JPH0277022A - Optical switchboard - Google Patents

Optical switchboard

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JPH0277022A
JPH0277022A JP14180588A JP14180588A JPH0277022A JP H0277022 A JPH0277022 A JP H0277022A JP 14180588 A JP14180588 A JP 14180588A JP 14180588 A JP14180588 A JP 14180588A JP H0277022 A JPH0277022 A JP H0277022A
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JP
Japan
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light
optical
input
light control
pulse
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Application number
JP14180588A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuzo Yoshimura
徹三 吉村
Yoshinobu Kubota
嘉伸 久保田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)

Abstract

PURPOSE:To increase the processing speed by using a light-light control element array formed by arraying light-light control elements capable of switching optical paths of an input light signal by irradiation with a light pulse trigger. CONSTITUTION:A time-series light signal is inputted to the light-light control elements 3a - 3d which constitute the light-light control element array 4. Here, their mutual spatial intervals are set previously so that light pulses of respective channels reach the light-light control elements 3a - 3d at the same time. Then when the light pulses corresponding to the four channels are arranged in order from the ends of four light-light control elements 3a - 3d, the light-light control elements 3a - 3d are irradiated with light pulse triggers in parallel through a fast optical modulator 5 and a branch waveguide 6. The light pulses of the respective channels are separated spatially and outputted from output-side optical waveguides 2a - 2d corresponding to the respective channels in parallel. Consequently, the processing speed can be increased.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概   要〕 全光学的な光−光制御素子を用いて構成される光交換機
に関し、 処理速度の飛躍的な向上を実現することを目的とし、 光パルストリガの照射により入力光信号の光路を切り換
え可能な光−光制御素子を複数配列してなり、かつ前記
入力光信号として時系列光信号の入力される光−光制御
素子アレイと、前記時系列光信号の各光パルスが前記光
−光制御素子に到達するのと同期して前記光−光制御素
子のそれぞれに対し並列に光パルストリガを照射し、こ
れにより前記時系列光信号の各光パルスを空間的に分離
させる光パルストリガ照射手段と、71−リクス状に構
成された複数の光導波路の各交点に光−光制御素子を配
置してなり、かつ該光−光制御素子のそれぞれに選択的
に光照射することにより前記空間的に分離された各光パ
ルスの光路を組み換える光路組み換え手段と、該光路の
組み換えられた光パルスを合流させ時系列光信号にして
出力する光パルス合流手段とを備えるように構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] The purpose of this invention is to realize a dramatic improvement in processing speed regarding an optical switching device configured using an all-optical light-light control element. a light-to-light control element array comprising a plurality of arrays of light-to-light control elements capable of switching the optical path of an input optical signal, and into which a time-series optical signal is input as the input light signal; A light pulse trigger is applied to each of the light-to-light control elements in parallel in synchronization with the arrival of each light pulse to the light-to-light control element, whereby each light pulse of the time-series light signal is spatially a light pulse trigger irradiation means for separating the optical pulses from each other; and a light-light control element is arranged at each intersection of a plurality of optical waveguides configured in a 71-irc shape, and a light-light control element is selectively applied to each of the light-light control elements. an optical path recombining means for recombining the optical paths of the spatially separated optical pulses by irradiating them with light; and an optical pulse merging means for merging the recombined optical pulses of the optical paths and outputting them as time-series optical signals. The system is configured to have the following.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、全光学的な光−光制御素子を用いて構成され
る光交換機に関する。
The present invention relates to an optical exchanger constructed using all-optical light-light control elements.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の光交換機としては、双安定型半導体レーザを用い
、その前段及び後段に電気光学光スイッチを配置してな
る時分割光交換機が知られている。
As a conventional optical switch, a time-division optical switch is known, which uses a bistable semiconductor laser and has electro-optic optical switches arranged before and after the bistable semiconductor laser.

また、従来の光マルチプレクサ及び光デマルチプレクサ
は、光信号を電気信号に変換し、電子回路により信号組
み換えを行った後、もう−・度光に変換するというもの
であった。
Further, conventional optical multiplexers and optical demultiplexers convert optical signals into electrical signals, recombine the signals using electronic circuits, and then convert the signals into optical signals.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来の光交換機では、双安定型半導体レーザの応答
が約IGHz程度と遅く、更にその前、後段で電気光学
光スイッチを用いていることから、飛躍的な高速化が望
めなかった。
In the conventional optical exchanger described above, the response of the bistable semiconductor laser is slow at about IGHz, and furthermore, electro-optic optical switches are used in the front and rear stages, so a dramatic increase in speed cannot be expected.

また、上記従来の光マルチプレクサ及び光デマルチプレ
クサでは、電子回路のスピードによって処理時間が制約
されるため、やはり高速化が望めなかった。
Furthermore, in the conventional optical multiplexer and optical demultiplexer described above, the processing time is limited by the speed of the electronic circuit, so it is still not possible to increase the processing speed.

本発明は、上記問題点に鑑み、処理速度の飛躍的な向上
を実現することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is an object of the present invention to realize a dramatic improvement in processing speed.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

1) 光パルストリガの照射により入力光信号の光路を
切り換え可filな光−光制御素子を複数配列してなる
光−光制御素子アレイを用いる。その入力光信号として
時系列光信号を入力する。また、各光−光制御素子に光
パルストリガを照射するだめの光パルストリガ照射手段
を設ける。この光パルストリガ照射手段により、上記時
系列光信号の各光パルスが光−光制御素子に到達すると
同期して光−光制御素子のそれぞれに対し並列に光パル
ストリガを照射して、上記各光パルスを空間的に分離さ
せる。以上の構成により、光デマルチプレクサが実現さ
れる。
1) A light-light control element array is used, which is formed by arranging a plurality of light-light control elements that can switch the optical path of an input optical signal by irradiation with a light pulse trigger. A time-series optical signal is input as the input optical signal. Further, a light pulse trigger irradiation means for irradiating a light pulse trigger to each light-light control element is provided. By this optical pulse trigger irradiation means, when each optical pulse of the above-mentioned time-series optical signal reaches the optical-light control element, the optical pulse trigger is irradiated to each of the optical-light control elements in parallel to each of the above-mentioned optical pulses. Spatial separation of light pulses. The above configuration realizes an optical demultiplexer.

2) 上記1)と同様な光−光制御素子アレイを用い、
その入力側光導波路からCW光もしくは一定間隔の光パ
ルス等を入力させる。そして、光パルストリガ照射手段
により、光−光制御素子のそれぞれに対し光パルストリ
ガを照射して、複数の光パルスをそれぞれ出力させる。
2) Using the same light-light control element array as in 1) above,
CW light or optical pulses at regular intervals are input from the input optical waveguide. Then, the light pulse trigger irradiation means irradiates each of the light-light control elements with a light pulse trigger to output a plurality of light pulses, respectively.

更に、上記複数の光パルスを合流させる光パルス合流手
段により、時系列の光信号を得る。以上の構成により、
光マルチプレクサが実現される。
Further, a time-series optical signal is obtained by an optical pulse merging means for merging the plurality of optical pulses. With the above configuration,
An optical multiplexer is realized.

3) 上記l)と同様な光−光制御素子アレイを用い、
そのそれぞれの光−光制御素子に並列に入力光信号を入
力させる。そして、光パルストリガ照射手段により、光
−光制御素子のそれぞれに対し光パルストリガを照射し
て、上記並列の複数の入力光信号の各光パルスを合流さ
せ時系列光信号を得る。以上の構成により、光マルチプ
レクサが実現される。
3) Using the same light-light control element array as in l) above,
An input optical signal is input in parallel to each of the light-to-light control elements. Then, the optical pulse trigger irradiation means irradiates each of the light-to-light control elements with an optical pulse trigger to combine the optical pulses of the plurality of parallel input optical signals to obtain a time-series optical signal. The above configuration realizes an optical multiplexer.

4) 上記1)の構成において、光−光制御素子アレイ
から空間的に分離して出力された光パルスを受光素子ア
レイで並列に光電変換する。このようにすることにより
、高速光検出器が実現される。
4) In the configuration of 1) above, optical pulses spatially separated and outputted from the light-light control element array are photoelectrically converted in parallel by the light receiving element array. By doing so, a high-speed photodetector is realized.

