JPH0426086B2 - - Google Patents
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- JPH0426086B2 JPH0426086B2 JP4257383A JP4257383A JPH0426086B2 JP H0426086 B2 JPH0426086 B2 JP H0426086B2 JP 4257383 A JP4257383 A JP 4257383A JP 4257383 A JP4257383 A JP 4257383A JP H0426086 B2 JPH0426086 B2 JP H0426086B2
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 78
- ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N nobelium Chemical compound [No] ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 10
- 241001125929 Trisopterus luscus Species 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F3/00—Optical logic elements; Optical bistable devices
- G02F3/02—Optical bistable devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光情報の記憶を行なう光セツトリセツ
トフリツプフロツプ回路に関する。
トフリツプフロツプ回路に関する。
従来、電気信号の論理演算を高速で行なうデバ
イスとしてはカレント・スイツチを基本ブロツク
としてカレントモードロジツクが知られており更
には近年GaAsFETやジヨセフソン結合素子等を
用いた超高速論理演算デバイスの研究が進められ
ている。
イスとしてはカレント・スイツチを基本ブロツク
としてカレントモードロジツクが知られており更
には近年GaAsFETやジヨセフソン結合素子等を
用いた超高速論理演算デバイスの研究が進められ
ている。
しかしながら画像情報等の２次元的で大量なデ
ータの高速デイジタル情報処理を電気信号で行な
うには演算速度、消費電力等の面で限界がある。
このため高速で２次元並列の情報処理に親和性の
ある光信号を光のままデイジタル情報処理するこ
とのできる光論理演算デバイスの実現が望まれて
おりこのような光論理演算デバイスには、光情報
を読み書きすることのできる光情報記憶デバイス
が不可欠である。
ータの高速デイジタル情報処理を電気信号で行な
うには演算速度、消費電力等の面で限界がある。
このため高速で２次元並列の情報処理に親和性の
ある光信号を光のままデイジタル情報処理するこ
とのできる光論理演算デバイスの実現が望まれて
おりこのような光論理演算デバイスには、光情報
を読み書きすることのできる光情報記憶デバイス
が不可欠である。
本発明の目的は光信号によつて出射光の光量を
２値の間でセツト、リセツトすることのできる光
セツトリセツトフリツプフロツプ回路を提供する
ことにある。
２値の間でセツト、リセツトすることのできる光
セツトリセツトフリツプフロツプ回路を提供する
ことにある。
本発明によればセツト光信号入力端子に入射端
を、光信号出力端子に出射端をそれぞれ導びかれ
た光双安定素子と、リセツト光信号入力端子に入
射端を、前記光双安定素子に出射端をそれぞれ導
びかれた光インバータによつて構成されることを
特徴とする光セツトリセツトフリツプフロツプ回
路が得られる。
を、光信号出力端子に出射端をそれぞれ導びかれ
た光双安定素子と、リセツト光信号入力端子に入
射端を、前記光双安定素子に出射端をそれぞれ導
びかれた光インバータによつて構成されることを
特徴とする光セツトリセツトフリツプフロツプ回
路が得られる。
第１図は本発明の第１の実施例を示す図であ
る。第１図よれば本発明の第１の実施例は一方の
端面１００にセツト光信号が入射される光導波路
１０１と、光導波路１０１の他方の端面に入射端
を接する光双安定素子１０２と、一方の端面１０
３にリセツトする光信号が入射される光導波路１
０４と、光導波路１０４の他方の端面に入射端を
接する光インバータ１０５と、光インバータ素子
１０５の出射端に一方の端面を前記光双安定素子
１０２の入射端に他方の端面をそれぞれ接する光
導波路１０６と、前記光双安定素子１０２の出射
端に一方の端面を接した前記光双安定素子１０２
の出射光を他方の端面１０７に導びく光導波路１
０８を含む。
る。第１図よれば本発明の第１の実施例は一方の
端面１００にセツト光信号が入射される光導波路
１０１と、光導波路１０１の他方の端面に入射端
を接する光双安定素子１０２と、一方の端面１０
３にリセツトする光信号が入射される光導波路１
０４と、光導波路１０４の他方の端面に入射端を
接する光インバータ１０５と、光インバータ素子
１０５の出射端に一方の端面を前記光双安定素子
１０２の入射端に他方の端面をそれぞれ接する光
導波路１０６と、前記光双安定素子１０２の出射
