ポート
P−C4−2:光入力ポート
P−C4−3:光出力ポート
P−C4−4:光出力ポート
P−Gate−In:光信号出力ゲート開閉制御用光信号列入力用外部光入力ポート
D−D−3:光伝搬遅延差付与部(光伝搬遅延差付与手段)
P−OP−In:光入力ポート
P−OP−Out:光出力ポート
OS−1:1×N光スイッチ
ODL−1〜ODL−N:光遅延線
O−Loop:光導波路ループ
OA:光増幅器
OS−2:2×2光スイッチ
C−1,C−3,C−4 光分岐部
C−2 光合波部
100,110,120 光合分岐部
a1,a2,a7,a8 光入力ポート
a3,a4,a5,a6 光出力ポートを
b1,b2 マルチモード干渉型導波路部
d1,d2 光位相調整部
wg1,wg2 光導波路
MZ-1: Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means P-OCLK-In: external optical input port for clock signal light input P-MZ-1-bar: light positioned on the bar side with respect to P-OCLK-In Output port P-MZ-1-cross: optical output port R1-1 located on the cross side with respect to P-OCLK-In: optical phase modulation means P-R1-1: control to optical phase modulation means R1-1 Optical light input port L1-1: Optical phase modulation means P-L1-1: Control light optical input port R1-2 to optical phase modulation means L1-1: Optical phase modulation means PR1-2: Optical phase Light input port L1-2 for control light to modulation means R1-2: Light phase modulation means P-L1-2: Light input port for control light to light phase modulation means L1-2: Optical branching section ( Optical branching means)
P-C1-1: Optical input port P-C1-2: Optical input port P-C1-3: Optical output port P-C1-4: Optical output port C-2: Optical multiplexing unit (optical multiplexing means)
P-C2-1: Optical input port P-C2-2: Optical input port P-C2-3: Optical output port P-C2-4: Optical output port C-3: Optical branching unit (optical branching means)
P-C3-1: Optical input port P-C3-2: Optical input port P-C3-3: Optical output port P-C3-4: Optical output port P-Data-In: External for inputting optical signal train for data Optical input port P-ERS-In: external optical input port P-FF-In: optical signal sequence input for flip-flop control optical signal sequence input external optical input port D-D-1: optical propagation Delay difference adding unit (light propagation delay difference adding means)
DD-2: Light propagation delay difference providing unit (light propagation delay difference providing means)
MZ-2: Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means P-MZ-2-In: optical input port P-Data-out: optical output port for optical signal string output R-2: optical phase modulation means P-R2: Optical input port L-2 for control light to optical phase modulation means R-2: Optical phase modulation means P-L2: Optical input port for control light to optical phase modulation means L-2 C-4: Optical branching section ( Optical branching means)
P-C4-1: Optical input port P-C4-2: Optical input port P-C4-3: Optical output port P-C4-4: Optical output port P-Gate-In: Optical signal output gate open / close control light External optical input port DD-3 for signal train input: optical propagation delay difference providing unit (optical propagation delay difference providing means)
P-OP-In: optical input port P-OP-Out: optical output port OS-1: 1 × N optical switch ODL-1 to ODL-N: optical delay line O-Loop: optical waveguide loop OA: optical amplifier OS -2: 2 × 2 optical switch C-1, C-3, C-4 Optical branching unit C-2 Optical multiplexing unit 100, 110, 120 Optical multiplexing / branching unit a1, a2, a7, a8 Optical input ports a3, a4 a5, a6 Optical output port b1, b2 Multimode interference waveguide part d1, d2 Optical phase adjustment part wg1, wg2 Optical waveguide

Claims (5)

クロック信号光源から出力されたクロック信号光CLK−1を入力するための外部光入力ポートP−OCLK−Inと、前記外部光入力ポートP−OCLK−Inに対してbar側に位置する光出力ポートP−MZ−1−barならびにcross側に位置する光出力ポートP−MZ−1−crossとを有する2つの光干渉アームと、一方の前記光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段L1−1と、他方の前記光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段R1−1とを有し、マッハ・ツェンダ型の干渉器として機能するマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1と、
格納する情報を有する光信号列Data−1を入力するための外部光入力ポートP−Data−Inと直接又は間接に接続され、前記光信号列Data−1を導く光導波路18と、
前記光導波路18と接続されて前記外部光入力ポートP−Data−Inからの光信号列Data−1が入力される光入力ポートP−C1−1、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からの光信号列が入力されるP−C1−2ならびに光出力ポートP−C1−3、P−C1−4とを有し、前記光入力ポートP−C1−2、P−C1−1から入力した光信号列を前記光出力ポートP−C1−3、P−C1−4へと分岐出力させるための光分岐部C−1と、
前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からの光信号列を前記光入力ポートP−C1−2へと導く光導波路14と、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−1に入力するための光入力ポートP−R1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−4からの光信号列を導く光導波路15Rと、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−1に入力するための光入力ポートP−L1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−3からの光信号列を導く光導波路15Lと、