5) 上記1)の光デマルチプレクサと同様な構成を入
力側に設ける。更に、マトリクス状に構成された複数の
光導波路の各光点に光−光制御素子を配置してなる光路
組み換え手段を設け、そのそれぞれの光−光制御素子に
選択的に光照射することにより、上記入力側(光デマル
チプレクサ)において空間的に分■さた各光パルスの光
路を組み換える。そして、この光路の組み換えられた光
パルスを光パルス合流手段で合流させ、時系列光信号に
して出力する。以上の構成により、光交換機が実現され
る。
5) A configuration similar to the optical demultiplexer in 1) above is provided on the input side. Furthermore, by providing an optical path recombination means in which a light-light control element is arranged at each light point of a plurality of optical waveguides configured in a matrix, and by selectively irradiating each light-light control element with light. , the optical paths of the spatially separated optical pulses are recombined on the input side (optical demultiplexer). Then, the optical pulses whose optical paths have been recombined are merged by an optical pulse merging means and outputted as a time-series optical signal. The above configuration realizes an optical switch.

6) 上記1)の光デマルチプレクサと同様な構成を入
力端に設ける。更に、この入力側において空間的に分離
された光パルスをバイアス光の照射により一時的に記憶
する光双安定素子を設ける。
6) A configuration similar to the optical demultiplexer in 1) above is provided at the input end. Furthermore, an optical bistable element is provided on the input side for temporarily storing spatially separated optical pulses by irradiation with bias light.

そして更に、上記3)の光マルチプレクサと同様な構成
を出力側に設け、これに上記光双安定素子に記憶された
光パルスを並列に入力させると共に、この出力側(光マ
ルチプレクサ)の各光−光制御素子に対して互いに時間
間隔のずれた光パルス1−リガを照射することにより、
上記並列の光パルスの順序を入れ換えて時系列に出力さ
せる。以上の構成により、充交PA機が実現される°。
Furthermore, a configuration similar to the optical multiplexer in 3) above is provided on the output side, into which the optical pulses stored in the optical bistable element are input in parallel, and each light on the output side (optical multiplexer) - By irradiating the light control element with light pulses 1-RIGA whose time intervals are shifted from each other,
The order of the parallel optical pulses is changed and outputted in time series. With the above configuration, a full-time PA machine is realized.

7) 上記1)の光デマルチプレクサと同様な構成を入
力側に設ける。更に、この入力側において空間的に分離
された光パルスをバイアス光の照射により一時的に記憶
する第1の光双安定素子と、ここに記憶された光パルス
が並列に入力されると共にこの並列の光パルスをそれぞ
れ出力[・リガの照射により出力する第2の光双安定素
子を設ける。
7) A configuration similar to the optical demultiplexer in 1) above is provided on the input side. Further, on this input side, there is a first optical bistable element that temporarily stores spatially separated optical pulses by irradiation with bias light, and the optical pulses stored here are inputted in parallel, and this parallel A second optical bistable element is provided which outputs optical pulses by irradiation of the light source.

そして、出力トリガ照射手段により、上記第2の光双安
定素子に対し、これに入力された各光パルス毎に出力ト
リガを互いに時間間隔をずらして照射して、上記並列の
光パルスの順序を入れ換えて順次出力させる。この出力
された光パルスを光パルス合流手段で合流させ、時系列
光信号にして出力する。以上の構成により、光交換機が
実現される。
Then, the output trigger irradiation means irradiates the second optical bistable element with an output trigger at different time intervals for each optical pulse input to the second optical bistable element, thereby adjusting the order of the parallel optical pulses. Replace and output sequentially. The output optical pulses are combined by an optical pulse combining means and output as a time-series optical signal. The above configuration realizes an optical switch.

〔作   用〕[For production]

本発明の光デマルチプレクサにおいては、これに時系、
J11信号が入力されると、各光−光制御素子の光路切
り換え作用により、時系列光信号中の光パルスが空間的
に分離して出力される。この出力側に受光素子アレイを
設けた構成の高速光検出器では、これに入力された時系
列光信号が一旦デマルチプレクスされた後、電気信号に
変換される。
In the optical demultiplexer of the present invention, the time series,
When the J11 signal is input, the light pulses in the time-series optical signal are spatially separated and outputted by the optical path switching action of each light-light control element. In a high-speed photodetector having a configuration in which a light-receiving element array is provided on the output side, the time-series optical signal input thereto is once demultiplexed and then converted into an electrical signal.

また、本発明の光マルチプレクサにおいては、各光−光
制御素子の光路切り換え作用や光パルス合流手段の合流
作用により、複数の光パルスが合流され時系列光信号と
なって出力される。
Further, in the optical multiplexer of the present invention, a plurality of optical pulses are combined and output as a time-series optical signal by the optical path switching action of each light-light control element and the combining action of the optical pulse combining means.

また、本発明の光交換機においては、上記の光デマルチ
プレクサや光マルチプレクサを入出力側に利用し、その
間に光路組み換え手段や光双安定素子を挿入することに
より、入力された時系列光信号はその先パルスの順序が
入れ換えられ、新たな時系列光信号として出力される。
Furthermore, in the optical switching device of the present invention, the above-mentioned optical demultiplexer or optical multiplexer is used on the input/output side, and by inserting an optical path recombination means or an optical bistable element between them, the input time-series optical signal is After that, the order of the pulses is changed and output as a new time-series optical signal.

上述した本発明の光デマルチプレクサ、光マルチプレク
サ、高速光検出器及び光交換機のいずれにおいても、入
力された光信号が全光学的に処理されるので、その処理
速度は従来と比べて飛躍的に向上する。
In each of the optical demultiplexer, optical multiplexer, high-speed photodetector, and optical switch of the present invention described above, the input optical signal is processed entirely optically, so the processing speed is dramatically increased compared to the conventional method. improves.

〔実  施  例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明の光デマルチプレクサの第1の実施例
の斜視図である。ここには4チヤネルの例を示した。
FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of an optical demultiplexer of the present invention. An example of 4 channels is shown here.

同図において、入力側の1本の光導波路1がら、出力側
の複数本(同図では4本)の光導波路2a〜2dが分岐
されており、その分岐部にはそれぞれ光−光制御素子3
a〜3dが配設され、これら全体で光−光制御素子アレ
イ4を構成している。
In the figure, one optical waveguide 1 on the input side is branched into multiple (four in the figure) optical waveguides 2a to 2d on the output side, and each branch has a light-light control element. 3
a to 3d are arranged, and the light-light control element array 4 is constituted by these elements.

上記光−光制御素子3a〜3dは、例えば第2図(・l
)に示ずように光導波路1と光導波路2a〜2dのそれ
ぞれの分岐部に対し非線形光学物質11を挿入した構成
であり(特開昭62−245228号公報参照)、ある
いは第2図tb+に示すように光導波路1及び2a〜2
dのうちの少なくとも分岐部及びその近傍を非線形光学
物質12で形成し、その上を一部領域(窓部13)を除
いて遮光部14(斜線部分)で覆った構成である。これ
らいずれの場合においても、外部から光パルストリガを
照射することにより、第2図(a)では非線形光学物質
11の屈折率(第2図山)では非線形光学物質I2のう
ち窓部13の下方領域の屈折率)が変化し、よって入力
側の光導波路1を伝1股されてきた光の光路をそれぞれ
全反射により出力側の光導波路2a〜2dに切り換える
ことができる。
The light-light control elements 3a to 3d are, for example, shown in FIG.
), the nonlinear optical material 11 is inserted into each branch of the optical waveguide 1 and the optical waveguides 2a to 2d (see Japanese Patent Application Laid-open No. 62-245228), or as shown in FIG. 2 tb+. Optical waveguides 1 and 2a-2 as shown
d, at least the branch portion and its vicinity are formed of the nonlinear optical material 12, and the nonlinear optical material 12 is covered with a light shielding portion 14 (shaded portion) except for a partial region (window portion 13). In any of these cases, by irradiating a light pulse trigger from the outside, in FIG. 2(a), the refractive index of the nonlinear optical material 11 (the mountain in FIG. 2) is The refractive index of the region changes, so that the optical path of the light that has been transmitted through the optical waveguide 1 on the input side can be switched to the optical waveguides 2a to 2d on the output side by total reflection, respectively.