端に一方の端面を接した前記光双安定素子１０２
の出射光を他方の端面１０７に導びく光導波路１
０８を含む。
第２図は、第１図に示した本発明の第１の実施
例を説明するためのタイムチヤーートを示す図で
ある。
例を説明するためのタイムチヤーートを示す図で
ある。
第２図おいて光信号波形２００は端面１００に
入射されるセツト光信号を、光信号波形２０１は
端面１０３に入射されるリセツト光信号を、光信
号波形２０２は光インバータ１０５の出射光を、
光信号波形２０３は光双安定素子１０２の出射光
をそれぞれ示す。
入射されるセツト光信号を、光信号波形２０１は
端面１０３に入射されるリセツト光信号を、光信
号波形２０２は光インバータ１０５の出射光を、
光信号波形２０３は光双安定素子１０２の出射光
をそれぞれ示す。
第２図によれば第１図に示した本発明の実施例
は、光インバータ１０５によつて光双安定素子１
０２の入射端に常時、光量Pbを有するバイアス
光２０２が加えられており、これによつて光双安
定素子１０２の出射光２０３はP0あるいはP1の
いずれか一方の光量に保持されている。光双安定
素子１０２の出射光２０３が光量P0を保持して
いる時に端面１００にあらかじめ定められた光量
Ph′を有するセツト光信号２００が加えられる
と、光双安定素子１０２の出射光２０３は光量
P1を示し以後入射端にバイアス光Pbが加えられ
ている限り光量P1を保つ。ここで光インバータ
１０５は、入射端にあらかじめ定められた光量
Phを有する光信号が加えられると出射光の光量
がゼロとなる性質を有するものであり、このため
端面１０３に光量Phを有するリセツト光パルス
信号２０１が入射されると、光インバータ１０５
の出射光光量は入射光光量がPhとなる間ゼロと
なる。これによつて光双安定素子１０２の出射光
２０３は光量P0に戻り以後入射端にバイアス光
Pbが加えられている限り光量P0を保つ。光双安
定素子１０２は入射光量Pinに対する出射光量
Poutの特性が第３図に示すような双安定性を示
すものである。すなわち、入射光量Pinを０から
増加させたときにはPaで急激に出射光量Prutが
増加し、逆にPinをPtから減少させた場合には出
射光量PoutはPcで急激に減少するようなヒステ
リシス特性を示し入射端に光量Pbのバイアス光
を加えた時に出射光量Pout＝P0およびP0の２つ
のの安定点を有する。
は、光インバータ１０５によつて光双安定素子１
０２の入射端に常時、光量Pbを有するバイアス
光２０２が加えられており、これによつて光双安
定素子１０２の出射光２０３はP0あるいはP1の
いずれか一方の光量に保持されている。光双安定
素子１０２の出射光２０３が光量P0を保持して
いる時に端面１００にあらかじめ定められた光量
Ph′を有するセツト光信号２００が加えられる
と、光双安定素子１０２の出射光２０３は光量
P1を示し以後入射端にバイアス光Pbが加えられ
ている限り光量P1を保つ。ここで光インバータ
１０５は、入射端にあらかじめ定められた光量
Phを有する光信号が加えられると出射光の光量
がゼロとなる性質を有するものであり、このため
端面１０３に光量Phを有するリセツト光パルス
信号２０１が入射されると、光インバータ１０５
の出射光光量は入射光光量がPhとなる間ゼロと
なる。これによつて光双安定素子１０２の出射光
２０３は光量P0に戻り以後入射端にバイアス光
Pbが加えられている限り光量P0を保つ。光双安
定素子１０２は入射光量Pinに対する出射光量
Poutの特性が第３図に示すような双安定性を示
すものである。すなわち、入射光量Pinを０から
増加させたときにはPaで急激に出射光量Prutが
増加し、逆にPinをPtから減少させた場合には出
射光量PoutはPcで急激に減少するようなヒステ
リシス特性を示し入射端に光量Pbのバイアス光
を加えた時に出射光量Pout＝P0およびP0の２つ
のの安定点を有する。
第２図に示したセツト光信号２００の光量
Ph′は第３図のヒステリシス特性における光量Pt
−Pb以上の値に設定される。
Ph′は第３図のヒステリシス特性における光量Pt
−Pb以上の値に設定される。
第４図ａ，ｂは本発明に用いることができる光
双安定素子の例を示す図である。
双安定素子の例を示す図である。
第４図ａは方向性結合形光スイツチを用いた光
双安定素子であり、光スイツチの出力光の一部を
光スイツチ印加電圧に帰還することによつて第３
図のような入出射光特性を得ることができる。第
４図ａにおいて１０は方向性結合形光スイツチ、
１１は半透過ミラー、１２は光検出器、１３は電
圧増幅器である。動作原理の詳細は文献、アイ・
イー・イー・−イ、ジヤーナルオブカンタムエレ
クトロニクス、キユーイー14巻（IEEE Journal
of Quantum Electronics，vol.QE−14）577ペ
ージから580ページに述べられている。第４図ｂ
は双安安定半導体レーザを示す。半導体レーザの
共振器の一部に可飽和吸収部分、例えば電流の注
入されない部分を設けることによつて注入電流対
光出力特性に双安定性をもたせることができ、こ
のとき注入電流ｉを適当に選ぶことによつて第３
図に示す入出射光特性が得られる。上記双安定半
導体レーザのの詳細は文献エレクトロニクス・レ
ター（Electronuics Letter）第17巻741ページと