前記光導波路15L又は前記光導波路15R上に設けられ、前記光出力ポートP−C1−3ならびにP−C1−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L1−1ならびにP−R1−1へと到達するタイミングを、前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−1と、
を備え、
前記クロック信号光CLK−1として、RZ(Return to Zero)型の信号光を前記外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力しておき、
前記クロック信号光CLK−1のクロックに同期した前記光信号列Data−1が前記外部光入力ポートP−Data−Inから入力されると、最初は、入力された前記光信号列Data−1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンと同一のデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させ、
以降の周回は、前記光出力ポートP−MZ−1−barから出力された前の周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される当該周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンと同一のデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させて、当該データパターンを当該回路内に維持する構成であって、
前記光分岐部C−1は、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第1のマルチモード干渉型導波路部と、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第2のマルチモード干渉型導波路部と、
第1のマルチモード干渉型導波路部の2つの出力ポートと、第2のマルチモード干渉型導波路部の2つの光入力ポートとをそれぞれ接続する2つの光導波路と、
前記2つの光導波路のうち、少なくとも一方の光導波路に配置されて当該導波路を伝搬する光の位相を調整する光位相調整部と、
で構成されていることを特徴とする光信号バッファメモリ回路。
An external optical input port P-OCLK-In for inputting the clock signal light CLK-1 output from the clock signal light source, and an optical output port located on the bar side with respect to the external optical input port P-OCLK-In Two optical interference arms having P-MZ-1-bar and an optical output port P-MZ-1-cross located on the cross side, and the optical interference arm located on the optical waveguide of one of the optical interference arms Optical phase modulation means L1-1 for modulating the phase of the optical signal train propagating through the inside, and the phase of the optical signal train propagating through the optical interference arm located on the optical waveguide of the other optical interference arm Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-1 which has an optical phase modulation means R1-1 for applying modulation to the light and functions as a Mach-Zehnder type interferometer,
An optical waveguide 18 directly or indirectly connected to an external optical input port P-Data-In for inputting an optical signal sequence Data-1 having information to be stored, and guiding the optical signal sequence Data-1.
An optical input port P-C1-1 connected to the optical waveguide 18 to which an optical signal string Data-1 from the external optical input port P-Data-In is input, and the optical output port P-MZ-1-bar Or P-C1-2 to which an optical signal train from any one of the optical output ports P-MZ-1-cross is input, and optical output ports P-C1-3, P-C1-4, Optical branching unit C-1 for branching and outputting the optical signal train input from the optical input ports P-C1-2 and P-C1-1 to the optical output ports P-C1-3 and P-C1-4 When,
An optical waveguide 14 that guides an optical signal train from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross to the optical input port P-C1-2;
The light from the optical output port P-C1-4 connected to the optical input port P-R1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means R1-1. An optical waveguide 15R for guiding the signal train;
Light from the optical output port P-C1-3 connected to the optical input port P-L1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-1. An optical waveguide 15L for guiding the signal train;
The optical signal trains provided on the optical waveguide 15L or the optical waveguide 15R and simultaneously output from the optical output ports P-C1-3 and P-C1-4 are the optical input ports P-L1-1 and P-. An optical waveguide section DD-1 that generates an optical delay for adjusting the timing of reaching R1-1 to be greater than or equal to the pulse width of the clock signal light CLK-1 and less than the pulse repetition period;
With
As the clock signal light CLK-1, RZ (Return to Zero) type signal light is inputted from the external light input port P-OCLK-In,
When the optical signal string Data-1 synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1 is input from the external optical input port P-Data-In, first, the input optical signal string Data-1 is changed. The phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two optical interference arms, and the clock signal light An optical signal train CLK output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross by turning on or off each pulse of CLK-1. -1-out-DMZ1 is circulated to the optical branching unit C-1 as the same data pattern as the data pattern of the optical signal sequence Data-1.