また、第1図において、光−光制御素子33〜3dのそ
れぞれに光パルストリガを照射するための手段として、
高速光変調器5及び分岐導波路6が設けられている。高
速光変調器5は、例えば第3図(a)に示すように半導
体レーザアレイ21、光双安定素子22及び遅延・合成
部23からなり、ここでは、各半導体レーザを独立に変
調して複数の光ハルスをn列に出力し、この光パルスの
波形を光双安定素子22でシャープ化した後、これらを
遅延・合成部23で順次遅延をかけると共に合流させて
時系列光信号を出力する(特願昭61−275386号
参照)。あるいは、第3図(b)に示すようにモードロ
ック半導体レーザアレイ24及び電気光学変調器アレイ
25を上記半導体レーザアレイ21及び光双安定素子2
2の代わりに使用するごともでき、ここではモードロ・
ツク半導体レーザアレイ24から周期的かつ並列に発生
される複数の短パルスを電気光学変調器アレイ25でそ
れぞれ独立に変調した後、上記と同様に遅延・合成部2
3で時系列光信号に変換する。このような構成からなる
高速光変調器5から出力された光信号は分岐導波路6に
よって並列に分岐され、光−光制御素子3a〜3dのそ
れぞれに対し光パルストリガとして照射されるようにな
っている。
In FIG. 1, as a means for irradiating each of the light-light control elements 33 to 3d with a light pulse trigger,
A high-speed optical modulator 5 and a branch waveguide 6 are provided. The high-speed optical modulator 5 includes, for example, a semiconductor laser array 21, an optical bistable element 22, and a delay/synthesizer 23, as shown in FIG. After outputting the optical pulses in n columns and sharpening the waveform of these optical pulses with an optical bistable element 22, these are sequentially delayed and merged in a delay/synthesizer 23 to output a time-series optical signal. (See Japanese Patent Application No. 61-275386). Alternatively, as shown in FIG. 3(b), the mode-locked semiconductor laser array 24 and the electro-optic modulator array 25 are connected to the semiconductor laser array 21 and the optical bistable element 2.
It can also be used in place of 2, here modero
After a plurality of short pulses periodically and parallelly generated from the semiconductor laser array 24 are independently modulated by the electro-optic modulator array 25, the delay/synthesizer 2 is used in the same manner as above.
3, it is converted into a time-series optical signal. The optical signal output from the high-speed optical modulator 5 having such a configuration is branched in parallel by the branching waveguide 6, and is irradiated as an optical pulse trigger to each of the optical-optical control elements 3a to 3d. ing.

以上の構成からなる本実施例の光デマルチプレクサでは
、時系列光信号が入力側の光導波路1を通ち゛ζ先光−
制御素子3a〜3dに入力する。そこで、時系列光信号
を構成している各チャネルの光パルスが同時に光−光制
御素子3a〜3dの各々に到達するように、光−光制御
素子3a〜3dの互いの空間的間隔を予め設定しておく
。そして、時系列光信号中の各チャネルの光パルスがこ
れに対応した光−光制御素子3a〜3dに到達するのと
同時に、すなわち4つのチャネルに対応する各光パルス
が4つの光−光制御素子3a〜3dの端から順に並んだ
時点で、高速光変a″!:f5及び分岐導波路6により
光−光制御素子3a〜3dのそれぞれに対し並列に光パ
ルストリガを照射する。これにより、各チャネルの光パ
ルスは空間的に分離され、それぞれのチャネルに対応す
る出力側の光導波路2a〜2dから並列に出力される。
In the optical demultiplexer of this embodiment having the above configuration, the time-series optical signal passes through the optical waveguide 1 on the input side,
Input to control elements 3a to 3d. Therefore, the mutual spatial spacing of the light-light control elements 3a to 3d is determined in advance so that the light pulses of each channel constituting the time-series optical signal reach each of the light-light control elements 3a to 3d at the same time. Set it. Then, at the same time that the optical pulses of each channel in the time-series optical signal reach the corresponding optical-light control elements 3a to 3d, that is, each optical pulse corresponding to the four channels reaches the four optical-optical control elements 3a to 3d. When the elements 3a to 3d are lined up in order from the end, a light pulse trigger is irradiated in parallel to each of the light-light control elements 3a to 3d by the high-speed optical variable a''!:f5 and the branching waveguide 6. , the optical pulses of each channel are spatially separated and output in parallel from output side optical waveguides 2a to 2d corresponding to the respective channels.

本実施例によれば、入力された光信号が全光学的に処理
されるので、その処理速度の飛yM的な向上を実現する
ことができる。
According to this embodiment, since the input optical signal is processed entirely optically, it is possible to realize a dramatic improvement in the processing speed.

第4図は、本発明の光デマルチプレクサの第2の実施例
の斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of a second embodiment of the optical demultiplexer of the present invention.

同図においては、第1図に示した光〜光制御素子アレイ
4と同一平面上に、光源31及びこれから各光−光制御
素子3a〜3dまで延びた分岐導波路32が配設されて
おり、すなわち全体がモノリシックに構成されている。
In the figure, a light source 31 and branch waveguides 32 extending from the light source 31 to each of the light-light control elements 3a to 3d are arranged on the same plane as the light-light control element array 4 shown in FIG. In other words, the entire structure is monolithic.

ここで、上記光源31及び分岐導波1i!832は、第
1図に示した高速光変調器5及び分岐導波路6と同様に
、各光〜光制御索子3a〜3dに光パルストリガを照射
するための手段である。
Here, the light source 31 and the branch waveguide 1i! 832, like the high-speed optical modulator 5 and the branching waveguide 6 shown in FIG. 1, is a means for irradiating each light to the light control cables 3a to 3d with an optical pulse trigger.

上記光源31としては、通常の半導体レーザもしくはモ
ードロック半導体レーザ等を使用することができる。こ
のような構成においても、前記実施例と同様に高速化が
可能となる。
As the light source 31, a normal semiconductor laser, a mode-locked semiconductor laser, or the like can be used. Even in such a configuration, speeding up is possible as in the embodiment described above.

なお、第1図もしくは第4図に示した光デマルチプレク
サにおいて、出力側の光導波路2a〜2dの出力端に受
光素子アレイ33を設け、光−光:ト制御素子3a〜3
dから空間的に分離された各光パルスを上記受光素子ア
レイ33で並列に光電変換することもできる。このよう
にすることにより、高速光検出器が実現される。
In addition, in the optical demultiplexer shown in FIG. 1 or FIG.
It is also possible to photoelectrically convert each optical pulse spatially separated from d by the photodetector array 33 in parallel. By doing so, a high-speed photodetector is realized.

第5図は、本発明の光マルチプレクサの第1の実施例の
斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view of a first embodiment of the optical multiplexer of the present invention.

同図においては、第1図に示したと同様な光−光制御素
子アレイ4の各出力側の光導波路2a〜2dカ月本の光
導波路41に合流されている。また、各光−光制御素子
3a〜3dに光パルストリガを照射するための手段とし
て、第3図に示したのと同様な高速光変調器423〜4
2dを複数配列してなる高速光度m器アレイ43が設け
られている。
In the figure, the optical waveguides 2a to 2d are merged into optical waveguides 41 on each output side of a light-light control element array 4 similar to that shown in FIG. Further, high-speed optical modulators 423 to 4 similar to those shown in FIG.
A high-speed photometer array 43 formed by arranging a plurality of 2d is provided.

本実施例の光マルチプレクサでは、入力側の光導波路1
中を連続光(CW光)が伝Illされ、光−光制御素子
3a〜3dに入力する。そこで、4つのチャネルのうち
の各チャネルの「1」、「0」信号に応じ、高速光変調
器428〜42dの各々により光パルストリガのオン、
オフを行、う。オンの場合に、それと対応する光−光制
御素子3a〜3dが動作して入力光の光路が切り換わり
、各チャネルに対応する出力側の光導波路2a〜2dに
送り込まれる。このように光導波路2a〜2dに送り込
まれた各光パルスは、光゛導波路41で合流されること
により時系列光信号に変換される。ここで、各チャネル
の光パルスが順次等間隔に並んで繰り返し光導波路41
中に出力されるように、予め高速光変調器42a〜42
dからの光パルストリガの出射タイミングを設定してお
(ことが望ましい。なお、入力光信号としては、連続光
の代わりに一定周期の光パルスであってもよい。
In the optical multiplexer of this embodiment, the optical waveguide 1 on the input side
Continuous light (CW light) is transmitted therethrough and input to the light-light control elements 3a to 3d. Therefore, depending on the "1" and "0" signals of each of the four channels, each of the high-speed optical modulators 428 to 42d turns on the optical pulse trigger.
Go off. When it is on, the corresponding light-light control elements 3a to 3d operate to switch the optical path of the input light and send it to the output side optical waveguides 2a to 2d corresponding to each channel. The optical pulses sent into the optical waveguides 2a to 2d in this manner are combined in the optical waveguide 41 and converted into a time-series optical signal. Here, the optical pulses of each channel are sequentially arranged at equal intervals and repeatedly passed through the optical waveguide 41.
The high-speed optical modulators 42a to 42
It is desirable to set the emission timing of the optical pulse trigger from d. Note that the input optical signal may be an optical pulse with a constant period instead of continuous light.

本実施例においても、入力された光信号が全光学的に処
理されるため、著しい高速化が可能になる。
Also in this embodiment, since the input optical signal is processed entirely optically, it is possible to significantly increase the speed.