昭和57年度電子通信学会光・電波部門全国大会講
演論文集（分冊２）272番に述べられている。
双安定素子であり、光スイツチの出力光の一部を
光スイツチ印加電圧に帰還することによつて第３
図のような入出射光特性を得ることができる。第
４図ａにおいて１０は方向性結合形光スイツチ、
１１は半透過ミラー、１２は光検出器、１３は電
圧増幅器である。動作原理の詳細は文献、アイ・
イー・イー・−イ、ジヤーナルオブカンタムエレ
クトロニクス、キユーイー14巻（IEEE Journal
of Quantum Electronics，vol.QE−14）577ペ
ージから580ページに述べられている。第４図ｂ
は双安安定半導体レーザを示す。半導体レーザの
共振器の一部に可飽和吸収部分、例えば電流の注
入されない部分を設けることによつて注入電流対
光出力特性に双安定性をもたせることができ、こ
のとき注入電流ｉを適当に選ぶことによつて第３
図に示す入出射光特性が得られる。上記双安定半
導体レーザのの詳細は文献エレクトロニクス・レ
ター（Electronuics Letter）第17巻741ページと
昭和57年度電子通信学会光・電波部門全国大会講
演論文集（分冊２）272番に述べられている。
第５図は本実施例における光インバータ１０２
の一例を示すものである。第５図によれば第１図
に示した光インバータ１０２はフエブリペロー共
振器の反射面５０２および５０３の方向に接合面
から出力光５０４を発光しており、さらに接合面
に出力光５０４を横切る方向にコヒーレント入力
光５０５が入射される半導体レーザ５０１によつ
て構成される。入力光５０５が入射されていない
状態では、半導体レーザ５０１内の反転分布は一
様であり半導体レーザ５０１はフエブリペロー共
振器の共振による誘導放出が最大である方向に出
力光５０４を発している。コヒーレントな入力光
５０５が接合部の平面に出力光５０４を横切る方
向に入射しこのの入力光５０５の強度Pinが出力
光５０４の強度Poutより大きい場合には、半導
体レーザ５０１内の反転分布による光子が出力光
５０４の方向よりも入力光５０５の方向に強く誘
導放出される。この結果出力光５０４の方向への
発光に寄与する反転分布が減少し、出力光５０４
の発光が停止する。
の一例を示すものである。第５図によれば第１図
に示した光インバータ１０２はフエブリペロー共
振器の反射面５０２および５０３の方向に接合面
から出力光５０４を発光しており、さらに接合面
に出力光５０４を横切る方向にコヒーレント入力
光５０５が入射される半導体レーザ５０１によつ
て構成される。入力光５０５が入射されていない
状態では、半導体レーザ５０１内の反転分布は一
様であり半導体レーザ５０１はフエブリペロー共
振器の共振による誘導放出が最大である方向に出
力光５０４を発している。コヒーレントな入力光
５０５が接合部の平面に出力光５０４を横切る方
向に入射しこのの入力光５０５の強度Pinが出力
光５０４の強度Poutより大きい場合には、半導
体レーザ５０１内の反転分布による光子が出力光
５０４の方向よりも入力光５０５の方向に強く誘
導放出される。この結果出力光５０４の方向への
発光に寄与する反転分布が減少し、出力光５０４
の発光が停止する。
第６図は前記光インバータの動作を説明する為
の第５図ににおけるPinとPoutの関係を示す図で
ある。第６図においてPinが０の場合、Pbが出力
され、しきい値光量Pth以上の光量Phが入力され
るとPoutは０となる。したがつてPinが光量Phで
ある状態を入力論理レベル“Ｈ”、Pinが光量Ph
である状態を入力論理レベル“Ｌ”、Poutが光量
Pbである状態を出力論理レベル“Ｈ”、Poutが光
量０である状態を出力論理レベル“Ｌ”に対応さ
せることによつて入力論理レベルと出力論理レベ
ルが反転しているインバータを実現している。
の第５図ににおけるPinとPoutの関係を示す図で
ある。第６図においてPinが０の場合、Pbが出力
され、しきい値光量Pth以上の光量Phが入力され
るとPoutは０となる。したがつてPinが光量Phで
ある状態を入力論理レベル“Ｈ”、Pinが光量Ph
である状態を入力論理レベル“Ｌ”、Poutが光量
Pbである状態を出力論理レベル“Ｈ”、Poutが光
量０である状態を出力論理レベル“Ｌ”に対応さ
せることによつて入力論理レベルと出力論理レベ
ルが反転しているインバータを実現している。
第５図における半導体レーザの注入光による発
振停止の現象については、文献 ソビエト フイ
ジツクス セミコンダクターズ（Soviet Physics
−Semiconductors）第３巻３号1969年９月、314
ページでくわしく述べられている。
振停止の現象については、文献 ソビエト フイ
ジツクス セミコンダクターズ（Soviet Physics
−Semiconductors）第３巻３号1969年９月、314
ページでくわしく述べられている。
第７図は本発明の第２の実施例を示す図であ
る。第７図において第１図と同一番号を付したも
のは第１図と同一の構成要素を示す。第１図に示
した第１の実施例と異なり第７図に示した本発明
の第２の実施例においては、導波路１０１によつ
て導びかれるセツト光信号と、導波路１０６によ
