JPH02276285A

JPH02276285A - フォトトランジスタ

Info

Publication number: JPH02276285A
Application number: JP1321591A
Authority: JP
Inventors: Svyatoslav A Lomashevich; スヴャトスラフ　アレクサンドロヴィッチ　ロマシェヴィッチ; Jury L Bystrov; ジュリ　ルヴォヴィッチ　ビフトロフ; Galina A Semenova; ガリーナ　アレクサンドロフナ　セメノヴァ
Original assignee: CENTRAL N TECH TVORCHESTVA MOLODEZHI LINAX
Current assignee: CENTRAL N TECH TVORCHESTVA MOLODEZHI LINAX
Priority date: 1988-12-13
Filing date: 1989-12-13
Publication date: 1990-11-13
Also published as: US5001523A; EP0373541A3; SU1755246A1; YU234889A; HUT55569A; HU896517D0; EP0373541A2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、光信号の形で与えられる情報処理の分野に関
する。特に、半導体構造を有する光学的論理装置、増幅
装置、および光信号交換装置に関する。本発明の好適な
利用分野は、光ファイバによる通信および情報伝達系、
および、光集積回路およびコンピュータ工学的回路であ
る。

［従来の技術］光の放射による出力と入力との間の２価ヒステリシス関
係を実現可能にする、いわゆる「非線形干渉計」が公知
である［米国特許第３，８１３，６０９号明細書（１９
６９年）］。］ファプリーーベロ共振の初期脱同調の利
用によって、このような特性を、微分増幅器の１価の関
係に変換することができる。

その装置の主要部品たる非線形可飽和吸収体は、その吸
光係数が入射光強度とともに変化し、光の強さがある一
定の閾値を越えると発光する。記憶の論理素子としての
光学装置の実現可能性に関しては、実験的研究がなされ
てきた。

作動媒体に誘電体を用いることは、そのような物質の非
線形要素が小さいことから、巨大なポンピング力が必要
であって（１０＠Ｗ　／　ｃｍ”）、すなわち強力なレ
ーザの使用が要求される。更に、周波数に対する共振器
の同調動作が一定であること、および誘電結晶に関する
制御電圧が存在しないことから、出力光の波長を変化さ
せることが不可能である。これが原因となって、装置の
利用分野は、双安定性効果に関する実験的研究の方面に
限定されている。一方、半導体レーザと誘電素子を組み
合わせた光集積回路の実現は、技術的に解決されていな
いのが現状である。このような装置の実用的な具体化が
妨げられているのはこれらの理由による。

いわゆる「双安定性光集積装置」は公知であって（例え
ば、フランス国特許公報第２４６４４９８号を参照のこ
と）、電気的な正のフィードバックを利用した双方向性
のフォトカプラを完成させた結果、この装置における双
安定モードが実現したのである。この装置の長所は、小
型なことであって、順方向通信路と代替通信路との間の
高度の分離が可能となっている。欠点としては、出力光
の周波数を変えることができず、電気的フィードバック
を利用した結果、フィードバック回路に光検出器、およ
び非線形応答の増幅器を用いなくてはならないことであ
る。

公知の装置の中で、技術的な内容の面で本発明の意図す
るところに最も近い装置は、ヒユーズ・エアクラフト（
Ｈｕｇｈｅｓ　Ａｉｒｃｒａｆｔ）柱製造のものである
［マル力ティーリ（Ｅ、Ａ、Ｊ、Ｍａｒｃａｔｉｌｉ）
　：　　ｒ光学的誘電性案内装置における屈折（Ｂｅｎ
ｄｓｉｎ　０ｐｔｉ−ｃａｌ　Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　
Ｇｕｉｄｅｓ）Ｊ　、ザ・ベル・システム・テクニカル
・ジャーナル（Ｂｅｌｌ　Ｓｙｓ、Ｔｅｃｈ、Ｊ、）、
第４８巻第７号（１９６９年）２，１０３〜２，１３２
ページ］。この装置は、ある異なる周波数の光を複数の
チャネルにまたがって選択する一種の光ゲートであって
、その周波数は、３種類の周波数から選択されて、同調
される共振周波数に対応した非線形の共振リングと光学
的に結合された導波路沿いに伝搬され、かつ、放射され
てスイッチ切り換えが完了する。