第6図は、本発明の光マルチプレクサの第2の実施例の
斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view of a second embodiment of the optical multiplexer of the present invention.

同図においては、第1図に示したと同様な光−光制御素
子アレイ4が用いられると共に、これに対する光パルス
トリガが照射手段として、第5図に示したと同様な高速
光変調器アレイ43が設けられている。
In this figure, a light-light control element array 4 similar to that shown in FIG. 1 is used, and a high-speed optical modulator array 43 similar to that shown in FIG. It is provided.

本実施例では、複数本の光導波路2a〜2dを入力側と
し、1本の光導波路1を出力側として用いる。すなわち
、光導波路2a〜2dに対し光信号を並列に入射させ、
各光パルスが光−光制御素子3a〜3dに到達する時点
で高速光変調器42a〜42dから光パルストリガを並
列に出力することにより、光導波路1から時系列光信号
が得られる。この際、高速光変調器42a〜42dをそ
れぞれ独立に動作させれば、各光−光制御素子3a〜3
dにおいて各光パルストリガを入力光パルスとのアンド
ゲート作用が得られる。すなわち、入力光信号及び光パ
ルストリガの双方がオンの時のみ出力光信号がrlJと
なり、少なくとも一方がオフであれば出力光信号はrO
Jとなる。
In this embodiment, a plurality of optical waveguides 2a to 2d are used as the input side, and one optical waveguide 1 is used as the output side. That is, the optical signals are made to enter the optical waveguides 2a to 2d in parallel,
A time-series optical signal is obtained from the optical waveguide 1 by outputting optical pulse triggers in parallel from the high-speed optical modulators 42a-42d at the time when each optical pulse reaches the optical-optical control elements 3a-3d. At this time, if the high-speed optical modulators 42a to 42d are operated independently, each light-light control element 3a to 3
At d, an AND gate effect is obtained between each optical pulse trigger and the input optical pulse. In other words, the output optical signal is rlJ only when both the input optical signal and the optical pulse trigger are on, and when at least one is off, the output optical signal is rO
It becomes J.

なお、高速光変調器42a〜42dのみで変調(オン・
オフ)を行う場合は、入力光信号として連続光(CW光
)もしくは一定周期の光パルスを使用することができる
Note that modulation (on/off) is performed only by the high-speed optical modulators 42a to 42d.
OFF), continuous light (CW light) or a constant period optical pulse can be used as the input optical signal.

第7図は、本発明の光交換機の第1の実施例の斜視図で
ある。
FIG. 7 is a perspective view of the first embodiment of the optical exchanger of the present invention.

同図において、入力側は第1図の光デマルチプレクサと
同様な構成を有している。すなわち、1本の光導波路5
1から複数本(同図では4本)の光導波路52a〜52
dが分岐されており、その分岐部にはそれぞれ第2図に
示したと同様な光−光制御素子53a〜53dが配設さ
れ、これら全体で光−光制御素子アレイ54を構成して
いる。
In the figure, the input side has a configuration similar to that of the optical demultiplexer in FIG. 1. That is, one optical waveguide 5
One to a plurality of (four in the figure) optical waveguides 52a to 52
d is branched, and light-light control elements 53a to 53d similar to those shown in FIG.

そして、各光−光制御素子53a〜53dに光パルスト
リガを照射するための手段と°して、第3図に示したと
同様な高速光変調器55と、その出力光を並列に分岐し
て各光−光制御素子53a〜53dへ導くための分岐導
波路56が設けられている。
As a means for irradiating a light pulse trigger to each of the light-light control elements 53a to 53d, a high-speed light modulator 55 similar to that shown in FIG. 3 and its output light are branched in parallel. A branch waveguide 56 is provided to guide the light to each light-light control element 53a to 53d.

また、上記複数の光導波路52a〜52dは、その後段
に設けられたマトリクス状光導波路57の一方向の光導
波路を構成し、これと交差する他方向の光導波路58a
〜58dは出力側の1本の光導波路59に合流されてい
る。上記マトリクス状光導波路57の各交点には、上述
した光−光制御素子53a〜53dと同様な光−光制御
素子60がそれぞれ配設されている。そして、この光−
光制御素子60のそれぞれに光パルストリガを選択的に
照射するための手段として、複数の電気光学光スイッチ
アレイ61a〜61dが更にアレイ伏に配列されている
。この電気光学光スイ・ノチアレイ61a〜61dはそ
れぞれ、通常の半導体レーザやモードロック半導体レー
ザ等の光源62と、その出力光を複数の光導波路63a
〜63dのいずれか1つに切り換えるための複数の電気
光学光スイッチ648〜64dとから構成されている。
Further, the plurality of optical waveguides 52a to 52d constitute an optical waveguide in one direction of the matrix optical waveguide 57 provided at the subsequent stage, and an optical waveguide 58a in the other direction intersects with this optical waveguide.
58d are merged into one optical waveguide 59 on the output side. At each intersection of the matrix optical waveguide 57, a light-light control element 60 similar to the light-light control elements 53a to 53d described above is provided. And this light-
As a means for selectively irradiating each of the light control elements 60 with a light pulse trigger, a plurality of electro-optic light switch arrays 61a to 61d are further arranged in an array. Each of the electro-optical optical switch arrays 61a to 61d includes a light source 62 such as a normal semiconductor laser or a mode-locked semiconductor laser, and a plurality of optical waveguides 63a for transmitting the output light.
-63d, and a plurality of electro-optical switches 648-64d.

上記光導波路63a〜63dの出射端は、その下方の光
−光制御素子60のそれぞれと1対1に対応する位置に
ある。
The output ends of the optical waveguides 63a to 63d are located in one-to-one correspondence with each of the light-light control elements 60 below.

上記構成からなる本実施例の光交換機では、時系列光信
号が光導波路51を通って光−光制御素子5’3a〜5
3dに人力する。そして、時系列光信号を構成している
各チャネルの光パルスが同時に光−光制御素子53a〜
53dの各々に到達するように、光−光制御素子53a
〜53dの互いの空間的間隔を予め設定しておく。そし
て、時系列光信号中の各チャネルの光パルスがこれに対
応した光−光制御素子53a〜53dに到達するのと同
時に、すなわち4つのチャネルに対応する各光パルスが
4つの光−光制御素子53a〜53dの端から順に並ん
だ時点で、高速光変調器55及び分岐導波路56により
光−光制御素子53a〜53dのそれぞれに対し並列に
光パルストリガを照射する。これにより、各チャネルの
光パルスは空間的に分離され、それぞれのチャネルに対
応する各光導波路52a〜52dを通ってマトリクス状
光導波路57へ並列に送り込まれる。
In the optical exchanger of this embodiment having the above configuration, a time-series optical signal passes through the optical waveguide 51 and passes through the light-light control elements 5'3a to 5.
Manpower 3D. Then, the optical pulses of each channel constituting the time-series optical signal are simultaneously transmitted to the optical-optical control elements 53a to 53a.
53d, the light-light control element 53a
~53d mutual spatial spacing is set in advance. Then, at the same time that the optical pulses of each channel in the time-series optical signal reach the corresponding light-light control elements 53a to 53d, that is, each light pulse corresponding to the four channels reaches the four light-light control elements 53a to 53d. When the elements 53a to 53d are lined up in order from the end, the high speed optical modulator 55 and the branch waveguide 56 irradiate each of the light-light control elements 53a to 53d with an optical pulse trigger in parallel. Thereby, the optical pulses of each channel are spatially separated and sent in parallel to the matrix optical waveguide 57 through the optical waveguides 52a to 52d corresponding to the respective channels.

マトリクス状光導波路57へ送り込まれた各光パルスは
、7トリクスの各交点に設けられた光−光制御素子60
に対し電気光学光スイッチアレイ611〜61dで選択
的に光パルストリガを照射することにより、その光照射
個所に位置する光−光制御素子60で光路変更される。
Each optical pulse sent to the matrix optical waveguide 57 is transmitted to a light-light control element 60 provided at each intersection of 7 matrices.
By selectively irradiating a light pulse trigger with the electro-optic light switch arrays 611 to 61d, the light path is changed by the light-light control element 60 located at the light irradiation location.

ここで光路変更された各光パルスは1本の光導波路59
に合流されて、時系列光信号に変換される。例えば第7
図中の破線丸印の位置に光パルストリガを照射すると、
その位置で光路変更が起こり、各光パルスの順番が組み
換えられる。この例では、入力側における第1、第2、
第3、第4の各チャネルの光パルスが、それぞれ出力側
の第3、第11第4、第2のチャネルに現れる。
Here, each optical pulse whose optical path has been changed is passed through one optical waveguide 59.
and is converted into a time-series optical signal. For example, the seventh
When the optical pulse trigger is irradiated to the position indicated by the dotted circle in the figure,
An optical path change occurs at that position, and the order of each optical pulse is rearranged. In this example, the first, second,
The optical pulses of the third and fourth channels appear in the third, eleventh, fourth, and second channels on the output side, respectively.