つて導びかれる光信号は光そう入回路７００によ
つて合流された後に光導波路７０１を経て光双安
定素子１０２の入射端に導びかれている。
る。第７図において第１図と同一番号を付したも
のは第１図と同一の構成要素を示す。第１図に示
した第１の実施例と異なり第７図に示した本発明
の第２の実施例においては、導波路１０１によつ
て導びかれるセツト光信号と、導波路１０６によ
つて導びかれる光信号は光そう入回路７００によ
つて合流された後に光導波路７０１を経て光双安
定素子１０２の入射端に導びかれている。
以上述べたように本発明によれば光信号によつ
て出射光の光量を２値の間でセツト、リセツトす
ることのできる光セツトリセツトフリツプフロツ
プ回路が得られる。
て出射光の光量を２値の間でセツト、リセツトす
ることのできる光セツトリセツトフリツプフロツ
プ回路が得られる。
第１図は本発明の第１の実施例を示す回路図、
第２図は第１図の実施例の動作を説明する為のタ
イムチヤート、第３図は第１図に示した光双安定
素子１０２の特性を示す図、第４図は第１図に示
した光双安定素子１０２の具体例を示す図、第５
図は第１図に示した光インバータ１０５の具体例
を示す図、第６図は第５図に示した光インバータ
１０５の特性を示す図、第７図は本発明の第２の
実施例を示す図である。 図おいて、１０１，１０４，１０６，１０８お
よび７０１は光導波路、１０２は光双安定素子、
１０５は光インバータ、をそれぞれ示す。
第２図は第１図の実施例の動作を説明する為のタ
イムチヤート、第３図は第１図に示した光双安定
素子１０２の特性を示す図、第４図は第１図に示
した光双安定素子１０２の具体例を示す図、第５
図は第１図に示した光インバータ１０５の具体例
を示す図、第６図は第５図に示した光インバータ
１０５の特性を示す図、第７図は本発明の第２の
実施例を示す図である。 図おいて、１０１，１０４，１０６，１０８お
よび７０１は光導波路、１０２は光双安定素子、
１０５は光インバータ、をそれぞれ示す。
Claims (1)
- １ セツト光信号入力端子に入射端を、光信号出
力端子に出射端をそれぞれ導びかれた光双安定素
子と、リセツト光信号入力端子に入射端を、前記
光双安定素子に出射端をそれぞれ導びかれた光イ
ンバータによつて構成されることを特徴とする光
セツトリセツトフリツプフロツプ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4257383A JPS59168421A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 光セツトリセツトフリツプフロツプ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4257383A JPS59168421A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 光セツトリセツトフリツプフロツプ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59168421A JPS59168421A (ja) | 1984-09-22 |
| JPH0426086B2 true JPH0426086B2 (ja) | 1992-05-06 |
Family
ID=12639804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4257383A Granted JPS59168421A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 光セツトリセツトフリツプフロツプ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59168421A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0797194B2 (ja) * | 1985-06-28 | 1995-10-18 | 日本電気株式会社 | 光信号シフト回路 |
| JPH0277032A (ja) * | 1988-07-28 | 1990-03-16 | Fujitsu Ltd | 双安定半導体レーザのリセット方法および光インバータ |
| US4877952A (en) * | 1988-10-11 | 1989-10-31 | American Telephone And Telegraph Company | Faser cavity optical memory with optical storage and readout |
| JP5119492B2 (ja) * | 2007-09-03 | 2013-01-16 | 日本電気株式会社 | 光フリップフロップ |
-
1983
- 1983-03-15 JP JP4257383A patent/JPS59168421A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59168421A (ja) | 1984-09-22 |
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