Subsequent rounds use the previous round optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 output from the optical output port P-MZ-1-bar, and the phase modulation means R1-1, L1-1. To cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating in the two optical interference arms, and to turn on or off each pulse of the clock signal light CLK-1. The optical signal train CLK-1-out-DMZ1 of the circumference output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross is As a data pattern identical to the data pattern of the signal sequence Data-1, the optical branching unit C-1 circulates and maintains the data pattern in the circuit,
The optical branching section C-1
A first multimode interference waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
A second multimode interferometric waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
Two optical waveguides respectively connecting two output ports of the first multimode interference waveguide section and two optical input ports of the second multimode interference waveguide section;
An optical phase adjusting unit that adjusts the phase of light that is disposed in at least one of the two optical waveguides and propagates through the waveguide;
An optical signal buffer memory circuit comprising:
請求項1に記載の光信号バッファメモリ回路において、
更に、
前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の一方の前記光干渉アームの光導波路上であって、前記光位相変調手段L1−1の後段側に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段L1−2と、
前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の他方の前記光干渉アームの光導波路上であって、前記光位相変調手段R1−1の後段側に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段R1−2と、
当該回路内に維持している前記データパターンのフリップフロップ制御用となる光信号列FF−1を入力するための外部光入力ポートP−FF−Inと、
光入力ポートP−C3−2ならびに光出力ポートP−C3−3、P−C3−4とを有し、前記外部光入力ポートP−FF−Inから入力される前記光信号列FF−1を前記光入力ポートP−C3−2から入力し、前記光出力ポートP−C3−3、P−C3−4へと分岐出力させるための光分岐部C−3と、
前記外部光入力ポートP−FF−Inからの前記光信号列FF−1を前記光入力ポートP−C3−2へと導く光導波路21と、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−2に入力するための光入力ポートP−R1−2に接続されて前記光出力ポートP−C3−4からの光信号列を導く光導波路22Rと、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−2に入力するための光入力ポートP−L1−2に接続されて前記光出力ポートP−C3−3からの光信号列を導く光導波路22Lと、
前記光導波路22L又は前記光導波路22R上に設けられ、前記光出力ポートP−C3−3ならびにP−C3−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L1−2ならびにP−R1−2へと到達するタイミングを、前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−2と、
を備え、
前記光信号列FF−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、前記データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記データパターンを当該回路内に維持した後、前記外部光入力ポートP−FF−Inから前記光信号列FF−1が入力されると、入力した前記光信号列FF−1を用いて、前記位相変調手段R1−2、L1−2を駆動させて、前記位相変調手段R1−1、L1−1から出力された光信号列に位相差を生じさせて、当該光信号列の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンが反転したデータパターンとするフリップフロップを行って、前記光分岐部C−1へ周回させて、
以降の周回は、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力された前の周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される当該周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンが反転したデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させて、当該データパターンを当該回路内に維持する構成であって、
前記光分岐部C−1及び光分岐部C−3は、それぞれ、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第1のマルチモード干渉型導波路部と、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第2のマルチモード干渉型導波路部と、
第1のマルチモード干渉型導波路部の2つの出力ポートと、第2のマルチモード干渉型導波路部の2つの光入力ポートとをそれぞれ接続する2つの光導波路と、
前記2つの光導波路のうち、少なくとも一方の光導波路に配置されて当該導波路を伝搬する光の位相を調整する光位相調整部と、
で構成されていることを特徴とする光信号バッファメモリ回路。
The optical signal buffer memory circuit according to claim 1.
Furthermore,
It is located on the optical waveguide of one of the optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1, and is located behind the optical phase modulation means L1-1 and propagates through the optical interference arm. Optical phase modulation means L1-2 for modulating the phase of the optical signal train;
It is located on the optical waveguide of the other optical interference arm of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1, and is located behind the optical phase modulation means R1-1 and propagates through the optical interference arm. Optical phase modulation means R1-2 for modulating the phase of the optical signal train;
An external optical input port P-FF-In for inputting an optical signal sequence FF-1 for flip-flop control of the data pattern maintained in the circuit;
An optical input port P-C3-2 and optical output ports P-C3-3, P-C3-4, and the optical signal train FF-1 input from the external optical input port P-FF-In An optical branching unit C-3 for inputting from the optical input port P-C3-2 and branching out to the optical output ports P-C3-3 and P-C3-4;
An optical waveguide 21 for guiding the optical signal string FF-1 from the external optical input port P-FF-In to the optical input port P-C3-2;
The light from the light output port P-C3-4 connected to the light input port P-R1-2 for inputting the light signal sequence for inducing the light phase modulation action to the light phase modulation means R1-2. An optical waveguide 22R for guiding the signal train;
Light from the optical output port P-C3-3 is connected to the optical input port P-L1-2 for inputting an optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-2. An optical waveguide 22L for guiding the signal train;
Optical signal trains provided on the optical waveguide 22L or the optical waveguide 22R and simultaneously output from the optical output ports P-C3-3 and P-C3-4 are the optical input ports P-L1-2 and P-. An optical waveguide section DD-2 that generates an optical delay for adjusting the timing to reach R1-2 to be greater than the pulse width of the clock signal light CLK-1 and less than the pulse repetition period;
With
The optical signal string FF-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
After the data pattern is maintained in the circuit, when the optical signal sequence FF-1 is input from the external optical input port P-FF-In, the input optical signal sequence FF-1 is used to The phase modulation means R1-2 and L1-2 are driven to cause a phase difference in the optical signal sequence output from the phase modulation means R1-1 and L1-1, and each pulse of the optical signal sequence is turned on. Alternatively, the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross A flip-flop having a data pattern obtained by inverting the data pattern of the optical signal sequence Data-1 is performed to circulate to the optical branching unit C-1.