この装置の長所は、小型であること、および、集積論理
素子として共振リングを用いていることである。共振リ
ングは、Ｑ値が高＜（０〜１０ｇ）、導波路および周囲
の屈折率の差は、Ｐリングの半径の０．０１％で０．０
４〜１ｍｍに等しくなるように作られている。

この装置の欠点は、低レベルの信号を固定する場合に、
光を放射して非線形効果を開始させるための外部ポンピ
ング源がないこと、光接点同士の間に完全な入出力およ
び交互作用がないこと、出力光の波長、および共振リン
グの同調を変化させることができないこと、入力パルス
の欠如と、系内部での能動的な部材の欠如との結果、同
一の入力パルスのエネルギーを用いる共振リングに非線
形効果を励起するのに、かなりのパワーレベルが必要な
こと、および、信号のパワーの損失が回復しないことで
ある。

［発明が解決しようとする課題］本発明の目的は、双安定性特性を持たせ、がっ微分増幅
率を急勾配にさせることによって、機能的可能性が拡大
されたフォトトランジスタを創出するという問題の解決
にある。

［課題を解決するための手段］上記の課題は、非線形の環状振動器と、共通の基板上に
位置して、非線形環状振動器との光結合を行う領域をそ
れぞれ備えた少なくとも１対のストリップ型光導波路と
からなり、１対のストリップ型光導波路に対応する光結
合領域が、互いに正対する位置に配置されたフォトトラ
ンジスタによって解決される。

本発明によれば、双安定性特性を持たせ、微分増幅率を
急勾配にさせて機能的可能性を拡大するには、これに、
非線形環状振動器内にあって光結合領域に含まれない位
置にある少なくとも２個の半導体レーザを更に取り付け
、かつ、光結合領域のそれぞれと、非線形環状型振動器
の、半導体レーザと光結合領域との間に位置する部分の
それぞれとに制御用電極を取り付ける。

４個の半導体レーザと２対のストリップ型光導波路とで
フォトトランジスタを構成し、その際、ストリップ型光
導波路のそれぞれの中央部を通り、非線形振動器との光
結合を行う領域に位置するストリップ型光導波路のそれ
ぞれの軸線が、ストリップ型光導波路の隣接末端部のそ
れぞれと４５度の角度をなすようにし、また、ストリッ
プ型光導波路の隣接末端部が、制御用電極を備え、かつ
２本の互いに垂直な直径方向の直線に対して互いに対を
なして対向する４対の相互光結合領域を有するようにす
ることができる。

また、フォトトランジスタに、４個のレーザを備えた１
個の環状振動器と、４個のストリップ型光導波路とから
なる構成部品としてのスイッチマトリックスを形成させ
、その入力総数が、マトリックスのセルの数をｎとする
と、２ｎであるようにすることも可能である。

本発明によって可能となった事項は下記の通りである。

（１）空間内での入力信号の光放射、およびレーザのポ
ンプ放射を１個の部材、すなわち共振りングに集中させ
、そこから光接点へと出力放射が取り出されるようにす
ること。

（２）　２種類のモード、すなわち、双安定性モード、
および、マイクロワット数の低い光信号を高い増幅率（
１０４まで）で増幅するモードによって作動させること
。

（３）ポンピング源、すなわちレーザの存在によって最
低感度の上昇を確保して、装置を急激に共振点を通過す
る点の近傍に向けて待機させること。

（４）非線形振動器、およびレーザの光学的特性を変化
させることによって装置の出力特性を変化させ、結果的
に、装置の機能的拡張、および、増幅器、パルス発生器
、記憶素子、弁別回路、および増幅制限器としての使用
可能性がもたらされるようにすること。

（５）入力光信号を、それと異なる周波数の出力光信号
として再放射し、その際、制御電圧を選択することによ
って、入力信号周波数による半導体レーザ放射の自然周
波数を離散的に一致させることができるようにすること
。

