JPH04280522A - 光接続装置とその駆動方法 - Google Patents
光接続装置とその駆動方法Info
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- JPH04280522A JPH04280522A JP3043144A JP4314491A JPH04280522A JP H04280522 A JPH04280522 A JP H04280522A JP 3043144 A JP3043144 A JP 3043144A JP 4314491 A JP4314491 A JP 4314491A JP H04280522 A JPH04280522 A JP H04280522A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
- H04Q11/0003—Details
Landscapes
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は光処理デバイスを用い
た光接続装置に関する。
た光接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高度情報化社会の進展と共に、従
来より大容量で高速の情報の入出力装置、伝送装置、交
換装置、信号処理装置が求められている。このような要
求を満たすために、電子に代わって光を用いた情報処理
が期待されている。現在、情報の伝送においては光ファ
イバによる光通信が広く実用化されているが、光は情報
を運ぶ部分にしか用いられておらず、交換等の制御は依
然、電子回路で行っている。このため、電子回路の処理
速度が低く、光による高速化が実現されていないのが現
状である。
来より大容量で高速の情報の入出力装置、伝送装置、交
換装置、信号処理装置が求められている。このような要
求を満たすために、電子に代わって光を用いた情報処理
が期待されている。現在、情報の伝送においては光ファ
イバによる光通信が広く実用化されているが、光は情報
を運ぶ部分にしか用いられておらず、交換等の制御は依
然、電子回路で行っている。このため、電子回路の処理
速度が低く、光による高速化が実現されていないのが現
状である。
【０００３】情報の交換に光を用いることでより高速な
通信が期待できるが、そのようなシステムは未だ実現さ
れていない。この理由の一つに，単なる発光、受光の機
能だけでなく、閾値処理やメモリの機能を有する光デバ
イスが得られなかったことが挙げられる。この要求に応
える光デバイスとして、双安定レーザ及び光サイリスタ
をベースとした光電入出力素子が開発されている。双安
定レーザについては、例えば、１９８８年発行の雑誌「
昭和６３年電子情報通信学会秋季全国大会講演論文集」
の分冊Ｃ−１の４８頁に記載されている論文「双安定レ
ーザを用いた全光型フリップフロップ」に詳しく述べら
れているが、光交換の制御においては信号の行き先（ア
ドレス）を伝送情報に乗せる自己ルーティング型が望ま
しいが、双安定レーザでは実現されておらず、また、実
現するためには制御光の波長を正確に制御する必要があ
る。
通信が期待できるが、そのようなシステムは未だ実現さ
れていない。この理由の一つに，単なる発光、受光の機
能だけでなく、閾値処理やメモリの機能を有する光デバ
イスが得られなかったことが挙げられる。この要求に応
える光デバイスとして、双安定レーザ及び光サイリスタ
をベースとした光電入出力素子が開発されている。双安
定レーザについては、例えば、１９８８年発行の雑誌「
昭和６３年電子情報通信学会秋季全国大会講演論文集」
の分冊Ｃ−１の４８頁に記載されている論文「双安定レ
ーザを用いた全光型フリップフロップ」に詳しく述べら
れているが、光交換の制御においては信号の行き先（ア
ドレス）を伝送情報に乗せる自己ルーティング型が望ま
しいが、双安定レーザでは実現されておらず、また、実
現するためには制御光の波長を正確に制御する必要があ
る。
【０００４】また、光電入出力素子については、１９８