Subsequent rounds are the previous rounds of the optical signal train CLK-1-out- output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross. Using the DMZ1, the phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two optical interference arms, and the clock By turning each pulse of the signal light CLK-1 on or off, the rotation output from either the light output port P-MZ-1-bar or the light output port P-MZ-1-cross The optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 is circulated to the optical branching unit C-1 as a data pattern obtained by inverting the data pattern of the optical signal sequence Data-1, and the data pattern The over emissions be configured to maintain in the circuit,
The optical branching unit C-1 and the optical branching unit C-3 are respectively
A first multimode interference waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
A second multimode interferometric waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
Two optical waveguides respectively connecting two output ports of the first multimode interference waveguide section and two optical input ports of the second multimode interference waveguide section;
An optical phase adjusting unit that adjusts the phase of light that is disposed in at least one of the two optical waveguides and propagates through the waveguide;
An optical signal buffer memory circuit comprising:
請求項2に記載の光信号バッファメモリ回路において、
更に、
当該回路内に維持している前記データパターンを消去する消去制御用となる光信号列ERS−1を入力するための外部光入力ポートP−ERS−Inと、
光入力ポートP−C2−1、P−C2−2ならびに前記光導波路18に接続された光出力ポートP−C2−4を有し、前記光入力ポートP−C2−1ならびにP−C2−2から入力される光信号列を同一の前記光出力ポートP−C2−4へ結合させるための光合波部C−2と、
前記外部光入力ポートP−Data−Inからの光信号列を前記光入力ポートP−C2−1へと導く光導波路16と、
前記外部光入力ポートP−ERS−Inからの光信号列を前記光入力ポートP−C2−2へと導く光導波路17と、
を備え、
前記光信号列ERS−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、前記データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記光信号列Data−1のデータパターンと同じデータパターン又は反転したデータパターンを当該回路内に維持した後、前記外部光入力ポートP−ERS−Inから前記光信号列ERS−1が入力されると、入力された前記光信号列ERS−1と前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される前記光信号列CLK−1−out−DMZ1とを用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1の位相を全てπ変調させ、
且つ、前記光信号列ERS−1の入力と同時に、前記外部光入力ポートP−FF−Inから前記光信号列FF−1が入力されると、入力した前記光信号列FF−1を用いて、前記位相変調手段R1−2、L1−2を駆動させて、前記位相変調手段R1−1、L1−1から出力された光信号列の位相を更にπ変調させて、当該光信号列を前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方から出力することにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からは光出力がない初期状態へ戻す構成であって、
前記光合波部C−2は、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第1のマルチモード干渉型導波路部と、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第2のマルチモード干渉型導波路部と、
第1のマルチモード干渉型導波路部の2つの出力ポートと、第2のマルチモード干渉型導波路部の2つの光入力ポートとをそれぞれ接続する2つの光導波路と、
前記2つの光導波路のうち、少なくとも一方の光導波路に配置されて当該導波路を伝搬する光の位相を調整する光位相調整部と、
で構成されていることを特徴とする光信号バッファメモリ回路。
The optical signal buffer memory circuit according to claim 2.
Furthermore,
An external optical input port P-ERS-In for inputting an optical signal string ERS-1 for erasing control for erasing the data pattern maintained in the circuit;
The optical input ports P-C2-1 and P-C2-2 and the optical output port P-C2-4 connected to the optical waveguide 18 are included, and the optical input ports P-C2-1 and P-C2-2 are included. An optical multiplexing unit C-2 for coupling the optical signal sequence input from the same optical output port P-C2-4 to the same,
An optical waveguide 16 for guiding an optical signal string from the external optical input port P-Data-In to the optical input port P-C2-1;
An optical waveguide 17 for guiding an optical signal string from the external optical input port P-ERS-In to the optical input port P-C2-2;
With
The optical signal string ERS-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
After the same data pattern as the data pattern of the optical signal sequence Data-1 or an inverted data pattern is maintained in the circuit, the optical signal sequence ERS-1 is input from the external optical input port P-ERS-In. The optical signal train ERS-1 and the optical signal train CLK- output from one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross. 1-out-DMZ1 is used to drive the phase modulation means R1-1 and L1-1 so that all the phases of the clock signal light CLK-1 propagating in the two optical interference arms are π. Modulate,
When the optical signal sequence FF-1 is input from the external optical input port P-FF-In simultaneously with the input of the optical signal sequence ERS-1, the input optical signal sequence FF-1 is used. The phase modulation means R1-2 and L1-2 are driven to further π-modulate the phase of the optical signal sequence output from the phase modulation means R1-1 and L1-1, and the optical signal sequence is By outputting from either one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross, the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P- It is the structure which returns to the initial state where there is no light output from either one of MZ-1-cross,
The optical multiplexing unit C-2
A first multimode interference waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
A second multimode interferometric waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
Two optical waveguides respectively connecting two output ports of the first multimode interference waveguide section and two optical input ports of the second multimode interference waveguide section;
An optical phase adjusting unit that adjusts the phase of light that is disposed in at least one of the two optical waveguides and propagates through the waveguide;
An optical signal buffer memory circuit comprising:
クロック信号光源から出力されたクロック信号光CLK−1を入力するための外部光入力ポートP−OCLK−Inと、前記外部光入力ポートP−OCLK−Inに対してbar側に位置する光出力ポートP−MZ−1−barならびにcross側に位置する光出力ポートP−MZ−1−crossとを有する2つの第1の光干渉アームと、一方の前記第1の光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段L1−1と、他方の前記第1の光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段R1−1とを有し、マッハ・ツェンダ型の干渉器として機能するマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1と、
格納する情報を有する光信号列Data−1を入力するための外部光入力ポートP−Data−Inと直接又は間接に接続され、前記光信号列Data−1を導く光導波路18と、
前記光導波路18と接続されて前記外部光入力ポートP−Data−Inからの光信号列Data−1が入力される光入力ポートP−C1−1、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からの光信号列が入力されるP−C1−2ならびに光出力ポートP−C1−3、P−C1−4とを有し、前記光入力ポートP−C1−2、P−C1−1から入力した光信号列を前記光出力ポートP−C1−3、P−C1−4へと分岐出力させるための光分岐部C−1と、
前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からの光信号列を前記光入力ポートP−C1−2へと導く光導波路14と、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−1に入力するための光入力ポートP−R1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−4からの光信号列を導く光導波路15Rと、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−1に入力するための光入力ポートP−L1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−3からの光信号列を導く光導波路15Lと、
前記光導波路15L又は前記光導波路15R上に設けられ、前記光出力ポートP−C1−3ならびにP−C1−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L1−1ならびにP−R1−1へと到達するタイミングを、前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−1と、
を備え、
前記クロック信号光CLK−1として、RZ(Return to Zero)型の信号光を前記外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力しておき、
前記クロック信号光CLK−1のクロックに同期した前記光信号列Data−1が前記外部光入力ポートP−Data−Inから入力されると、最初は、入力された前記光信号列Data−1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記第1の光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンと同一のデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させ、
以降の周回は、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力された前の周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記第1の光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される当該周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンと同一のデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させて、当該データパターンを当該回路内に維持する
光信号バッファメモリ回路において、
更に、
前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の一方の前記第1の光干渉アームの光導波路上であって、前記光位相変調手段L1−1の後段側に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段L1−2と、
前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の他方の前記第1の光干渉アームの光導波路上であって、前記光位相変調手段R1−1の後段側に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段R1−2と、
当該回路内に維持している前記データパターンのフリップフロップ制御用となる光信号列FF−1を入力するための外部光入力ポートP−FF−Inと、
光入力ポートP−C3−2ならびに光出力ポートP−C3−3、P−C3−4とを有し、前記外部光入力ポートP−FF−Inから入力される前記光信号列FF−1を前記光入力ポートP−C3−2から入力し、前記光出力ポートP−C3−3、P−C3−4へと分岐出力させるための光分岐部C−3と、
前記外部光入力ポートP−FF−Inからの前記光信号列FF−1を前記光入力ポートP−C3−2へと導く光導波路21と、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−2に入力するための光入力ポートP−R1−2に接続されて前記光出力ポートP−C3−4からの光信号列を導く光導波路22Rと、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−2に入力するための光入力ポートP−L1−2に接続されて前記光出力ポートP−C3−3からの光信号列を導く光導波路22Lと、
前記光導波路22L又は前記光導波路22R上に設けられ、前記光出力ポートP−C3−3ならびにP−C3−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L1−2ならびにP−R1−2へと到達するタイミングを、前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−2と、
前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方から出力される光信号列を入力するための光入力ポートP−MZ−2−Inと、前記光入力ポートP−MZ−2−Inに対してbar側に位置する光出力ポートP−Data−Outならびにcross側に位置する光出力ポートP−MON−Outとを有する2つの第2の光干渉アームと、一方の前記第2の光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段L−2と、他方の前記第2の光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段R−2とを有し、マッハ・ツェンダ型の干渉器として機能するマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2と、
前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方からの光信号列を前記光入力ポートP−MZ−2−Inへと導く光導波路30と、
当該回路内に維持している前記データパターンの光信号列の出力を行うための光信号出力開閉制御用となる光信号列Gate−1を入力するための外部光入力ポートP−Gate−Inと、
光入力ポートP−C4−2ならびに光出力ポートP−C4−3、P−C4−4とを有し、前記外部光入力ポートP−Gate−Inから入力される前記光信号列Gate−1を前記光入力ポートP−C4−2から入力し、前記光出力ポートP−C4−3、P−C4−4へと分岐出力させるための光分岐部C−4と、
前記外部光入出力ポートP−Gate−Inからの前記光信号列Gate−1を前記光入力ポートP−C4−2へと導く光導波路41と、
光位相変調作用を誘起させるための信号光列を前記光位相変調手段L−2に入力するための光入力ポートP−L2に接続されて前記光出力ポートP−C4−3からの光信号列を導く光導波路42Lと、
光位相変調作用を誘起させるための信号光列を前記光位相変調手段R−2に入力するための光入力ポートP−R2に接続されて前記光出力ポートP−C4−4からの光信号列を導く光導波路42Rと、
前記光導波路42L又は前記光導波路42R上に設けられ、前記光出力ポートP−C4−3ならびにP−C4−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L2ならびにP−R2へと到達するタイミングを、前記前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−3と、
を備え、
前記光信号列FF−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、前記データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記データパターンを当該回路内に維持した後、前記外部光入力ポートP−FF−Inから前記光信号列FF−1が入力されると、入力した前記光信号列FF−1を用いて、前記位相変調手段R1−2、L1−2を駆動させて、前記位相変調手段R1−1、L1−1から出力された光信号列に位相差を生じさせて、当該光信号列の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンが反転したデータパターンとするフリップフロップを行って、前記光分岐部C−1へ周回させて、
以降の周回は、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力された前の周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記第1の光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンが反転したデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させて、当該データパターンを当該回路内に維持すると共に、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方から出力される光信号列を、前記光信号列Data−1と同一のデータパターンとして、繰り返し出力される状態に遷移させた後、
前記光信号列Gate−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、当該データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記外部光入力ポートP−Gate−Inから前記光信号列Gate−1が入力されると、入力した前記光信号列Gate−1を用いて、前記光位相変調手段R−2、L−2を駆動させて、前記光入力ポートP−MZ−2−Inから入力されて前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2の2つの前記第2の光干渉アーム中を伝搬している光信号列に位相差を生じさせることにより、前記光信号列Gate−1のデータ長の間だけ、前記光入力ポートP−MZ−2−Inから入力された光信号列を前記光出力ポートP−Data−Outから出力する構成であって、
前記光分岐部C−1,前記光分岐部C−3及び前記光分岐部C−4は、それぞれ、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第1のマルチモード干渉型導波路部と、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第2のマルチモード干渉型導波路部と、
第1のマルチモード干渉型導波路部の2つの出力ポートと、第2のマルチモード干渉型導波路部の2つの光入力ポートとをそれぞれ接続する2つの光導波路と、