（６）フォトトランジスタによって送られる光信号の周
波数濾過によって、伝送される光パルスの拡幅を防ぐこ
と。

４個の対称な光接点を備えた１実施例によれば、これを
光チャネルのスプリッタ、デマルチプレクサ、および整
流器として用いることが可能となる。

装置の別の実施例によれば、増幅作用を有するスイッチ
マトリックスとして用いることも可能となる。

［実施例］図面を参照しつつ、本発明を具体的に実現した実施例の
詳細な記述によって、本発明を説明する。

本発明のフォトトランジスタの具体的な最初の例（第１
図）は、非線形環状振動器（２）内に位置する２個の半
導体レーザ（１）と、共通の基板上に位置し、前記非線
形環状振動器（２）との光結合を行う領域をそれぞれ備
えた１対のストリップ型光導波路（３）とで構成される
。光結合領域は、互いに正対する位置にある。半導体レ
ーザ（１）は電力供給用の電極（４）を備え、光結合領
域はそれぞれ制御用電極（５）を備え、また、非線形環
状振動器（２）の、半導体レーザ（１）と対応する光結
合領域との間に位置する部分のそれぞれも制御用電極（
６）を備えている。反射鏡（７）は半導体レーザ（１）
に用いられる振動器となっている。

このフォトトランジスタは、次の仕組みで作動する。

すなわち、双安定性特性に対応する作動モードにおいて
は、半導体レーザ（１）を通過する電流１１および１２
、および制御用電極（５）及び（６）の電圧Ｕ、および
Ｕ２は、入力（外部）光信号が存在しない初期状態にお
いては、半導体レーザ（１）の出力放射の最大強度が非
線形環状振動器（２）の材質中の非線形効果の最小値に
達しない程度の数値であって、後者は共振に程遠い状態
にある。

光を入力点からその出力点へと伝送するに際しての、フ
ォトトランジスタのこのような状態は、第４図の曲線（
Ｒ１）上のＡ点に対応する［図中、■は、非線形環状振
動器（２）の光強度を、Δφは、非線形環状振動器（２
）の脱同調毒をそれぞれ意味する。コ。

非線形環状振動器（２）内の光強度が（電流１１および
１２の増加、あるいは電圧Ｕ、およびＵ２の変化によっ
て）その閾値を上回ると、曲線Ｒ１上の点Ｂ１Ｃ１およ
びＤとして示されるような、フォトトランジスタの作動
モードへの移行が起こる。すなわち、フォトトランジス
タの輝度を上昇させることによって、環状振動器（２）
は共振に同調される。

したがって、半導体レーザ（１）が放射輝尽モードへと
移行する前のフォトトランジスタの作動モードを示す点
の幾何学的な軌跡は曲線Ｒ１である。

非線形環状振動器（２）内の光強度が更に増大するにつ
れて、半導体レーザ（１）の能動域内の屈折率は、式、
ｎ＝ｎｏ＋ｎｔＩ　（式中、ｎ２１ｔ、非線形環状振動
器（２）の材質の非線形係数を、ｎｏは、放射が存在し
ないときの屈折率をそれぞれ意味する。

）に従って上昇する。

半導体レーザ（１）の輝尽モードへの急激な移行が起こ
り、今度はそれが、非線形環状振動器（２）内の光強度
を更に増大させ、フォトトランジスタの作動点を共振曲
線Ｒ２へと移行させる（第４図）。

２本の共振曲線Ｒ１およびＲ２にそれぞれ対応するのが
、ヒステリシス曲線Ｓ８およびＳ２である（第５図）。

考察中の過程は、環状振動器（２）内の非線形材質の特
性が電子なだれ的に変化する過程であって、それが開始
されるような、非線形環状振動器（２）内の光強度の過
度の増大に対応するＩｌｎなる強度の入力光信号が与え
られるた場合、フォトトランジスタは（点Ｆで示される
状態から）点Ｑで示される状態へと移行させられる。

基本セル、すなわちストリップ型光導波路（３）−非線
形環状振動器（２）のそれぞれは、非線形環状振動器（
２）によって正のフィードバックが実行される双安定性
素子であるがら、その内部における光エネルギーの伝達
もまた急激に起こる（第５図におけるＳｌおよびＳ２な
る特性と同様の双安定性特性による）。