８年発行の雑誌「アプライド・フィジックス・レター（
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ）
」のボリューム５２の６７９頁から６８１頁に掲載の論
文“低消費ダイナミックメモリとしてのダブルヘテロ構
造光電スイッチ（Ｄｏｕｂｌｅ ｈｅｔｅｒｏｓｔｒ
ｕｃｔｕｒｅ ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓ
ｗｉｔｃｈ ａｓ ａｄｙｎａｍｉｃ ｍｅｍｏ
ｒｙ ｗｉｔｈ ｌｏｗ−ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓ
ｕｍｐｔｉｏｎ）”に詳しく述べられている。
８年発行の雑誌「アプライド・フィジックス・レター（
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ）
」のボリューム５２の６７９頁から６８１頁に掲載の論
文“低消費ダイナミックメモリとしてのダブルヘテロ構
造光電スイッチ（Ｄｏｕｂｌｅ ｈｅｔｅｒｏｓｔｒ
ｕｃｔｕｒｅ ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓ
ｗｉｔｃｈ ａｓ ａｄｙｎａｍｉｃ ｍｅｍｏ
ｒｙ ｗｉｔｈ ｌｏｗ−ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓ
ｕｍｐｔｉｏｎ）”に詳しく述べられている。
【０００５】また、光電入出力素子を用いた光接続素子
としては、１９９０年発行の雑誌「第５１回応用物理学
会学術講演会講演予稿集」の第３分冊の７５４頁に掲載
されている論文「面入出力光電融合素子（ＶＳＴＥＰ）
を用いた波長選択機能を有する光セルフルーティングス
イッチ」に詳しく述べられている。この素子は図４に示
すような構成になっており、以下のように光と電気の入
力によって情報の行き先を決める自己ルーティング動作
が可能である。 図４の電圧パルス５１，５２を時系
列的に光電入出力素子６１，６２に入力する。この電圧
パルスに同期させて、情報の行き先の情報を持つアドレ
ス信号光５３を入射させると、電圧パルスとアドレス信
号光が同時に入力された光電入出力素子が選択的にＯＮ
し、ＯＮした素子にはレーザ発振閾値電流以下の電流が
注入されて光アンプとして動作し、後に入力される情報
信号５４をアンプして出力する。
としては、１９９０年発行の雑誌「第５１回応用物理学
会学術講演会講演予稿集」の第３分冊の７５４頁に掲載
されている論文「面入出力光電融合素子（ＶＳＴＥＰ）
を用いた波長選択機能を有する光セルフルーティングス
イッチ」に詳しく述べられている。この素子は図４に示
すような構成になっており、以下のように光と電気の入
力によって情報の行き先を決める自己ルーティング動作
が可能である。 図４の電圧パルス５１，５２を時系
列的に光電入出力素子６１，６２に入力する。この電圧
パルスに同期させて、情報の行き先の情報を持つアドレ
ス信号光５３を入射させると、電圧パルスとアドレス信
号光が同時に入力された光電入出力素子が選択的にＯＮ
し、ＯＮした素子にはレーザ発振閾値電流以下の電流が
注入されて光アンプとして動作し、後に入力される情報
信号５４をアンプして出力する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この光
電入出力素子を用いた自己ルーティング素子はアドレス
光と印加電圧を同期する方法をとっているため、印加電
圧を同期させる電子回路を介在させるために低速、複雑
になることが懸念される。
電入出力素子を用いた自己ルーティング素子はアドレス
光と印加電圧を同期する方法をとっているため、印加電
圧を同期させる電子回路を介在させるために低速、複雑
になることが懸念される。
【０００７】本発明の目的は、上記の欠点を無くし、光
のみで自己ルーティングが可能な光接続装置を提供する
のもである。
のみで自己ルーティングが可能な光接続装置を提供する
