JPH0473623A - 光並列論理演算器 - Google Patents
光並列論理演算器Info
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- JPH0473623A JPH0473623A JP18429090A JP18429090A JPH0473623A JP H0473623 A JPH0473623 A JP H0473623A JP 18429090 A JP18429090 A JP 18429090A JP 18429090 A JP18429090 A JP 18429090A JP H0473623 A JPH0473623 A JP H0473623A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polarizing
- light
- optical
- polarization
- output light
- Prior art date
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- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 41
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 5
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- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 abstract 2
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 abstract 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000004988 Nematic liquid crystal Substances 0.000 description 1
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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
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分計〉
本発明は光並列論理演算器に関する。更に評言すると、
2次元(平面)光信号として与丸られな入力を、各画素
並列に、光電変換を行なうことなく光のままで論理演算
を実行することを可能とするものであり、光通信、光交
換及び光コンピュータ等、光信号を扱う広い分計で有用
なものである。
2次元(平面)光信号として与丸られな入力を、各画素
並列に、光電変換を行なうことなく光のままで論理演算
を実行することを可能とするものであり、光通信、光交
換及び光コンピュータ等、光信号を扱う広い分計で有用
なものである。
〈従来の技術〉
従来、一般的に使用されている論理演算諸は、電気的な
入力信号に関して電気的な論理演算回路により電気的な
信号として演算結果を出力するものであった。このため
、光通信などの光入力信号に対して論理演算を行なう場
合、−旦光電変換を行ない、電気的な信号に直した後に
演算を行なう必要があった。
入力信号に関して電気的な論理演算回路により電気的な
信号として演算結果を出力するものであった。このため
、光通信などの光入力信号に対して論理演算を行なう場
合、−旦光電変換を行ない、電気的な信号に直した後に
演算を行なう必要があった。
ところが、前述の如(、−旦光電変換を行なって演算を
行なう場合には、光信号の速度に対し、光電変換回路及
び電気演算回路の応答速度が遅いため、光の高速性が活
かせないという問題があった。更に、2次元(平面)の
光信号については、各画素毎に光電変換を行ない、論理
演算を行なう電気回路を設けろZ W ’+rあるため
、電気配線及び電気l路も微多く必要となり、実装上の
困難性を伴なうと・う問題があった。
行なう場合には、光信号の速度に対し、光電変換回路及
び電気演算回路の応答速度が遅いため、光の高速性が活
かせないという問題があった。更に、2次元(平面)の
光信号については、各画素毎に光電変換を行ない、論理
演算を行なう電気回路を設けろZ W ’+rあるため
、電気配線及び電気l路も微多く必要となり、実装上の
困難性を伴なうと・う問題があった。
こねに対して、最近、光入力の信号を光のまま論理、’
Ji 5E’e行なう方式が研究されている(例支:コ
、Y、 Ichloka and J、Tar++L4
a Proc、 IEEE Vol、 72(1984
)pp、 787−801、L Xi tayaa+a
浅Hashimto and N、 Mukohzak
a; 5PTE V。
Ji 5E’e行なう方式が研究されている(例支:コ
、Y、 Ichloka and J、Tar++L4
a Proc、 IEEE Vol、 72(1984
)pp、 787−801、L Xi tayaa+a
浅Hashimto and N、 Mukohzak
a; 5PTE V。
963 pp、 611−618など)〈発明が解決し
ようとする!IW1> 光入力の43号を光のまま論理演算を行なう方式の従来
技術によれば次の様な問題がある。
ようとする!IW1> 光入力の43号を光のまま論理演算を行なう方式の従来