今度は、伝達されている信号における指定された双安定
性の断絶によって、非線形環状振動器（２）内の光強度
を鋭角的に増大するように働くが、これは、双安定性セ
ル、すなわちストリップ型光導波路（３）−非線形環状
振動器（２）に向かう光の強度が増大して、点Ｑで示さ
れる状態へとフォトトランジスタが移行する速度を、ま
すます加速することを意味する（第５図）。

装置における前記モード点に対応する状態の維持は継続
されて、電流１１および１２が装置が（外部光信号の不
在下で）初期状態に復帰するのに充分な程度に急激に減
少しても、非線形環状振動器（２）内の光強度はＬｌｎ
にまで減少しないようになる。

非線形環状振動器（２）によって、ｃ３レーザシステム
における内部連絡と類似した半導体レーザ（１）同士の
内部連絡、および、双安定性基本セル、すなわち、スト
リップ型光導波路（３）−非線形環状振動器（２）の連
動が確実に実行される。

レーザの対称配置によって、フォトトランジスタの光入
出力すべてにおける光信号としての等画性、および非線
形環状振動器（２）の半環による均−なポンピングが確
保される。

フォトトランジスタの安定状態は　（ａレーザ、および
、双安定性光素子などの光学的に結合された非線形振動
器に基ずくその他の装置に許容される安定状態に対応す
る。

微分増幅率特性に対応する作動モードにおいては、フォ
トトランジスタは可変増幅率特性の勾配を有する。すな
わち、Ｋ、、、、＝ｆ（１，、）が成立する（第６図）
。

フォトトランジスタを上記の特性を有する光信号の増幅
器として作動させるには、特性式、Ｋ、、＋、−ｆ（Ｉ
ｔ、、）における作動点に対応する半導体レーザのＩ値
を電流ｉ、および１２によって設定する。

電圧υ１およびＵ２の値、および入力光信号の値もまた
、非線形環状振動器（２）内の光強度が急激に増大した
場合のフォトトランジスタが、まだ双安定性作動モード
は通過しないが、増幅率の値が１０３〜１０４の増幅器
として作動するような値とする。

本発明のフォトトランジスタの第２の実施例による装置
（第２図）は、導波層がＡＬ、Ｇａ、、Ａｓ−ＧａＡｓ
−Ａｌ、Ｇａ＋−、Ａｓなる不均一構造（第３図）の光
導波路（３）と環状振動器（２）とで構成される。その
構造の上部表面に電極（５）を備えた４個の半導体レー
ザ（１）によって、環状振動器は区切られている。

光導波路（３）はそれぞれ、環状振動器（２）と光学的
に結合されており、光結合の領域（ＡＩＤ２）（ＡＪｘ
）（Ｂ＊Ｃｔ）（Ｃ２Ｄｘ）に重なるように制御用電極
（６）が取り付けられている。制御用電極（９）（６’
）は、Ａ１、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｄｌ、Ｂ
７、およびＡ１、Ｂ８、Ａ２、Ｂ１、Ｃ２、Ｄｌ、Ｂ２
、Ｃ１として指定され、すべての定向性カプラの領域に
重なるように取り付けられている。基板の下側の基部は
、連続電極（１３）となっている（第３図）。

ストリップ型光導波路（３）の隣接部は、相互光結合の
４対の領域（ＡｔＡ２）（ＢｔＢ２）（Ｃ＋Ｃｚ）　（
ＤＩＤ２）を備えている。

光導波路入力部の一方（例えばＡＩ）から他方（Ａ、）
への、対合する定向性カブラ内の光放射の伝送は、制御
信号の不在下で行われる。つまり、所定の結合率のもと
では、結合の長さは、臨界値、すなわち、パワーが光導
波路人力部の一方から他方へと（例えば、Ａ、からＡ２
へと）完全に伝送されるような値に等しい。

実施例の装置においては、対合する定向性カプラのいず
れに対しても、また形成された光導波路および環状振動
器（例えば、光導波路ＡｔＤ＋、およびリングＡＩ　Ｃ
２の一部）に対しても、このことは成立する。環状振動
器（２）は、対合した４対の定向性カプラを形成する。