のもである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の光接続装置は、
発光、閾値、メモリ機能を有し、駆動端子として少なく
とも２端子以上を持つ光電入出力素子を複数個配置した
光ルーディング素子と、前記光電入出力素子に接続動作
を開始させるタイミング光信号並びに、接続先の情報と
伝送する情報を時系列的に与える光入力回路とから構成
されることを特徴とする。
発光、閾値、メモリ機能を有し、駆動端子として少なく
とも２端子以上を持つ光電入出力素子を複数個配置した
光ルーディング素子と、前記光電入出力素子に接続動作
を開始させるタイミング光信号並びに、接続先の情報と
伝送する情報を時系列的に与える光入力回路とから構成
されることを特徴とする。
【０００９】前記光電入出力素子がｐ形、ｎ形、ｐ形、
ｎ形、あるいは、ｎ形、ｐ形、ｎ形、ｐ形半導体層がこ
の順に積層された構造である。
ｎ形、あるいは、ｎ形、ｐ形、ｎ形、ｐ形半導体層がこ
の順に積層された構造である。
【００１０】前記光電入出力素子に光信号を入力する光
入力回路は入射光の偏光状態によって出射方向を変える
偏光ビームスプリッタを有しており、前記タイミング光
信号を接続先の情報と伝送する情報から分離することを
特徴とする。
入力回路は入射光の偏光状態によって出射方向を変える
偏光ビームスプリッタを有しており、前記タイミング光
信号を接続先の情報と伝送する情報から分離することを
特徴とする。
【００１１】また分離されたタイミング光信号を、前記
複数の光電入出力素子に異なる時間に入射させるために
、遅延させるための光遅延回路をあわせて有することを
特徴とする。
複数の光電入出力素子に異なる時間に入射させるために
、遅延させるための光遅延回路をあわせて有することを
特徴とする。
【００１２】本発明の光接続装置の駆動方法は、光電入
出力素子には、保持電圧以上で且つ、閾値電圧以下の電
圧を加え、ＯＮ状態では素子に注入される電流がレーザ
発振閾値以下となるようにしておき、ビームスプリッタ
で分けられたタイミング光信号は光遅延回路によって遅
延され異なった時間に各光電入出力素子に入射され、こ
の信号と接続先の情報を持ったアドレス信号とが同時に
入力された素子のみがＯＮし、情報信号を増幅して出力
することを特徴とする。
出力素子には、保持電圧以上で且つ、閾値電圧以下の電
圧を加え、ＯＮ状態では素子に注入される電流がレーザ
発振閾値以下となるようにしておき、ビームスプリッタ
で分けられたタイミング光信号は光遅延回路によって遅
延され異なった時間に各光電入出力素子に入射され、こ
の信号と接続先の情報を持ったアドレス信号とが同時に
入力された素子のみがＯＮし、情報信号を増幅して出力
することを特徴とする。
【００１３】
【作用】本発明では、光サイリスタをベースとした光電
入出力素子を複数個用いる。この素子は発光、光閾値処
理、メモリ機能を有し、２端子間に閾値以下の電圧を加
えておき、閾値以上の強度の光を入射することによって
ＯＮ状態にでき、ＯＮ状態ではレーザ発振閾値以下の電
流を注入するように設定しておけば光アンプとして動作
する。これに対して、ＯＦＦ状態の素子には電圧を印加
しても電流は注入されず光アンプ動作は得られない。
入出力素子を複数個用いる。この素子は発光、光閾値処
理、メモリ機能を有し、２端子間に閾値以下の電圧を加
えておき、閾値以上の強度の光を入射することによって
ＯＮ状態にでき、ＯＮ状態ではレーザ発振閾値以下の電
流を注入するように設定しておけば光アンプとして動作
する。これに対して、ＯＦＦ状態の素子には電圧を印加
しても電流は注入されず光アンプ動作は得られない。
【００１４】従って、タイミング光信号を遅延させて各
素子に時間をずらせて入射させると共に、情報の行き先
の情報を持ったアドレス光信号を各素子に並列に入射さ
せれば遅延されたタイミング光信号とアドレス光信号が
同時に入射する素子を決めることができ、両方の光信号
の強度の和が閾値強度以上になるように設定しておけば
、この素子のみがＯＮする。この後、入射する情報信号
はＯＮした素子のみから増幅されて出力される。即ち、