本実施例によれば、第1図に示した全光学的な高速の光
デマルチプレクサを入力側に;受けると共に、光路組の
換えをも全光学的に処理できることから、例えば10 
G Ilz以上の帯域を有する極めて高速の光交換機を
実現できる。
According to this embodiment, the all-optical high-speed optical demultiplexer shown in FIG.
It is possible to realize an extremely high-speed optical switch having a bandwidth of G Ilz or higher.

第8図は、本発明の光交換機の第2の実施例の斜視図で
ある。
FIG. 8 is a perspective view of a second embodiment of the optical exchanger of the present invention.

同図においては、第7図に示したのと間し光−光寺制御
素子アレイ54、高速光変調器55及び分岐導波路56
を入力側に備え°ζいる。
In the same figure, the same as those shown in FIG.
is provided on the input side.

更に、この入力側から並列して延びた複数の光導波路5
2a〜52dの途中に、光双安定素子70が配置されて
いる。この光双安定素子70は、第9図(Jl)に示す
ように2枚の半透明ミラー70a。
Furthermore, a plurality of optical waveguides 5 extend in parallel from this input side.
An optical bistable element 70 is placed in the middle of 2a to 52d. This optical bistable element 70 includes two translucent mirrors 70a, as shown in FIG. 9 (Jl).

70bで構成されたファプリーベロ共振器内に非線形光
学物質70cを挿入してなっている。そして、入力光信
号(I s+3ml  )に外部から、バイアス光(l
ト+ai)を−旦重畳させると、このバイアス光をオフ
しない限り、第9図(blに示すように上記入力光信号
(I s;9)+al )のオン、オフ状態を記j’l
 L ’rMけ、これを出力光信号(Iou丁)として
出力することができる。光双安定素子70にバイアス光
を重畳させる手段としては、例えば第10図に示すよう
な高速光変調器76、分岐導波路77及びハーフミラ−
78の組み合わせ、あるいは高速光変調器やモードロッ
ク半導体レーザのアレイとハーフミラ−の組み合わせ等
が使用できる。
A nonlinear optical material 70c is inserted into a Fapley-Bello resonator made up of 70b. Then, a bias light (l
If the input optical signal (I s;
L'rM can be output as an output optical signal (Iou). Examples of means for superimposing bias light on the optical bistable element 70 include a high-speed optical modulator 76, a branching waveguide 77, and a half mirror as shown in FIG.
78 combinations, or a combination of a high-speed optical modulator or a mode-locked semiconductor laser array and a half mirror, etc. can be used.

上記光双安定素子70の後段には、第6図の光マルチプ
レクサと同様な構成、すなわち複数の光−光制御素子7
11〜71(lを配列してなる光−光;ti制御制御素
子アレイ及2これらに光パルストリガをそれぞれ照射す
るための複数の高速光変調器73a〜73dを配列して
なる高速光変調器アレイ74が設けられている。
At the downstream stage of the optical bistable element 70, a configuration similar to that of the optical multiplexer shown in FIG.
11 to 71 (light-light formed by arranging l; ti control element array and 2 high-speed optical modulator formed by arranging a plurality of high-speed optical modulators 73a to 73d for respectively irradiating these with optical pulse triggers) An array 74 is provided.

本実施例の光交換機では、第7図の場合と同様に、第1
1図(alに示すような時系列光信号が光導波路51を
介して光−光制御素子53a〜53dに入射する。これ
と同時に、各光−光制御素子53a〜53dに対し、第
11図(b)に示すような光パルストリガを照射する。
In the optical switch of this embodiment, as in the case of FIG.
A time-series optical signal as shown in FIG. A light pulse trigger as shown in (b) is irradiated.

これにより各・y−ヤネルの光パルスが第11図(C1
に示すように空間的に分i’ilIされ、それぞれ光導
波路52a〜52dを介して光双安定素子70に並列に
入射する。この際、光双安定素子70への入力光信号に
第11図(d)のようなバイアス光を重畳させると、光
双安定素子70の出力光信号は、第11図(elに示す
ように入力光信号がオンの時にオンになり、また入力光
信号がオフの時にオフになり、これらの状態はバイアス
光をオフにするまで維持される。光双安定素子70の各
出力光信号は、それぞれ出力側の光−光制御素子718
〜71dに並列に入射する。ここに、高速光変調器73
3〜73dの各々により、第11図(f)に示すように
、所望の光信号組み換えに対応した順序で光パルストリ
ガを加える。これにより、各光パルスの順番が組み換え
られ、第11図(g)に示すような時系列光信号となっ
て出力側の光導波路75に送り込まれる。この例では、
入力側における第1、第2、第3、第4の各チャネルの
光パルスが、それぞれ出力側の第3、第1、第4、第2
のチャネルに組み換えられる。簡単のため第11図のタ
イムチャートではその伝播に伴う時間遅れは考慮してい
ない。実際のタイミングは光路長による補正が必要であ
る。
As a result, the optical pulse of each y-Yanel is
The light beams are spatially divided as shown in FIG. 2 and are incident on the optical bistable element 70 in parallel via the optical waveguides 52a to 52d, respectively. At this time, when bias light as shown in FIG. 11(d) is superimposed on the input optical signal to the optical bistable element 70, the output optical signal of the optical bistable element 70 becomes as shown in FIG. 11 (el). It is turned on when the input optical signal is on, and it is turned off when the input optical signal is off, and these states are maintained until the bias light is turned off.Each output optical signal of the optical bistable element 70 is Light-light control element 718 on the output side, respectively
~71d in parallel. Here, a high-speed optical modulator 73
3 to 73d, the optical pulse triggers are applied in the order corresponding to the desired optical signal recombination, as shown in FIG. 11(f). As a result, the order of each optical pulse is rearranged, and a time-series optical signal as shown in FIG. 11(g) is sent to the optical waveguide 75 on the output side. In this example,
The optical pulses of the first, second, third and fourth channels on the input side are transmitted to the third, first, fourth and second channels on the output side, respectively.
channel. For simplicity, the time chart of FIG. 11 does not take into account the time delay associated with the propagation. The actual timing needs to be corrected based on the optical path length.

本実施例によれば、第1図に示した全光学的な高速の光
デマルチプレフナを入力側に設けると共に、第6図に示
した全光学的な高速の光マルチプレクサを出力側に設け
、更にそれらの中間にも全光学的に動作する光双安定素
子70を設けたことから、やはり前記実施例と同様に処
理速度の飛躍的な向上を図ることができる。
According to this embodiment, the all-optical high-speed optical demultiplexer shown in FIG. 1 is provided on the input side, and the all-optical high-speed optical multiplexer shown in FIG. 6 is provided on the output side, Furthermore, since an optical bistable element 70 operating all-optically is provided between them, the processing speed can be dramatically improved as in the previous embodiment.

第12図は、本発明の光交換機の第3の実施例の斜視図
である。
FIG. 12 is a perspective view of a third embodiment of the optical exchanger of the present invention.

同図では、第8図に示した光交換機における光双安定素
子70の代わりに複数の導波路型光双安定素子80a〜
80dが用いられると共に、これと入力及び出力側の光
−光制御素子アレイ54及び72並びにバイアス光用の
光源81a〜81dがモノリシ・ツクに構成されている
。更に、入力端の光パルストリガ照射手段として、出力
側と同様な複数の高速光変調器82a〜B2dからなる
高速光変調器アレイ83が用いられている。
In the figure, a plurality of waveguide-type optical bistable elements 80a to 80a are used instead of the optical bistable element 70 in the optical exchange shown in FIG.
80d is used, and this, input and output side light-light control element arrays 54 and 72, and bias light sources 81a to 81d are monolithically constructed. Furthermore, a high-speed optical modulator array 83 consisting of a plurality of high-speed optical modulators 82a to B2d similar to the output side is used as optical pulse trigger irradiation means at the input end.

本実施例においても、第8図の実施例と全く同様な動作
により光信号の組み換えが行われ、処理速度の著しい向
上が可能になる。
In this embodiment as well, optical signals are recombined by the same operation as in the embodiment shown in FIG. 8, making it possible to significantly improve the processing speed.

第13図は、本発明の光交換機の第4の実施例の斜視図
である。
FIG. 13 is a perspective view of a fourth embodiment of the optical exchanger of the present invention.