光結合は、真の共振の際に最大となる。

光学的双安定性効果は、光信号を増幅するのに用いられ
、振動器の初期脱同調によって、ヒステリシス関係、あ
るいは光信号の微分増幅器の明白な特性を得ることを可
能にする。

第２の実施例による装置は、下記の仕組みによって作動
する。すなわち、制御用電極に制御信号が与えられない
場合は、レーザは待機的前閾値モードになっていて、振
動器は脱同調されている。

増幅され、次いで、出力部のいずれか（例えば、Ｄ、）
に移送されるべき光信号が、導波路（３）の入力部の（
いずれか、例えばＡ１）１個に与えられると、先導波路
（３）の入力部Ａ、と同じ＜Ａｉとの間の光結合によっ
て、放射は光導波路（３）の入力部Ａ２へと、次いで、
先導波路のＡ２と環状振動器（２）との間の光結合によ
って、環状振動器（２）へと伝送され、更に反時計回り
の方向に移動する。

この放射はレーザからの放射に付加される結果、周囲に
対する照明（フライトニング）過程が（１）の関係、お
よび双安定光セル、すなわち光導波路−環状振動器の特
性に基ずいて振動器（２）内で開始される。このブライ
トニング作用は、振動器が真の共振に近づくにつれて出
現し、装置系が共振状態になる。

フィードバックによって実行される定向性カプラは、光
学的双安定性の特性を発揮し、ある特定の人力パワーに
達すると、急激に最大出力パワーへと移行する。本発明
の実施例においては、このような移行は更に、環状振動
器（２）の共振特性によって、また、能動的な部材、チ
なわち、その放射もまた、光学的双安定性効果に依存す
るレーザ（１）の存在によっても開始される。

出力チャネルのいずれにおける出力パワーのピーク値は
、入力の１０〜１００倍に達することができる。同時に
、「光−光」特性の勾配が充分に高いために、１０３〜
１０４という値の増幅率が実際に得られるのである。

放射は、光導波路との共振リングの光結合によってＣ１
、Ｄｌ、Ｂ１、の方向に、また、光導波路同士の光結合
によってＣ２、Ｂ２、Ｂ、へと伝送される。

環状振動器（２）と光導波路（３）との間の光結合は、
振動器内の屈折率が変化するために、真の共振の際に最
大に達することから、その時点で、最高パワーが出力部
で放射される。このようにして、信号が入力部Ａ、に与
えられ、パワーが増幅されて、いずれかの出力部から放
射される。

唯一の出力部、例えばＢ２においてのみ増幅された信号
を得るためには、電気的制御信号がＡ、Ａ２、Ｃ２Ｄｌ
、Ｂ、Ｃ，、ＡＪＩ、およびり、Ｄ、の電極に与えられ
なければならない。

可能な作動モードは次の通りである。

（１）　１人力部から直接全出力部（あるいは、いくつ
かの出力部）に、すなわち、■×交換モード。

（２）全入力部から１出力部に、すなわち、ｎＸＩ多重
送信モード。

（３）　１人力部から継時的に全出力部に、すなわち、
ＩＸｎモード。

（４）継時的に全入力部から全出力部に、すなわち、完
全アクセスモード。

実施例の装置は、記憶装置の機能を遂行する、すなわち
、記憶セルとなることができる。「低位」の状態を論理
０に対応させ、そこから論理１に対応する「高位」の状
態への移行は、光強度の閾値を超える光パルスによって
、出力光強度の鋭角的な増大とともに急激に行われる。

記憶用光パルスの伝送には、実施例の装置のいかなる入
力部を用いることもできる。読取りは、いかなる出力部
においても実行可能である。

以下、記憶装置の作動を説明する実施例について記述す
る。

初め、装置系は初期状態にある。レーザ（Ｌ）は発生モ
ードになっている。最低パワーによって、いずれの出力
部も螢光（ルミネセンス）を発することかでき、これが
論理０に対応する。仮に、１人力部にパルスが与えられ
たものとすると、これは、定向性カブラ、および光結合
部分（Ａ、Ｂ２）の先導波路（３）を通じて環状振動器
へと伝送される。振動器（２）における（レーザからの
放射に加えての）追加放射の出現の結果、前述の一連の
段階が発動し、周囲のブライトニング、およびリングの
共振特性によって、振動器における放射が増大する。