光の信号のみで情報の行き先を制御する自己ルーディン
グが可能な光接続装置が実現できる。
素子に時間をずらせて入射させると共に、情報の行き先
の情報を持ったアドレス光信号を各素子に並列に入射さ
せれば遅延されたタイミング光信号とアドレス光信号が
同時に入射する素子を決めることができ、両方の光信号
の強度の和が閾値強度以上になるように設定しておけば
、この素子のみがＯＮする。この後、入射する情報信号
はＯＮした素子のみから増幅されて出力される。即ち、
光の信号のみで情報の行き先を制御する自己ルーディン
グが可能な光接続装置が実現できる。
【００１５】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は請求項１の光接続装置の１実施例を示す。
る。図１は請求項１の光接続装置の１実施例を示す。
【００１６】光接続装置は光電入出力素子１と偏光ビー
ムスプリッタ２、光遅延回路３から構成されている。光
電入出力素子１は負荷抵抗１０を介して電源につながれ
ており、閾値電圧以下の電圧が印加されている。
ムスプリッタ２、光遅延回路３から構成されている。光
電入出力素子１は負荷抵抗１０を介して電源につながれ
ており、閾値電圧以下の電圧が印加されている。
【００１７】光入力信号のうち、タイミング光信号１１
はアドレス光信号１２及び、情報信号１３と異なる偏光
を有する。図１の拡大図に示した信号の入力の例のよう
に偏光の異なる光を偏光ビームスプリッタ２に入射させ
ると、ビームスプリッタ２の光軸面に垂直な偏光を持つ
光は垂直方向に反射され、光軸面に平行な偏光の光はそ
のままの方向に透過する。
はアドレス光信号１２及び、情報信号１３と異なる偏光
を有する。図１の拡大図に示した信号の入力の例のよう
に偏光の異なる光を偏光ビームスプリッタ２に入射させ
ると、ビームスプリッタ２の光軸面に垂直な偏光を持つ
光は垂直方向に反射され、光軸面に平行な偏光の光はそ
のままの方向に透過する。
【００１８】光源として例えば、垂直方向の偏光をＴＭ
モードの光、平行方向の偏光をＴＥモードの光に選べば
通常の半導体レーザで実現できる。本実施例ではタイミ
ング光信号は垂直方向の偏光を有し、アドレス光信号及
び情報信号は平行方向の偏光を有している。従ってタイ
ミング光信号は偏光ビームスプリッタ２で垂直方向に反
射され、アドレス光信号及び情報信号と分離される。
モードの光、平行方向の偏光をＴＥモードの光に選べば
通常の半導体レーザで実現できる。本実施例ではタイミ
ング光信号は垂直方向の偏光を有し、アドレス光信号及
び情報信号は平行方向の偏光を有している。従ってタイ
ミング光信号は偏光ビームスプリッタ２で垂直方向に反
射され、アドレス光信号及び情報信号と分離される。
【００１９】分離されたタイミング光信号は光遅延回路
３を通り、光電入出力素子１に入射する。光遅延回路と
しては例えば光ファイバを用いることができる。
３を通り、光電入出力素子１に入射する。光遅延回路と
しては例えば光ファイバを用いることができる。
【００２０】一方、アドレス光信号と情報信号は均等に
分けられて各光電入力素子に並列に入射する。情報をど
の素子から出力するかは、タイミング光信号とアドレス
光信号によって規定され、遅延回路を通ったタイミング
光信号とアドレス光信号が同時に入射した素子がＯＮし
、情報信号をアンプして出力する。
分けられて各光電入力素子に並列に入射する。情報をど
の素子から出力するかは、タイミング光信号とアドレス
光信号によって規定され、遅延回路を通ったタイミング
光信号とアドレス光信号が同時に入射した素子がＯＮし
、情報信号をアンプして出力する。
【００２１】このように、従来実現できなかった光のみ
による自己ルーティング動作が可能な光接続素子が実現
できる。
による自己ルーティング動作が可能な光接続素子が実現
できる。
【００２２】図２は請求項２記載の光電入出力素子の実
施例である。この素子はｐ形およびｎ形のＡｌＧａＡｓ
とＧａＡｓの層構造を有し、アノード２１とカソード２
２の間に閾値電圧以下の電圧を印加した状態で閾値強度