技術によれば次の様な問題がある。
1)光強度による値の表現を用いている場合に(よ光強
度0から1への変換(NOT演算)のために:よ光非線
形素子のような能動的な光デバイスを必要とするが、こ
れらの光デバイスの消費エネルギーは大きいため、光非
線形素子を多数個使用するような構成は、実装効率のみ
ならずエネルギー効率も低く、実現が難かしし)。
度0から1への変換(NOT演算)のために:よ光非線
形素子のような能動的な光デバイスを必要とするが、こ
れらの光デバイスの消費エネルギーは大きいため、光非
線形素子を多数個使用するような構成は、実装効率のみ
ならずエネルギー効率も低く、実現が難かしし)。
2) 演算のたびに入力光のマスク等が必要であり、エ
ネルギーのコスが生じろため、カスケーマ接続の段数を
多くすることができない。または、デバイスによって:
よ、能動的な光デバイスを介在させな′、1とてスケー
ト接続ができなし)。
ネルギーのコスが生じろため、カスケーマ接続の段数を
多くすることができない。または、デバイスによって:
よ、能動的な光デバイスを介在させな′、1とてスケー
ト接続ができなし)。
3) 空間符号化のために1寅算の並列度が低下する。
本発明は、上記従来技術の閘屋県にS入、消費エネルギ
及び光信号のフスが小さく、デバイスとしての拡張性に
も富む光並列論理演算器を提供することを目的とする。
及び光信号のフスが小さく、デバイスとしての拡張性に
も富む光並列論理演算器を提供することを目的とする。
く課題を解決するための手段〉
上記目的を達成する本発明の構成りよ、光の偏光状態を
用いて論理演算を並列的に実行する光並列論理演算器に
おいて、 入力の値に対応する偏光状態により表現された2次元の
各画素に対応する2値の入力光が入射され、この入力光
を夫々の偏光成分に分解する偏光分離板と、 偏光分離板の出力光の偏光成分に対して外部的な電気1
号により各画素毎に燭光変Iiを行なう偏光変調素子と
、 眉光変IR素子の出力光を合成する光合成板とを有する
ことを特徴とする。
用いて論理演算を並列的に実行する光並列論理演算器に
おいて、 入力の値に対応する偏光状態により表現された2次元の
各画素に対応する2値の入力光が入射され、この入力光
を夫々の偏光成分に分解する偏光分離板と、 偏光分離板の出力光の偏光成分に対して外部的な電気1
号により各画素毎に燭光変Iiを行なう偏光変調素子と
、 眉光変IR素子の出力光を合成する光合成板とを有する
ことを特徴とする。
く作 用〉
上記構成の本発明によれば、入力光;よ、偏光分離板に
おし)で、偏光状態により異なる光路を通過する。その
後、偏光分離板の出力光は偏光度Il″Jg子に与えら
れる電気信号により指定された演算に応じて夫々の偏光
状態が制園され、光合成板により偏光変調素子の出力光
が合成される。
おし)で、偏光状態により異なる光路を通過する。その
後、偏光分離板の出力光は偏光度Il″Jg子に与えら
れる電気信号により指定された演算に応じて夫々の偏光
状態が制園され、光合成板により偏光変調素子の出力光
が合成される。
く実 施 例〉
以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
第1図に示すように、偏光分離板工は、直角プリズム4
及び偏光ビームスプリッタ5で構成してあり、入力光1
をSII光2及びP@光3に夫々分離して別々の光路を
通らせるよう機能する。偏光合成板■:よ、偏光ビーム
スブリッ々8及び直角プリズム9でatしてあり、S腐
光2支びP偏光3を合成して両者を同一光路に戻すよう
機能する。#11光変It素子6:よ直角プリズム4支
び偏光ビーースプリッタ811ffに介在させてあり、
錫光変IR素子71よ偏光ビームスブリ・ツタ5及び直
角プリズム9間に介在させである。
及び偏光ビームスプリッタ5で構成してあり、入力光1
をSII光2及びP@光3に夫々分離して別々の光路を
通らせるよう機能する。偏光合成板■:よ、偏光ビーム
スブリッ々8及び直角プリズム9でatしてあり、S腐
光2支びP偏光3を合成して両者を同一光路に戻すよう
機能する。#11光変It素子6:よ直角プリズム4支
び偏光ビーースプリッタ811ffに介在させてあり、
錫光変IR素子71よ偏光ビームスブリ・ツタ5及び直
角プリズム9間に介在させである。
第2図fa)及び第2図(bl(よ偏光変調素子6゜7
の動作原理を説明するための原理図である。
の動作原理を説明するための原理図である。
第2図(atに示すように、電気制御信号が0の場合、
偏光度y4素子6,7は入射する光の偏光状態を変えず
、そのまま透過させる。即ち、Sga光はS偏光のまま
、P偏光はP偏光のまま透過させる。
偏光度y4素子6,7は入射する光の偏光状態を変えず
、そのまま透過させる。即ち、Sga光はS偏光のまま
、P偏光はP偏光のまま透過させる。
第2図(blに示すように、電気制御信号が1の場合、
偏光変調素子6,7は入射する光の偏光方向を90゛回
転させる。即ら、S#I光はP偏光に、PII光は5i
lI光に夫々変調する。
偏光変調素子6,7は入射する光の偏光方向を90゛回
転させる。即ら、S#I光はP偏光に、PII光は5i
lI光に夫々変調する。
このような偏光変調素子6,7としてはネマチック液晶
や、ファラデー素子のような磁性光学効果を生じる光材
料などさまざまなものが考えられる。
や、ファラデー素子のような磁性光学効果を生じる光材
料などさまざまなものが考えられる。
第1表:よ、Sps光を入力光信号0、P肩先を入力光