前記2つの光導波路のうち、少なくとも一方の光導波路に配置されて当該導波路を伝搬する光の位相を調整する光位相調整部と、
で構成されていることを特徴とする光信号バッファメモリ回路。
An external optical input port P-OCLK-In for inputting the clock signal light CLK-1 output from the clock signal light source, and an optical output port located on the bar side with respect to the external optical input port P-OCLK-In Two first optical interference arms having P-MZ-1-bar and an optical output port P-MZ-1-cross located on the cross side, on the optical waveguide of one of the first optical interference arms An optical phase modulation means L1-1 for modulating the phase of the optical signal train positioned and propagating in the optical interference arm, and the optical interference arm positioned on the optical waveguide of the other first optical interference arm Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 having optical phase modulation means R1-1 for modulating the phase of the optical signal train propagating therethrough and functioning as a Mach-Zehnder type interferometer ,
An optical waveguide 18 directly or indirectly connected to an external optical input port P-Data-In for inputting an optical signal sequence Data-1 having information to be stored, and guiding the optical signal sequence Data-1.
An optical input port P-C1-1 connected to the optical waveguide 18 to which an optical signal string Data-1 from the external optical input port P-Data-In is input, and the optical output port P-MZ-1-bar Or P-C1-2 to which an optical signal train from any one of the optical output ports P-MZ-1-cross is input, and optical output ports P-C1-3, P-C1-4, Optical branching unit C-1 for branching and outputting the optical signal train input from the optical input ports P-C1-2 and P-C1-1 to the optical output ports P-C1-3 and P-C1-4 When,
An optical waveguide 14 that guides an optical signal train from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross to the optical input port P-C1-2;
The light from the optical output port P-C1-4 connected to the optical input port P-R1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means R1-1. An optical waveguide 15R for guiding the signal train;
Light from the optical output port P-C1-3 connected to the optical input port P-L1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-1. An optical waveguide 15L for guiding the signal train;
The optical signal trains provided on the optical waveguide 15L or the optical waveguide 15R and simultaneously output from the optical output ports P-C1-3 and P-C1-4 are the optical input ports P-L1-1 and P-. An optical waveguide section DD-1 that generates an optical delay for adjusting the timing of reaching R1-1 to be greater than or equal to the pulse width of the clock signal light CLK-1 and less than the pulse repetition period;
With
As the clock signal light CLK-1, RZ (Return to Zero) type signal light is inputted from the external light input port P-OCLK-In,
When the optical signal string Data-1 synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1 is input from the external optical input port P-Data-In, first, the input optical signal string Data-1 is changed. The phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two first optical interference arms, and Light output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross by turning on or off each pulse of the clock signal light CLK-1 The signal train CLK-1-out-DMZ1 is circulated to the optical branching unit C-1 as the same data pattern as the data pattern of the optical signal train Data-1,
Subsequent rounds are the previous rounds of the optical signal train CLK-1-out- output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross. Using DMZ1, the phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two first optical interference arms. By turning on or off each pulse of the clock signal light CLK-1, the light is output from either the light output port P-MZ-1-bar or the light output port P-MZ-1-cross. The optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 of the circulation is circulated to the optical branching unit C-1 as the same data pattern as the data pattern of the optical signal sequence Data-1, and the data In the optical signal the buffer memory circuit to maintain a pattern in said circuit,
Furthermore,
On the optical waveguide of one of the first optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1, located on the rear stage side of the optical phase modulation means L1-1 and in the optical interference arm. Optical phase modulation means L1-2 for modulating the phase of the optical signal train propagating through
On the optical waveguide of the other first optical interference arm of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1, and located on the rear stage side of the optical phase modulation means R1-1, Optical phase modulation means R1-2 for modulating the phase of the optical signal train propagating through
An external optical input port P-FF-In for inputting an optical signal sequence FF-1 for flip-flop control of the data pattern maintained in the circuit;
An optical input port P-C3-2 and optical output ports P-C3-3, P-C3-4, and the optical signal train FF-1 input from the external optical input port P-FF-In An optical branching unit C-3 for inputting from the optical input port P-C3-2 and branching out to the optical output ports P-C3-3 and P-C3-4;
An optical waveguide 21 for guiding the optical signal string FF-1 from the external optical input port P-FF-In to the optical input port P-C3-2;