以上の光を入射すると、ＯＦＦ状態からＯＮ状態にスイ
ッチングされ、レーザ発振閾値電流以下の電流注入では
光アンプとして動作する。素子の特性として閾値電圧１
１．２Ｖ、閾値光強度はエネルギー換算で８ｐＪ閾値光
レーザ発振閾値電流１２０ｍＡが得られている。この素
子をＯＦＦ状態に戻すためには両端子を短絡する。
施例である。この素子はｐ形およびｎ形のＡｌＧａＡｓ
とＧａＡｓの層構造を有し、アノード２１とカソード２
２の間に閾値電圧以下の電圧を印加した状態で閾値強度
以上の光を入射すると、ＯＦＦ状態からＯＮ状態にスイ
ッチングされ、レーザ発振閾値電流以下の電流注入では
光アンプとして動作する。素子の特性として閾値電圧１
１．２Ｖ、閾値光強度はエネルギー換算で８ｐＪ閾値光
レーザ発振閾値電流１２０ｍＡが得られている。この素
子をＯＦＦ状態に戻すためには両端子を短絡する。
【００２３】図３は請求項５の光接続装置の駆動方法を
示す図である。
示す図である。
【００２４】光電入出力素子には閾値電圧以下の電圧を
印加しておく。光入力信号としては先ず、タイミング光
信号１１を光入力回路に入力する。偏光ビームスプリッ
タでタイミング光信号は垂直方向に反射されて光電入出
力素子の数に均等に分割され、光遅延回路３を通り、遅
延される。遅延の長さは例えば光ファイバの長さを変え
ることによって設定できる。これによって、各素子に入
射するタイミング光信号の時間を任意の時間ｔづつずら
すことができる。具体的には屈折率１．５のファイバで
２０センチメートル毎に１ナノ秒遅延される。このよう
にして１番目の光電入出力素子には時間ｔ１ に、２番
目の素子には時間ｔ２ に、三番目の素子には時間ｔ３
にそれぞれタイミング光信号が入射するように設定し
ておく。
印加しておく。光入力信号としては先ず、タイミング光
信号１１を光入力回路に入力する。偏光ビームスプリッ
タでタイミング光信号は垂直方向に反射されて光電入出
力素子の数に均等に分割され、光遅延回路３を通り、遅
延される。遅延の長さは例えば光ファイバの長さを変え
ることによって設定できる。これによって、各素子に入
射するタイミング光信号の時間を任意の時間ｔづつずら
すことができる。具体的には屈折率１．５のファイバで
２０センチメートル毎に１ナノ秒遅延される。このよう
にして１番目の光電入出力素子には時間ｔ１ に、２番
目の素子には時間ｔ２ に、三番目の素子には時間ｔ３
にそれぞれタイミング光信号が入射するように設定し
ておく。
【００２５】アドレス光信号１２は偏光ビームスプリッ
タを透過し、光電入出力素子の数だけ均等に分割され、
全素子に同時に入射する。したがって異なる遅延を受け
たタイミング光信号がそれぞれの光電入出力素子に入射
する時間に合わせてアドレス信号を入射する時間を設定
することによって、複数個の光電入出力素子の中の任意
の素子をＯＮ状態にすることができる。この実施例では
２番目の素子がＯＮ状態になるようにアドレス光信号を
時間ｔ２ に入力した場合について示してある。
タを透過し、光電入出力素子の数だけ均等に分割され、
全素子に同時に入射する。したがって異なる遅延を受け
たタイミング光信号がそれぞれの光電入出力素子に入射
する時間に合わせてアドレス信号を入射する時間を設定
することによって、複数個の光電入出力素子の中の任意
の素子をＯＮ状態にすることができる。この実施例では
２番目の素子がＯＮ状態になるようにアドレス光信号を
時間ｔ２ に入力した場合について示してある。
【００２６】ＯＮ状態になった素子に注入される電流は
負荷抵抗を素子に直列に接続すれば任意に設定でき、レ
ーザ発振閾値以下の電流を注入するように設定すること
によって、ＯＮした素子は光アンプとして働き情報信号
１３をアンプして出力する。
負荷抵抗を素子に直列に接続すれば任意に設定でき、レ
ーザ発振閾値以下の電流を注入するように設定すること
によって、ＯＮした素子は光アンプとして働き情報信号
１３をアンプして出力する。
【００２７】
【発明の効果】以上詳細に述べたように、本発明によれ
ば光信号入力のみで情報の行き先を設定する自己ルーテ