同図におい°ζ、入力側は第4図の光デマルチプレクサ
と同様な構成を有し°ζいる。すなわち、第7図や第8
図に示した光−光制御素子アレイ54と同一平面上に、
光源91及びこれから各光−光制御素子53a〜53d
まで延びた分岐導波路92が配設されており、すなわち
入力側の全体がモノリシックに構成されている。ここで
、上記光源91及び分岐導波路92は、第7図や第8図
に示した高速光変調器55及び分岐導波路56と同(p
に、各光−光制御素子53a〜53dに光パルストリガ
を照射するための手段である。上記光源91としては、
通常の半導体レーザやモードロ・ツク半導体レーザ等を
使用できる。
In the figure, the input side has a configuration similar to that of the optical demultiplexer shown in FIG. In other words, Figures 7 and 8
On the same plane as the light-light control element array 54 shown in the figure,
Light source 91 and each light-light control element 53a to 53d
A branch waveguide 92 extending up to 100 mm is provided, that is, the entire input side is monolithically constructed. Here, the light source 91 and the branching waveguide 92 are the same as the high-speed optical modulator 55 and the branching waveguide 56 shown in FIGS.
Second, it is a means for irradiating each light-light control element 53a to 53d with a light pulse trigger. As the light source 91,
A normal semiconductor laser, a modero-tsuk semiconductor laser, etc. can be used.

また、その後段には、第8図に示したのと同じ光双安定
素子70が設けられている。更に、その次の出力側には
、第8図や第12図で用いた光−光制御素子アレイ72
の代わりに、もう1つの光双安定素子93及び合流導波
路94が設けられている。上記光双安定素子93は、そ
の前段の光双安定素子70と異なり、光トランジスタ動
作を行うものである。すなわち、第9図(C1に示すよ
うに、入力光信号(I s;g*J )に外部から出力
トリガ(br5)が重畳された時のみ、上記入力光信号
の状態が出力光信号(l−)として出力される。前段の
光双安定素子70にバイアス光をffi畳させる手段ど
しては第10図に示したのと同様なものを使用でき、ま
た後段の光双安定素子93に出力1−リガを重畳させる
手段としては、例えば第14図に示すような複数の高速
光変調器952〜95dからなる高速光変調器アレイ9
6とハーフミラ−97との組み合わせ等が使用できる。
Further, at the subsequent stage, the same optical bistable element 70 as shown in FIG. 8 is provided. Furthermore, on the next output side, there is a light-light control element array 72 used in FIGS. 8 and 12.
Instead, another optical bistable element 93 and a merging waveguide 94 are provided. The optical bistable element 93 is different from the optical bistable element 70 in the preceding stage and performs a phototransistor operation. That is, as shown in FIG. 9 (C1), the state of the input optical signal changes to the output optical signal (l) only when the output trigger (br5) is superimposed on the input optical signal (I s; -) can be used as the means for folding the bias light into the optical bistable element 70 in the preceding stage as shown in FIG. As a means for superimposing the output 1-rega, for example, a high-speed optical modulator array 9 consisting of a plurality of high-speed optical modulators 952 to 95d as shown in FIG.
A combination of 6 and half mirror 97 can be used.

本実施例では、入力した時系列光信号の各光パルスが第
8図に示した実施例と同(′ρに光−光制御素子53 
a〜53dにより空間的に分離され、それぞれが光導波
路52a〜52dを介して光双安定素子70に並列に入
射する。この際、光双安定素子70への入力光信号にバ
イアス光を重畳させることにより、このバイアス光をオ
フにするまで入力光信号の状態が記4.1される。光双
安定素子70の各出力光信号は、それぞれ後段の光双安
定素子93に並列に入射する。ここに、所望の光信号組
み換えに対応した順序で出力]・リガを加える。
In this embodiment, each optical pulse of the inputted time-series optical signal is the same as the embodiment shown in FIG.
a to 53d, and enter the optical bistable element 70 in parallel via optical waveguides 52a to 52d, respectively. At this time, by superimposing bias light on the input optical signal to the optical bistable element 70, the state of the input optical signal is maintained as described in 4.1 until the bias light is turned off. Each output optical signal of the optical bistable element 70 is input in parallel to the optical bistable element 93 at the subsequent stage. Here, a trigger is added that outputs in an order corresponding to the desired optical signal recombination.

これにより、各光パルスの順番が組み換えられ、続いて
合流導波路94により合流されることにより、時系列の
光信号となって出力される。ここで、光双安定素子93
に加えられる出力トリガとして例えば第11図(「)に
示した光パルストリガと同じタイミングを考えると、入
力側における第1、第2、第3、第4の各チャネルの光
パルスがそれぞれ出力側の第3、第1、第4、第2のチ
ャネルに組み換えられることになる。
As a result, the order of each optical pulse is rearranged, and the pulses are then merged by the merging waveguide 94, thereby being output as a time-series optical signal. Here, the optical bistable element 93
For example, if we consider the same timing as the optical pulse trigger shown in Figure 11 ( ) as an output trigger applied to the will be recombined into the third, first, fourth, and second channels.

本実施例においても、全光学的な処理を可能にしたこと
から、やはり処理速度の飛躍的な向上が実現される。
In this embodiment as well, since all-optical processing is possible, a dramatic improvement in processing speed is achieved.

なお、これまでの各実施例において使用される光−光制
御素子としては、その−例を第2図fa)及び(blに
示したが、これらの構成に限定されるものではない。例
えば第2図(blにおいて、光導波路の全体を非線形光
学物質で構成してもよい。また、非線形光学物質として
逆特性(光照射により屈折率の増加する特性)のものを
用いた場合は、窓部13と遮光部14のパターンを互い
に逆転させればよい。
Examples of the light-light control elements used in each of the embodiments so far are shown in FIGS. In Figure 2 (bl), the entire optical waveguide may be composed of a nonlinear optical material.Also, if a nonlinear optical material with reverse characteristics (characteristic in which the refractive index increases with light irradiation) is used, the window portion The patterns of the light shielding portion 13 and the light shielding portion 14 may be reversed.

また、これまでに述べた光−光制御素子や光双安定素子
に用いられる非線形光学物質としては、例えばm−v族
化合物の多重量子井戸(MQW)、有機非線形光学材料
特に共役ポリマ材料、非線形光学分子もしくはこれの集
合体を含有するガラスポリマ、半導体をドープしたガラ
スポリマ等がある。特に、入力側に設けられた光−光制
御素子に、応答の速い有機非線形光学材料(例えばポリ
ジアセチレン、ボリマセチレン、ポリピロール、ポリチ
オフェン等の1次元共役ポリマ、非線形光学分子添加ポ
リマ等)を使用すれば、例えば100GHz以上の応答
が得られ、よって能めて高速な処理が可能になる。
In addition, nonlinear optical materials used in the light-light control devices and optical bistable devices described above include, for example, multiple quantum wells (MQW) of m-v group compounds, organic nonlinear optical materials, especially conjugated polymer materials, nonlinear There are glass polymers containing optical molecules or aggregates thereof, glass polymers doped with semiconductors, and the like. In particular, if a fast-responsive organic nonlinear optical material (e.g., one-dimensional conjugated polymer such as polydiacetylene, polymacetylene, polypyrrole, polythiophene, etc., a polymer doped with nonlinear optical molecules, etc.) is used for the light-light control element provided on the input side, , a response of, for example, 100 GHz or more can be obtained, thus making it possible to perform high-speed processing.

さらに、前述した高速光変調器としては、第3図に示し
たものの他に、各種の構成が使用できる。
Furthermore, various configurations other than the one shown in FIG. 3 can be used as the above-mentioned high-speed optical modulator.

例えば、同図(b)におけるモードロック半導体レーザ
アレイ24の代わりに、1個のモードロック半導体レー
ザと分岐導波路を用いてもよい。また、遅延・合成部2
3としては、複数の光導波路ちしくは光ファイバの実際
の長さや屈折率を順次界なら廿°ζ光路?Cを変化させ
たもの等が使用できる。
For example, one mode-locked semiconductor laser and a branch waveguide may be used instead of the mode-locked semiconductor laser array 24 in FIG. 2(b). In addition, the delay/synthesizer 2
As for 3, if the actual length and refractive index of multiple optical waveguides or optical fibers are in the sequential field, is the optical path ? Variations of C can be used.