The light from the light output port P-C3-4 connected to the light input port P-R1-2 for inputting the light signal sequence for inducing the light phase modulation action to the light phase modulation means R1-2. An optical waveguide 22R for guiding the signal train;
Light from the optical output port P-C3-3 is connected to the optical input port P-L1-2 for inputting an optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-2. An optical waveguide 22L for guiding the signal train;
Optical signal trains provided on the optical waveguide 22L or the optical waveguide 22R and simultaneously output from the optical output ports P-C3-3 and P-C3-4 are the optical input ports P-L1-2 and P-. An optical waveguide section DD-2 that generates an optical delay for adjusting the timing to reach R1-2 to be greater than the pulse width of the clock signal light CLK-1 and less than the pulse repetition period;
An optical input port P-MZ-2-In for inputting an optical signal string output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross; , Two optical output ports P-Data-Out located on the bar side with respect to the optical input port P-MZ-2-In and two optical output ports P-MON-Out located on the cross side An optical interference arm, an optical phase modulation means L-2 for modulating the phase of an optical signal train that is located on the optical waveguide of one of the second optical interference arms and propagates through the optical interference arm, and the other And an optical phase modulation means R-2 for modulating the phase of the optical signal train which is located on the optical waveguide of the second optical interference arm and propagates through the optical interference arm, and is a Mach-Zehnder type Functions as an interferometer And Tsu Ha-Zehnder interference type light intensity modulating means MZ-2,
An optical waveguide 30 that guides an optical signal train from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross to the optical input port P-MZ-2-In When,
An external optical input port P-Gate-In for inputting an optical signal string Gate-1 for optical signal output opening / closing control for outputting an optical signal string of the data pattern maintained in the circuit; ,
An optical input port P-C4-2 and optical output ports P-C4-3 and P-C4-4, and the optical signal string Gate-1 input from the external optical input port P-Gate-In An optical branching unit C-4 for inputting from the optical input port P-C4-2 and branching out to the optical output ports P-C4-3 and P-C4-4;
An optical waveguide 41 for guiding the optical signal string Gate-1 from the external optical input / output port P-Gate-In to the optical input port P-C4-2;
An optical signal train from the optical output port P-C4-3 connected to an optical input port P-L2 for inputting a signal optical train for inducing an optical phase modulation action to the optical phase modulation means L-2. An optical waveguide 42L for guiding
An optical signal train from the optical output port P-C4-4 connected to an optical input port PR2-R2 for inputting a signal optical train for inducing an optical phase modulation action to the optical phase modulation means R-2. An optical waveguide 42R for guiding
An optical signal train provided on the optical waveguide 42L or the optical waveguide 42R and simultaneously output from the optical output ports P-C4-3 and P-C4-4 is sent to the optical input ports P-L2 and P-R2. And an optical waveguide section DD-3 that generates an optical delay for adjusting the arrival timing to be equal to or greater than the pulse width of the clock signal light CLK-1 and less than the pulse repetition period;
With
The optical signal string FF-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
After the data pattern is maintained in the circuit, when the optical signal sequence FF-1 is input from the external optical input port P-FF-In, the input optical signal sequence FF-1 is used to The phase modulation means R1-2 and L1-2 are driven to cause a phase difference in the optical signal sequence output from the phase modulation means R1-1 and L1-1, and each pulse of the optical signal sequence is turned on. Alternatively, by turning off the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross, A flip-flop that performs a data pattern obtained by inverting the data pattern of the optical signal sequence Data-1 is circulated to the optical branching unit C-1,
Subsequent rounds are the previous rounds of the optical signal train CLK-1-out- output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross. Using DMZ1, the phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two first optical interference arms. By turning on or off each pulse of the clock signal light CLK-1, the light is output from either the light output port P-MZ-1-bar or the light output port P-MZ-1-cross. The optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 is circulated to the optical branching unit C-1 as a data pattern obtained by inverting the data pattern of the optical signal sequence Data-1, and the data pattern is An optical signal sequence output from either one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross is maintained in the circuit, and the optical signal sequence Data− As the same data pattern as 1, after transitioning to the repeatedly output state,
The optical signal string Gate-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