信号1としたときの偏光制御素子6゜7による変調結果
を示す。
信号1としたときの偏光制御素子6゜7による変調結果
を示す。
第1表 偏光変調素子による変調結果
第1図に戻る。同図に示すように、入力光1:よNXM
点の画素に対応する2次元アレイである。簡単のために
この2次アレイを行列Aで表わし、その中の一点、1行
」列目の画素の入力光1をAijとする。このとき、S
偏光2の光であればA i j = Oであり、P偏光
3の光であればA i j = 1であるとする。
点の画素に対応する2次元アレイである。簡単のために
この2次アレイを行列Aで表わし、その中の一点、1行
」列目の画素の入力光1をAijとする。このとき、S
偏光2の光であればA i j = Oであり、P偏光
3の光であればA i j = 1であるとする。
また、偏光変調素子6,7もNXM点の2次元プレイで
あり、各点につb)て電気制御信号“0゜若しくは“1
□が与んらえて偏光変調を行なうようになってしする3
このときの電気制御信号:よ、実行する論理演算の原類
と行列Aとの演算対象である第2の入力によ−て決まる
ものであろっここで、第2の入力を行列Bで表わし、そ
の面内の一点1行J列目の画素の光をBi Jとする。
あり、各点につb)て電気制御信号“0゜若しくは“1
□が与んらえて偏光変調を行なうようになってしする3
このときの電気制御信号:よ、実行する論理演算の原類
と行列Aとの演算対象である第2の入力によ−て決まる
ものであろっここで、第2の入力を行列Bで表わし、そ
の面内の一点1行J列目の画素の光をBi Jとする。
かかる本実施例の作用を、行列A、BのAND演算(A
−B、各画素単位の演算で表わすとAij・Bij)を
例に採り、画素1行J列目の画素に関して説明する。
−B、各画素単位の演算で表わすとAij・Bij)を
例に採り、画素1行J列目の画素に関して説明する。
第1図において、入力光1はS偏光2若しくはp、@光
3の何れかである光である。S#a光2の場合、偏光ビ
ームスプリッタ5によって光路を変更され、直角プリズ
ー4を通り、偏光変調素子6に入射する。また、Pll
光であれば直進し、偏光変調素子7に入射する。
3の何れかである光である。S#a光2の場合、偏光ビ
ームスプリッタ5によって光路を変更され、直角プリズ
ー4を通り、偏光変調素子6に入射する。また、Pll
光であれば直進し、偏光変調素子7に入射する。
AND51i算の場合、偏光変調素子6の電気制御信号
として0を、偏光度yA素子7の電気制御信号としてB
ij(Bijの反転信号)を与える。この場合Aij=
O(S偏光)てあれば変調されずS偏光のままである。
として0を、偏光度yA素子7の電気制御信号としてB
ij(Bijの反転信号)を与える。この場合Aij=
O(S偏光)てあれば変調されずS偏光のままである。
こ0:よAij=0の場合に(よ、A i j−B I
J =0となるように電気@膨信号が与えられろこと
を意味する。一方、Aij=1(pH光)てあれば、B
ij−0の時(よ電気制御信号Bi3が“1nとなって
PII光3が変調され、S偏光2となって出カニよ“O
nとなり、Bl」=1の時は電気制御信号Bijが“0
□となってPll[光3が変調されず、Pli光3のま
ま出力されるので出力;よ1.どなる。これ(よ、Ai
j=1の場合には、Bi j=1の場合だけ出力光1
0がP偏光3(“1.、)となり、Bij=Oの場合は
出力光10が541g光2(”0. )となるように電
気制御信号を生成することを意味する。
J =0となるように電気@膨信号が与えられろこと
を意味する。一方、Aij=1(pH光)てあれば、B
ij−0の時(よ電気制御信号Bi3が“1nとなって
PII光3が変調され、S偏光2となって出カニよ“O
nとなり、Bl」=1の時は電気制御信号Bijが“0
□となってPll[光3が変調されず、Pli光3のま
ま出力されるので出力;よ1.どなる。これ(よ、Ai
j=1の場合には、Bi j=1の場合だけ出力光1
0がP偏光3(“1.、)となり、Bij=Oの場合は
出力光10が541g光2(”0. )となるように電
気制御信号を生成することを意味する。
偏光制御素子6からの出力光はビームスプリッタ8へ入
射する。また、偏光制御素子7からの出力光は直角プリ
ズム9を通った後、ビームスプリッタ8へ入射する。従
って、それまでの光路と@係なく、同一光路となり出力
光10として出力される5結東として出力光10は、演
算結果が′O,,でhn:f、sa光2となっており、
1であればPa光3となっている。
射する。また、偏光制御素子7からの出力光は直角プリ
ズム9を通った後、ビームスプリッタ8へ入射する。従
って、それまでの光路と@係なく、同一光路となり出力
光10として出力される5結東として出力光10は、演
算結果が′O,,でhn:f、sa光2となっており、
1であればPa光3となっている。
上記の説明で:よA N D演算を例に説明したが、本
実施例では演算に応じて電気制御信号を変えるだけで任
意の論理演算を実行でき、光学系の変更:よ全く必要と
しない。また、各画素が同一演算を行うスペースインバ
リアントな演算だけでなく、各画素にそれぞれ別々の演
算を行うスペースバリアントな演算も可能となる。
実施例では演算に応じて電気制御信号を変えるだけで任
意の論理演算を実行でき、光学系の変更:よ全く必要と
しない。また、各画素が同一演算を行うスペースインバ
リアントな演算だけでなく、各画素にそれぞれ別々の演
算を行うスペースバリアントな演算も可能となる。