ィングが可能な光接続素子が実現できる。
ば光信号入力のみで情報の行き先を設定する自己ルーテ
ィングが可能な光接続素子が実現できる。
【図１】本発明の光接続装置の一実施例を示す図である
。
。
【図２】図１の実施例における光電入出力素子の一構成
例を示す図である。
例を示す図である。
【図３】本発明の光接続装置の駆動方法の一実施例を示
す図である。
す図である。
【図４】光電入力素子を用いた自己ルーティング素子の
従来例である。
従来例である。
１，６１，６２ 光電入出力素子
２ 偏光ビームスプリッタ
３ 光遅延回路
１０ 負荷抵抗
１１ タイミング光信号
１２，５３ アドレス光信号
１３，５４ 情報信号
２１ アノード
２２ カソード
５１，５２ 電圧パルス
Claims (5)
- 【請求項１】 発光、または閾値、またはメモリ機能
を有し、駆動端子として少なくとも２端子以上を持つ光
電入出力素子を複数個配置した光ルーティング素子と、
前記光電入出力素子に接続動作を開始させるタイミング
光信号並びに、接続先の情報と伝送する情報を時系列的
に与える光入力回路とから構成されることを特徴とする
光接続装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の光接続装置の前記光電
入出力素子がｐ形、ｎ形、ｐ形、ｎ形、あるいは、ｎ形
、ｐ形、ｎ形、ｐ形半導体層がこの順に積層された素子
からなることを特徴とする請求項１記載の光接続装置。 - 【請求項３】 請求項１の光接続装置の、前記光入力
回路は入射光の偏光状態によっ 出射方向を変えるた
めの、かつタイミング光信号を接続先の情報と伝送する
情報から分離ための、偏光ビームスプリッタを有するこ
とを特徴とする請求項１記載の光接続装置。 - 【請求項４】 光入力回路の偏光ビームスプリッタで
分離されたタイミング光信号を遅延させ、複数の光電入
出力素子に異なる時間に入射させるための光遅延回路を
あわせてもつことを特徴とする請求項３記載の光接続装
置。 - 【請求項５】 請求項１の光接続装置の光電入出力素
子に、保持電圧以上で且つ、閾値電圧以上の電圧を加え
ておき、光入力によってＯＮ状態にさせＯＮ状態では素
子に注入される電流がレーザ発振閾値以下に保たれるこ
とを特徴とする請求項１記載の光接続装置の駆動方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3043144A JPH04280522A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 光接続装置とその駆動方法 |
| EP92103907A EP0508117B1 (en) | 1991-03-08 | 1992-03-06 | Optical switching device and method of driving the same |
| DE69229372T DE69229372T2 (de) | 1991-03-08 | 1992-03-06 | Optische Schalteinrichtung und Steuerverfahren dafür |
| US07/848,059 US5375004A (en) | 1991-03-08 | 1992-03-09 | Light connecting device and method of driving the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3043144A JPH04280522A (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 光接続装置とその駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04280522A true JPH04280522A (ja) | 1992-10-06 |
Family
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