また、第7図において、7トリクス状光、導波路57の
各交点にある光−光制御素子60へ選択的に光照射する
手段として、電気光学光スイッチ61a〜61dの代わ
りに、2次元的に配列された面発光レーザを用いてもよ
い。更に、入力側もしくは出力側に設けられた各光−光
制御素子へ光照射する手段としては、第1図に示したよ
うな高速光変調器及び分岐導波路の組み合わせや、第5
図に示したような高速光変調器アレ・イの他にで一ドl
コック半導体レーデアレイ等であってもよい。
In addition, in FIG. 7, two-dimensional light switches 61a to 61d are used as means for selectively irradiating light to the light-light control element 60 at each intersection of the 7-trix light waveguide 57. Surface-emitting lasers arranged in a row may also be used. Furthermore, as a means for irradiating light to each light-light control element provided on the input side or output side, a combination of a high-speed optical modulator and a branching waveguide as shown in FIG.
In addition to the high-speed optical modulator array shown in the figure,
It may also be a Koch semiconductor radar array or the like.

なお、前述した各実施例においては4つのチャネルの場
合についてのみ示したが、これ以外のチャネル数であっ
てもよいことは勿iに11である。
In each of the above-described embodiments, only the case of four channels is shown, but it goes without saying that the number of channels other than this may be 11.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、入力された光信
号が全光学的に処理されるので、その処理速度を飛躍的
に向上さけることができる。
As described above, according to the present invention, the input optical signal is processed entirely optically, so that the processing speed can be dramatically improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の光デマルチプレクサの第1の実施例の
斜視図、 第2図に1)及び(blは光−光制御素子3a〜3dの
一例の平面図、 第3図(11及びfblは高速光変調器5の一例の購成
図、 第4図は本発明の光デマルチプレクサの第2の実施例の
斜視図、 第5図は本発明の光マルチプレクサの第1の実施例の斜
視図、 第6図は本発明の光マルチプレクサの第2の実施例の斜
ン見図、 第7図は本発明の光交換機の第1の実施例の斜視図、 第8図は本発明の光交換機の第2の実施例の斜視図、 第9図(Jl)〜(C)は光双安定素子の断面溝底及び
その動作を示す図、 第10図は光双安定素子70へのバイアス光重畳下段の
一例のふ;]視図1 第11図(al〜(川は第8図の光交喚践の動作を示す
タイJいチャート、 第12図は本発明の光交換機の第3の実施例の斜視図、 第13図は本発明の光交換機の第4の実施例の斜視図、 第14図は光双安定素子93−・の出力トリガ重畳手段
の一例の斜視図である。 39〜3d・・・光−光制御素子、 4・・・光−光制御素子アレイ、 5・・・高速光変調器、 6・・・分岐導波路、 31・・・光源、 32・・・分岐導波路、 33・・・受光素子アレイ、 41・・・光導波路、 42a〜42d・・・高速光変調器、 43・・・高速光変調器アレイ、 S3a〜53d・・・光−光制御素子、54・・・光−
光制御素子アレイ、 55・・・高速光変調器、 56・・・分岐導波路、 57・・・マトリクス伏光導波路、 59・・・光導波路、 60・・・光−光制御素子、 6ta〜61(I・・・電気光学光スイッチアレイ、 70・・・光双安定素子、 71a〜71d・・・光−光制御素子、72・・・光−
光制御素子アレイ、 731〜73d・・・高速光変調器、 74・・・高速光変調器アレイ、 80a〜80d・・・導波路型光双安定素子、91・・
・光源、 92・・・分岐導波路、 93・・・光双安定素子、 94・・・合流導波路。 (G)     − (b) 光−光制御前+3a〜3dの−伊1 第2図 (Q) 第 9 図 光1又守定素子7oへのバイアス尤重畳チ殻の−イ列第
10図 −−^                へ0    
   1          g          
’。
FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of the optical demultiplexer of the present invention, FIG. 2 is a plan view of an example of light-light control elements 3a to 3d, and FIG. fbl is a purchase diagram of an example of the high-speed optical modulator 5, FIG. 4 is a perspective view of the second embodiment of the optical demultiplexer of the present invention, and FIG. 5 is a diagram of the first embodiment of the optical multiplexer of the present invention. 6 is a perspective view of a second embodiment of the optical multiplexer of the present invention; FIG. 7 is a perspective view of the first embodiment of the optical exchanger of the present invention; FIG. 8 is a perspective view of the first embodiment of the optical exchanger of the present invention. A perspective view of the second embodiment of the optical exchanger, FIGS. 9(Jl) to (C) are diagrams showing the cross-sectional groove bottom of the optical bistable element and its operation, and FIG. 10 is a bias to the optical bistable element 70. An example of the lower stage of optical superimposition.] View 1 Figure 11 (al~) Figure 12 is a tie chart showing the operation of the optical exchange system in Figure 8. FIG. 13 is a perspective view of a fourth embodiment of the optical exchange according to the present invention. FIG. 14 is a perspective view of an example of an output trigger superimposing means of an optical bistable element 93-. 39-3d... Light-light control element, 4... Light-light control element array, 5... High-speed optical modulator, 6... Branch waveguide, 31... Light source, 32... Branch waveguide, 33... Light receiving element array, 41... Optical waveguide, 42a to 42d... High speed optical modulator, 43... High speed optical modulator array, S3a to 53d... Light-light control Element, 54... light-
Optical control element array, 55... High-speed optical modulator, 56... Branching waveguide, 57... Matrix folded optical waveguide, 59... Optical waveguide, 60... Light-light control element, 6ta~ 61 (I... Electro-optical optical switch array, 70... Optical bistable element, 71a to 71d... Light-light control element, 72... Light-
Optical control element array, 731-73d... High-speed optical modulator, 74... High-speed optical modulator array, 80a-80d... Waveguide type optical bistable element, 91...
- Light source, 92... Branching waveguide, 93... Optical bistable element, 94... Merging waveguide. (G) - (b) Light - before light control +3a to 3d -I1 Fig. 2 (Q) Fig. 9 -I column of bias likelihood superimposition on light 1 and protection element 7o Fig. 10 - −^ to 0
1 g
'.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)光パルストリガの照射により入力光信号の光路を切
り換え可能な光−光制御素子(3a〜3d)を複数配列
してなり、かつ前記入力光信号として時系列光信号の入
力される1つの入力側光導波路、及び前記光−光制御素
子毎に分岐された複数の出力側光導波路を有する光−光
制御素子アレイ(4)と、 前記時系列光信号の各光パルスが前記光−光制御素子に
到達するのと同期して前記光−光制御素子のそれぞれに
対し並列に光パルストリガを照射し、これにより前記時
系列光信号の各光パルスを空間的に分離させて前記出力
側光導波路に送り込ませる光パルストリガ照射手段(5
、6)とを備えることを特徴とする光デマルチプレクサ
。 2)光パルストリガの照射により入力光信号の光路を切
り換え可能な光−光制御素子(3a〜3d)を複数配列
してなり、かつ前記入力光信号の入力される1つの入力
側光導波路、及び前記光−光制御素子毎に分岐された複
数の出力側光導波路を有する光−光制御素子アレイ(4
)と、前記光−光制御素子のそれぞれに対し光パルスト
リガを照射し、これにより複数の光パルスをそれぞれ前
記出力側光導波路に送り込ませる光パルストリガ照射手
段(43)と、 前記複数の光パルスを合流させて時系列の光信号にする
光パルス合流手段(41)とを備えることを特徴とする
光マルチプレクサ。 3)光パルストリガの照射により入力光信号の光路を切
り換え可能な光−光制御素子(3a〜3d)を複数配列
してなり、かつ複数の入力光信号を前記光−光制御素子
のそれぞれに並列に入力させる複数の入力側光導波路、
及び前記光−光制御素子からの出力光信号が入力される
1つの出力側光導波路を有する光−光制御素子アレイ(
4)と、前記光−光制御素子のそれぞれに対し並列に光
パルストリガを照射し、これにより前記並列の複数の入
力光信号の各光パルスを前記出力側光導波路に送り込み
時系列信号とする光パルストリガ照射手段(43)とを
備えることを特徴とする光マルチプレクサ。 4)光パルストリガの照射により入力光信号の光路を切
り換え可能な光−光制御素子(3a〜3d)を複数配列
してなり、かつ前記入力光信号として時系列光信号の入
力される1つの入力側光導波路、及び前記光−光制御素
子毎に分岐された複数の出力側光導波路を有する光−光
制御素子アレイ(4)と、 前記時系列光信号の各光パルスが前記光−光制御素子に
到達するのと同期して前記光−光制御素子のそれぞれに
対し並列に光パルストリガを照射し、これにより前記時
系列光信号の各光パルスを空間的に分離させて前記出力
側光導波路に送り込ませる光パルストリガ照射手段(5
、6)と、前記空間的に分離された光パルスを並列に光
電変換する受光素子アレイ(33)とを備えることを特
徴とする高速光検出器。 5)光パルストリガの照射により入力光信号の光路を切
り換え可能な光−光制御素子(53a〜53d)を複数
配列してなり、かつ前記入力光信号として時系列光信号
の入力される光−光制御素子アレイ(54)と、 前記時系列光信号の各光パルスが前記光−光制御素子に
到達するのと同期して前記光−光制御素子のそれぞれに
対し並列に光パルストリガを照射し、これにより前記時
系列光信号の各光パルスを空間的に分離させる光パルス
トリガ照射手段(55、56)と、 マトリクス状に構成された複数の光導波路の各交点に光
−光制御素子(60)を配置してなり、かつ該光−光制
御素子のそれぞれに選択的に光照射することにより前記
空間的に分離された各光パルスの光路を組み換える光路
組み換え手段(57)と、 該光路の組み換えられた光パルスを合流させ時系列光信
号にして出力する光パルス合流手段(59)とを備える
ことを特徴とする光交換機。 6)光パルストリガの照射により入力光信号の光路を切
り換え可能な光−光制御素子(53a〜53d)を複数
配列してなり、かつ前記入力光信号として時系列光信号
の入力される第1の光−光制御素子アレイ(54)と、 前記時系列光信号の各光パルスが前記光−光制御素子に
到達するのと同期して前記光−光制御素子のそれぞれに
対し並列に光パルストリガを照射し、これにより前記時
系列光信号の各光パルスを空間的に分離させる第1の光
パルストリガ照射手段(55、56)と、 前記空間的に分離された光パルスをバイアス光の照射に
より一時的に記憶する光双安定素子(70)と、 光−光制御素子(71a〜71d)を複数配列してなり
、かつ該複数の光−光制御素子のそれぞれに前記光双安
定素子に記憶された光パルスが並列に入力され第2の光
−光制御素子アレイ(72)と、 該第2の光−光制御素子アレイの各光−光制御素子に対
して互いに時間間隔のずれた光パルストリガを照射し、
これにより前記並列の光パルスの順序を入れ換えて時系
列に出力させる第2の光パルストリガ照射手段(74)
とを備えることを特徴とする光交換機。 7)光パルストリガの照射により入力光信号の光路を切
り換え可能な光−光制御素子(53a〜53d)を複数
配列してなり、かつ前記入力光信号として時系列光信号
の入力される光−光制御素子アレイ(54)と、 前記時系列光信号の各光パルスが前記光−光制御素子に
到達するのと同期して前記光−光制御素子のそれぞれに
対し並列に光パルストリガを照射し、これにより前記時
系列光信号の各光パルスを空間的に分離させる光パルス
トリガ照射手段(91、92)と、 前記空間的に分離された光パルスをバイアス光の照射に
より一時的に記憶する第1の光双安定素子(70)と、 該第1の光双安定素子に記憶された光パルスが並列に入
力され、該並列の光パルスをそれぞれ出力トリガの照射
により出力する第2の光双安定素子(93)と、 該第2の光双安定素子に対し、これに入力された各光パ
ルス毎に前記出力トリガを互いに時間間隔をずらして照
射し、これにより前記並列の光パルスの順序を入れ換え
て順次出力させる出力トリガ照射手段(96、97)と
、 前記第2の光双安定素子から順次出力される光パルスを
合流させ時系列光信号にして出力する光パルス合流手段
(94)とを備えることを特徴とする光交換機。