これが装置系における「高位」の状態である。

電極（ＡＩＡ２）に電気的制御パルスが与えられると、
出刃先導波路（Ｄり　（Ｃ２）　（Ｂ２）　（Ａ２）に
おいて、また、電気的制御信号が電極（ＤＩＤ２）（Ｃ
ＩＣｔ）　（Ｂ、Ｂ２）に与えられると、出力部（ＤＩ
）（ＣＩ）（Ｂｌ）（ＡＩ）において、それぞれ論理１
が読み取られる。１個の出力部のみ（例えばＣ１）から
の記憶セルの状態の読み取りについては、容易に理解さ
れる。この場合は、電気的制御信号が電極（Ａ、Ｂ２）
（Ｂ２Ｃ，）（Ａ２Ｂ、）に与えられる。

論理１の状態は、読み取り実行の有無にかかわらず維持
される。消去は、持続時間が１０１秒以下であることが
可能なパルスの形で、電力計からレーザを遮断すること
によってなされる。

フォトトランジスタの光集積構造を第３図に示す。

エピタキシャル法を用いて、ガリウム・ヒ素アルミニウ
ム・ヒ素の系による３成分固溶体を基本とする構造をガ
リウム・ヒ素基板上に成長させる。

慣用の写真製版法を用いて、電極、および、イオン注入
用スクリーンを製作するための写真マスクを作成する。

イオン注入法を用いて、先導波路（１４）内にカブラ、
および環状振動器を製作する。

干渉写真食刻法を用いて、構造の上層にブラッグレーザ
反射鏡を製作する。電極（５）（６）（１０）（１３）
を構造の上部表面に製作する。電極（１ｏ）は多重断面
を有し、電極（５）（６）は絶縁する。下部電極（１３
）は金属板であって、この上に装置全体が、インジウム
をベースとするはんだ付けによって固定される。

半導体の（Ａ、Ｂ、）および（Ａ２Ｂ６）なる群、およ
びこれをベースとする多重部品構造を用いて、光チャネ
ル交換器を製作することができる。

第２図のような、光信号の増幅作用を有する光チャネル
交換器は、スイッチマトリックス、および大規模構造体
を構成するための基本セルとして考えることができる。

第７図に示した光導波路の光結合の模式図を用いて、入
力総数を３２とするマトリックスにおける環状先導波路
（Ω）の配置、および４個のレーザ（Ｌ）を備えた環状
振動器（Ｋ）の位置を表示する。閉鎖光導波路（Ω）は
、４個の環状振動器（Ｋ）と光学的に結合する。

何らかの入力から何らかの出力への光放射の切り換えは
、異なる光の経路にまたがって行われることができる。

したがって、例えば、（八〇）から（Ｃ１）への切り換
えは、下記の経路で実行されることが可能である。

Ａ、−に、→Ω→Ｒ３→Ｃ２→Ｃ１、あるいは、Ａ、−
に、→Ω−Ｒ２→Ｒ３→Ｃ１、あるいは、Ａ、→に、→
Ω→Ｒ４→Ｒ３→Ｃ２→自第７図に示した装置は自記７
図置のマトリックスとして作動することができる。この
ような記憶マトリックス特有の特徴は、光信号をいずれ
かの入力部に与えることによって、記憶の光学的双安定
性が「高位」に輝尽された状態を得ることができ、かつ
、これをいずれの出力部からも読み取ることができるこ
とである。