第2表に2変数2値論理演算におけろ16通りの論理演
算を第1図の構成で実現する時の、偏光制御素子6,7
への電気制御信号を示す。
算を第1図の構成で実現する時の、偏光制御素子6,7
への電気制御信号を示す。
第
表
OR,A@B!;tAとB(7)EXCLUSIVEO
Rを表わす く見切の効果〉 以上実施例とともに具体的に説明したように、本発明の
光並列論理演算器;よ、液晶や黴気光学素子のような消
費エネルギーの低−光デバイスとビームスプリフタや直
角プリズムなどの光学部品だけで構成できろ非常に両車
な光論理演算器となっている。従って、本演算蕾での消
!エネルギー;:非常に小さくてすむ。また、入力光の
偏光面を変調するだけであり、途中でのマスクなどが必
要ないため、光信号のロスはなく、多段にカスケード演
算をするのに適している。さらに、演算のmsおよび片
方の入力の変更は、演算器の系の変更を行わなくてよく
、外部から与えろ電気制御信号を変えるだけで実現でき
るため、拡張性に富んでいる。さらに、演算は各画素単
位に並列に実行でき、スペースインバリントな演算もス
ペースバリントな演算も可能となる。
Rを表わす く見切の効果〉 以上実施例とともに具体的に説明したように、本発明の
光並列論理演算器;よ、液晶や黴気光学素子のような消
費エネルギーの低−光デバイスとビームスプリフタや直
角プリズムなどの光学部品だけで構成できろ非常に両車
な光論理演算器となっている。従って、本演算蕾での消
!エネルギー;:非常に小さくてすむ。また、入力光の
偏光面を変調するだけであり、途中でのマスクなどが必
要ないため、光信号のロスはなく、多段にカスケード演
算をするのに適している。さらに、演算のmsおよび片
方の入力の変更は、演算器の系の変更を行わなくてよく
、外部から与えろ電気制御信号を変えるだけで実現でき
るため、拡張性に富んでいる。さらに、演算は各画素単
位に並列に実行でき、スペースインバリントな演算もス
ペースバリントな演算も可能となる。
第1ry:Jlj本発明の実施例を示す構成図、第2Z
:よ偏光変調素子の動作原理を示す原理図である。 図 面 中、 ■;よ偏光分離板、 II 1.f開光合成板、 1:よ入力光、 2はS@光、 3はP偏光、 6.7は偏光変調素子、 10:よ出力光である。 特 許 出 願 人 日本電信電話株式会社 代 理 人
:よ偏光変調素子の動作原理を示す原理図である。 図 面 中、 ■;よ偏光分離板、 II 1.f開光合成板、 1:よ入力光、 2はS@光、 3はP偏光、 6.7は偏光変調素子、 10:よ出力光である。 特 許 出 願 人 日本電信電話株式会社 代 理 人
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光の偏光状態を用いて論理演算を並列的に実行する光並
列論理演算器において、 入力の値に対応する偏光状態により表現された2次元の
各画素に対応する2値の入力光が入射され、この入力光
を夫々の偏光成分に分解する偏光分離板と、 偏光分離板の出力光の偏光成分に対して外部的な電気信
号により各画素毎に偏光変調を行なう偏光変調素子と、 偏光変調素子の出力光を合成する光合成板とを有するこ
とを特徴とする光並列論理演算器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18429090A JPH0473623A (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 光並列論理演算器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18429090A JPH0473623A (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 光並列論理演算器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0473623A true JPH0473623A (ja) | 1992-03-09 |
Family
ID=16150743
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18429090A Pending JPH0473623A (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 光並列論理演算器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0473623A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009537865A (ja) * | 2006-05-18 | 2009-10-29 | ヤサー エイ. ザグロウル、 | 光に基づいた論理レベル表現を有する光論理素子およびその設計方法 |
-
1990
- 1990-07-13 JP JP18429090A patent/JPH0473623A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009537865A (ja) * | 2006-05-18 | 2009-10-29 | ヤサー エイ. ザグロウル、 | 光に基づいた論理レベル表現を有する光論理素子およびその設計方法 |
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