[Claims] 1) A plurality of light-light control elements (3a to 3d) capable of switching the optical path of an input optical signal by irradiation with an optical pulse trigger are arranged, and the input optical signal is a time-series optical signal. a light-to-light control element array (4) having one input-side optical waveguide into which the time-series optical signals are input, and a plurality of output-side optical waveguides branched for each of the light-to-light control elements; A light pulse trigger is applied to each of the light-to-light control elements in parallel in synchronization with the pulse reaching the light-to-light control element, thereby spatially controlling each light pulse of the time-series light signal. Optical pulse trigger irradiation means (5) for separating and sending it to the output side optical waveguide.
, 6). 2) one input-side optical waveguide formed by arranging a plurality of light-light control elements (3a to 3d) capable of switching the optical path of an input optical signal by irradiation with an optical pulse trigger, and into which the input optical signal is input; and a light-light control element array (4) having a plurality of output-side optical waveguides branched for each light-light control element.
), an optical pulse trigger irradiation means (43) for irradiating each of the light-light control elements with an optical pulse trigger, thereby sending a plurality of optical pulses to each of the output side optical waveguides; An optical multiplexer comprising an optical pulse merging means (41) for merging pulses into a time-series optical signal. 3) A plurality of light-light control elements (3a to 3d) capable of switching the optical path of an input optical signal by irradiation with a light pulse trigger are arranged, and the plurality of input optical signals are directed to each of the light-light control elements. Multiple input side optical waveguides for parallel input,
and a light-light control element array (
4) A light pulse trigger is applied to each of the light-light control elements in parallel, thereby sending each light pulse of the plurality of parallel input light signals to the output optical waveguide to form a time-series signal. An optical multiplexer comprising an optical pulse trigger irradiation means (43). 4) One element comprising a plurality of arrayed light-light control elements (3a to 3d) capable of switching the optical path of an input optical signal by irradiation with an optical pulse trigger, and into which a time-series optical signal is input as the input optical signal. a light-to-light control element array (4) having an input-side optical waveguide and a plurality of output-side optical waveguides branched for each of the light-to-light control elements; A light pulse trigger is irradiated in parallel to each of the light-to-light control elements in synchronization with the light reaching the control element, thereby spatially separating each light pulse of the time-series light signal to the output side. Optical pulse trigger irradiation means (5
, 6) and a light receiving element array (33) that photoelectrically converts the spatially separated optical pulses in parallel. 5) Light capable of switching the optical path of an input optical signal by irradiation with an optical pulse trigger - A light formed by arranging a plurality of optical control elements (53a to 53d), and into which a time-series optical signal is input as the input optical signal. a light control element array (54); irradiating a light pulse trigger to each of the light-to-light control elements in parallel in synchronization with each light pulse of the time-series optical signal reaching the light-to-light control element; and optical pulse trigger irradiation means (55, 56) for spatially separating each optical pulse of the time-series optical signal, and a light-light control element at each intersection of the plurality of optical waveguides configured in a matrix. (60), and recombines the optical path of each of the spatially separated optical pulses by selectively irradiating each of the light-light control elements with light; An optical exchanger comprising an optical pulse merging means (59) for merging the optical pulses whose optical paths have been recombined and outputting them as a time-series optical signal. 6) A first element comprising a plurality of arrayed light-light control elements (53a to 53d) capable of switching the optical path of an input optical signal by irradiation with an optical pulse trigger, and into which a time-series optical signal is input as the input optical signal. a light-to-light control element array (54); and a light pulse to each of the light-to-light control elements in parallel in synchronization with each light pulse of the time-series optical signal reaching the light-to-light control element. first optical pulse trigger irradiation means (55, 56) that irradiates a trigger and thereby spatially separates each optical pulse of the time-series optical signal; and irradiates the spatially separated optical pulses with bias light. an optical bistable element (70) that temporarily stores data upon irradiation, and a plurality of light-light control elements (71a to 71d) arranged, and each of the plurality of light-light control elements is provided with the optical bistable element. The optical pulses stored in are input in parallel to the second light-light control element array (72), and the time intervals are shifted from each other to each light-light control element of the second light-light control element array. irradiate the optical pulse trigger,
A second light pulse trigger irradiation means (74) that thereby rearranges the order of the parallel light pulses and outputs them in time series.
An optical switching device characterized by comprising: 7) Light capable of switching the optical path of an input optical signal by irradiation with an optical pulse trigger - A light formed by arranging a plurality of optical control elements (53a to 53d), and into which a time-series optical signal is input as the input optical signal. a light control element array (54); irradiating a light pulse trigger to each of the light-to-light control elements in parallel in synchronization with each light pulse of the time-series optical signal reaching the light-to-light control element; and optical pulse trigger irradiation means (91, 92) for spatially separating each optical pulse of the time-series optical signal, and for temporarily storing the spatially separated optical pulses by irradiating bias light. A first optical bistable element (70) that receives the optical pulses stored in the first optical bistable element in parallel, and outputs the parallel optical pulses by irradiation with an output trigger, respectively. The optical bistable element (93) and the second optical bistable element are irradiated with the output trigger at different time intervals for each optical pulse inputted thereto, whereby the parallel optical pulses are output trigger irradiation means (96, 97) for reversing the order of and outputting sequentially, and optical pulse merging means (96, 97) for merging the optical pulses sequentially output from the second optical bistable element and outputting them as a time-series optical signal. 94).
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JP2006184345A (en) * 2004-12-27 2006-07-13 Keio Gijuku Optical switch, optical serial-parallel converter, parallel bit delay variable/wavelength conversion circuit, and optical time switch

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