When the optical signal sequence Gate-1 is input from the external optical input port P-Gate-In, the optical phase modulation means R-2 and L-2 are connected using the input optical signal sequence Gate-1. An optical signal that is driven and propagated through the two second optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-2, which is input from the optical input port P-MZ-2-In By generating a phase difference in the column, the optical signal sequence input from the optical input port P-MZ-2-In is converted into the optical output port P-Data only during the data length of the optical signal sequence Gate-1. -Output from Out,
The optical branching unit C-1, the optical branching unit C-3, and the optical branching unit C-4 are respectively
A first multimode interference waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
A second multimode interferometric waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
Two optical waveguides respectively connecting two output ports of the first multimode interference waveguide section and two optical input ports of the second multimode interference waveguide section;
An optical phase adjusting unit that adjusts the phase of light that is disposed in at least one of the two optical waveguides and propagates through the waveguide;
An optical signal buffer memory circuit comprising:
請求項4に記載の光信号バッファメモリ回路において、
更に、
当該回路内に維持している前記データパターンを消去する消去制御用となる光信号列ERS−1を入力するための外部光入力ポートP−ERS−Inと、
光入力ポートP−C2−1、P−C2−2ならびに前記光導波路18に接続された光出力ポートP−C2−4を有し、前記光入力ポートP−C2−1ならびにP−C2−2から入力される光信号列を同一の前記光出力ポートP−C2−4へ結合させるための光合波部C−2と、
前記外部光入力ポートP−Data−Inからの光信号列を前記光入力ポートP−C2−1へと導く光導波路16と、
前記外部光入力ポートP−ERS−Inからの光信号列を前記光入力ポートP−C2−2へと導く光導波路17と、
を備え、
前記光信号列ERS−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、前記データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記光信号列Data−1のデータパターンと同じデータパターン又は反転したデータパターンを当該回路内に維持した後、前記外部光入力ポートP−ERS−Inから前記光信号列ERS−1が入力されると、入力された前記光信号列ERS−1と前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される前記光信号列CLK−1−out−DMZ1とを用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記第1の光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1の位相を全てπ変調させ、
且つ、前記光信号列ERS−1の入力と同時に、前記外部光入力ポートP−FF−Inから前記光信号列FF−1が入力されると、入力した前記光信号列FF−1を用いて、前記位相変調手段R1−2、L1−2を駆動させて、前記位相変調手段R1−1、L1−1から出力された光信号列の位相を更にπ変調させて、当該光信号列を前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方から出力することにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からは光出力がない初期状態へ戻す構成であって、
前記前記光合波部C−2は、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第1のマルチモード干渉型導波路部と、
2つの光入力ポートと2つの光出力ポートを有する第2のマルチモード干渉型導波路部と、
第1のマルチモード干渉型導波路部の2つの出力ポートと、第2のマルチモード干渉型導波路部の2つの光入力ポートとをそれぞれ接続する2つの光導波路と、
前記2つの光導波路のうち、少なくとも一方の光導波路に配置されて当該導波路を伝搬する光の位相を調整する光位相調整部と、
で構成されていることを特徴とする光信号バッファメモリ回路。
The optical signal buffer memory circuit according to claim 4.
Furthermore,
An external optical input port P-ERS-In for inputting an optical signal string ERS-1 for erasing control for erasing the data pattern maintained in the circuit;
The optical input ports P-C2-1 and P-C2-2 and the optical output port P-C2-4 connected to the optical waveguide 18 are included, and the optical input ports P-C2-1 and P-C2-2 are included. An optical multiplexing unit C-2 for coupling the optical signal sequence input from the same optical output port P-C2-4 to the same,
An optical waveguide 16 for guiding an optical signal string from the external optical input port P-Data-In to the optical input port P-C2-1;
An optical waveguide 17 for guiding an optical signal string from the external optical input port P-ERS-In to the optical input port P-C2-2;
With
The optical signal string ERS-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
After the same data pattern as the data pattern of the optical signal sequence Data-1 or an inverted data pattern is maintained in the circuit, the optical signal sequence ERS-1 is input from the external optical input port P-ERS-In. The optical signal train ERS-1 and the optical signal train CLK- output from one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross. The phase of the clock signal light CLK-1 propagating in the two first optical interference arms by driving the phase modulation means R1-1 and L1-1 using 1-out-DMZ1 Π-modulate all
When the optical signal sequence FF-1 is input from the external optical input port P-FF-In simultaneously with the input of the optical signal sequence ERS-1, the input optical signal sequence FF-1 is used. The phase modulation means R1-2 and L1-2 are driven to further π-modulate the phase of the optical signal sequence output from the phase modulation means R1-1 and L1-1, and the optical signal sequence is By outputting from either one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross, the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P- It is the structure which returns to the initial state where there is no light output from either one of MZ-1-cross,
The optical multiplexing unit C-2 includes:
A first multimode interference waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
A second multimode interferometric waveguide section having two optical input ports and two optical output ports;
Two optical waveguides respectively connecting two output ports of the first multimode interference waveguide section and two optical input ports of the second multimode interference waveguide section;
An optical phase adjusting unit that adjusts the phase of light that is disposed in at least one of the two optical waveguides and propagates through the waveguide;
An optical signal buffer memory circuit comprising:
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