電気的制御パルスを与えて、所定のセルの状態が所定の
出力における発光によって表示されるようにするには、
アルゴリズムの適正な選択が必要なだけである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のフォトトランジスタを具体的に実現
する最初の実施例を示す模式図である。第２図は、本発明のフォトトランジスタを具体的に実現
する第２の実施例を示す模式図である。第３図は、本発明のフォトトランジスタの光学的集積構
造の断面を示す模式図である。第４図は、本発明の非線形環状振動器の共振特性を示す
グラフである。第５図は、本発明のフォトトランジスタの双安定性特性
を示すグラフである。第６図は、本発明のフォトトランジスタの微分増幅率特
性を示すグラフである。第７図は、本発明のフォトトランジスタによるマトリッ
クスの機能的線図である。（１）半導体レーザ　　　　（２）非線形環状振動器（
３）ストリップ型光導波路（４）電力供給用電極（５）
（６）制御用電極　　　（７）レーザ反射鏡（０１）（
Ｕ２）電圧　　　　　　（ｉ、）（ｉ２）電流（Ａ）光
結合領域　　　　　（８）光導波路中央部（９）制御用
電極　　　　　（１０）軸線（１１）（１２）直交する
直径方向の直線（Ａ、）（Ａ２）（Ｂｌ）（Ｂ２）（Ｃ
Ｉ）（（、）（ＤＩ）（Ｃ２）対合光結合領域（ＡＩＤ
２）　（Ａ２Ｂ＋）（Ｂ２Ｃ１）（Ｃ２ＤＩ）先導波路
・振動器間の光結合領域（１３）基板内の共通電極　（１４）ガリウム・ヒ素導
波居（Ｋ、）〜（Ｋ＋ａ）非線形環状振動器（Ω１）〜
（Ω、）閉鎖ストリップ型光導波路（Ｌ）レーザ　　　
　　　　（Ｗ）光導波路Ｉｏ訳図面の浄書（内容に変更なし）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）非線形環状振動器（２）と、共通の基板（１３）
上に位置して前記非線形環状振動器（２）との光結合を
行う領域（Ａ）をそれぞれ備えた少なくとも１対のスト
リップ型光導波路（３）とからなり、１対の前記ストリ
ップ型光導波路（３）に対応する前記光結合領域（Ａ）
が互いに正対する位置にあるフォトトランジスタにおい
て、双安定性特性を持ち、かつ微分増幅率を急勾配にさ
せることによる機能的可能性の拡大させるために、前記
非線形環状振動器（２）内にあって前記光結合領域（Ａ
）のそれぞれに含まれない位置に少なくとも２個の半導
体レーザ（１）を備え、前記光結合領域（Ａ）のそれぞ
れと、前記非線形環状振動器（２）の、前記半導体レー
ザ（１）と前記光結合領域（Ａ）との間に位置する部分
のそれぞれとに、それらに対応する制御用電極（５）（
６）も更に設けていることを特徴とするフォトトランジ
スタ。
（２）４個の半導体レーザ（１）と、２対のストリップ
型光導波路（３）とからなり、前記ストリップ型光導波
路のそれぞれの中央部（８）を通り、非線形環状振動器
（２）との光結合領域（Ａ＿１Ｄ＿２）（Ａ＿２Ｂ＿１
）（Ｂ＿２Ｃ＿１）（Ｃ＿２Ｄ＿１）に位置する前記ス
トリップ型光導波路のそれぞれの軸線（１０）が前記ス
トリップ型光導波路の隣接末端部のそれぞれと４５度の
角度をなし、更にストリップ型光導波路の前記隣接末端
部が制御用電極（９）を備え、かつ２本の互いに垂直な
直径方向の直線（１１）（１２）に対して互いに対をな
して対向する４対の相互光結合領域（Ａ＿１：Ａ＿２）
（Ｂ＿１：Ｂ＿２）（Ｃ＿１：Ｃ＿２）（Ｄ＿１：Ｄ＿
２）を有することを特徴とする請求項（１）記載のフォ
トトランジスタ。
（３）４個のレーザ（Ｌ）を備えた１個の環状振動器（
２）と、うち１個は閉鎖光導波路（Ω）である４個のス
トリップ型光導波路（Ｗ）とからなるスイッチマトリッ
クスを構成部品として形成し、前記スイッチマトリック
スの入力総数が、その構成単位数をｎとすると２ｎであ
ることを特徴とする請求項（２）記載のフォトトランジ
スタ。