JPH0688983A - 光論理装置 - Google Patents
光論理装置Info
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- JPH0688983A JPH0688983A JP26425592A JP26425592A JPH0688983A JP H0688983 A JPH0688983 A JP H0688983A JP 26425592 A JP26425592 A JP 26425592A JP 26425592 A JP26425592 A JP 26425592A JP H0688983 A JPH0688983 A JP H0688983A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】光の高速性を活かしてＸＯＲ動作を行う光論理
装置を提供する。 【構成】複数の入射光を光非線形媒質に入射し、該複数
の入射光の周波数の組み合わせに応じて発生する予め定
められた周波数成分の有無によりＸＯＲもしくはＸＮＯ
Ｒ動作を超高速で行うことができるように構成されてい
る。
装置を提供する。 【構成】複数の入射光を光非線形媒質に入射し、該複数
の入射光の周波数の組み合わせに応じて発生する予め定
められた周波数成分の有無によりＸＯＲもしくはＸＮＯ
Ｒ動作を超高速で行うことができるように構成されてい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光交換、光情報処理の
分野において、高速な光信号処理に不可欠となる光で光
信号を制御する光論理装置に関するものである。
分野において、高速な光信号処理に不可欠となる光で光
信号を制御する光論理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超広帯域で、超高速伝送が可能な光ファ
イバ通信を用いた動画像通信や映像分配と言った広帯域
な新サービスの広範な展開が期待されている。この場
合、これらの広帯域な信号が集中するノードにおいては
超高速な信号処理が不可欠となる。この目的のため、一
旦電気信号に変換し、ＬＳＩ等の電子回路によって処理
するよりも高速なスイッチング動作が期待され、また、
並列処理により一層の処理時間の短縮化が可能と考えら
れる光信号のまま、もしくは光の特質を極力活かした処
理を行う、いわゆる光交換、光信号処理方式が注目され
ている。光信号処理における重要な機能の一つとして、
入力された光信号を識別して所望の経路へとスイッチン
グさせるための信号識別機能が挙げられる。通常ディジ
タル系列からなる信号ではビットパターンにより信号認
識表示が行われており、信号識別機能とはすなわちビッ
トパターンマッチング動作を行うことといえる。ビット
パターンマッチングとは、複数の入力信号セルの該当タ
イムスロットに割り当てられた各ディジタル信号ビット
が一致するか不一致かを判定し、最終的に該複数セルが
同一であるか否かを判別する機能を意味する。このよう
な機能を実現するためには、該複数ビットが共に０もし
くは１で一致した場合とそうでない場合で異なる出力信
号を出す論理動作として排他的論理和（ＸＯＲ）もしく
は排他的非論理和（ＸＮＯＲ）なる動作を行う光デバイ
スが必要となる。
イバ通信を用いた動画像通信や映像分配と言った広帯域
な新サービスの広範な展開が期待されている。この場
合、これらの広帯域な信号が集中するノードにおいては
超高速な信号処理が不可欠となる。この目的のため、一
旦電気信号に変換し、ＬＳＩ等の電子回路によって処理
するよりも高速なスイッチング動作が期待され、また、
並列処理により一層の処理時間の短縮化が可能と考えら
れる光信号のまま、もしくは光の特質を極力活かした処
理を行う、いわゆる光交換、光信号処理方式が注目され
ている。光信号処理における重要な機能の一つとして、
入力された光信号を識別して所望の経路へとスイッチン
グさせるための信号識別機能が挙げられる。通常ディジ
タル系列からなる信号ではビットパターンにより信号認
識表示が行われており、信号識別機能とはすなわちビッ
トパターンマッチング動作を行うことといえる。ビット
パターンマッチングとは、複数の入力信号セルの該当タ
イムスロットに割り当てられた各ディジタル信号ビット
が一致するか不一致かを判定し、最終的に該複数セルが
同一であるか否かを判別する機能を意味する。このよう
な機能を実現するためには、該複数ビットが共に０もし
くは１で一致した場合とそうでない場合で異なる出力信
号を出す論理動作として排他的論理和（ＸＯＲ）もしく
は排他的非論理和（ＸＮＯＲ）なる動作を行う光デバイ
スが必要となる。
【０００３】図６に従来技術によるＸＯＲ光論理素子を
示す。１００、１００’はｎ−ＩｎＰ、ｐ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ，ｎ−ＩｎＰからなるフォトトランジスタ（ＨＰ
Ｔ）、１０１、１０１’はｎ−ＩｎＰ層、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層、ｐ−ＩｎＰ層からなるＬＥＤである。入力光Ａ及
びＢが各々同時に照射する２つのＨＰＴの組み合わせの
うち一方のＨＰＴにはＬＥＤが直列に接続されており、
この１つのユニットが２つ並列に電源に接続されてい
る。一点鎖線で囲んだ単位セルの断面構造を図７に示
す。１０２は半絶縁性ＩｎＰ層、１０３はｎ−ＩｎＰ
層、１０４はｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層、１０５はｎ−Ｉｎ
Ｐ層，１０６はＩｎＧａＡｓＰ層、１０７はｐーＩｎＰ
層、１０８はｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層、１０９はＡｕ−Ｚ
ｎ層、１１０はＡｕ−Ｓｎ層、１１１はポリイミド層、
１１２はＴｉ／Ａｕ層で、１０４及び１０６のＩｎＧａ
ＡｓＰは各々ＨＰＴのベース層、ＬＥＤの発光層に対応
する。今、入力光Ａ（又はＢ）のみが図６のように照射
した場合、ＨＰＴ１００（又は１００’）がオンになる
ため、それと並列に接続されているＨＰＴ１００’（又
は１００）はオフとなり、従ってＬＥＤ１０１（又は１
０１’）のみが発光する。他方、入力光Ａ及びＢが同時
に照射した場合、ＬＥＤ１０１及び１０１’に接続して
いないＨＰＴのみがオンになるため、その結果ＬＥＤ１
０１及び１０１’は共に電流が流れず発光しない。入力
光Ａ及びＢが共に無い場合はどこにも電流が流れないた
め、発光もない。以上の各場合の動作から、ＨＰＴへの
入力光Ａ及びＢとＬＥＤからの出力光ＣとＤの和の間に
はちょうど排他的論理和（ＸＯＲ）の関係があることが
わかる。
示す。１００、１００’はｎ−ＩｎＰ、ｐ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ，ｎ−ＩｎＰからなるフォトトランジスタ（ＨＰ
Ｔ）、１０１、１０１’はｎ−ＩｎＰ層、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層、ｐ−ＩｎＰ層からなるＬＥＤである。入力光Ａ及
びＢが各々同時に照射する２つのＨＰＴの組み合わせの
うち一方のＨＰＴにはＬＥＤが直列に接続されており、
この１つのユニットが２つ並列に電源に接続されてい
る。一点鎖線で囲んだ単位セルの断面構造を図７に示
す。１０２は半絶縁性ＩｎＰ層、１０３はｎ−ＩｎＰ
層、１０４はｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層、１０５はｎ−Ｉｎ
Ｐ層，１０６はＩｎＧａＡｓＰ層、１０７はｐーＩｎＰ
層、１０８はｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層、１０９はＡｕ−Ｚ
ｎ層、１１０はＡｕ−Ｓｎ層、１１１はポリイミド層、
１１２はＴｉ／Ａｕ層で、１０４及び１０６のＩｎＧａ
ＡｓＰは各々ＨＰＴのベース層、ＬＥＤの発光層に対応
する。今、入力光Ａ（又はＢ）のみが図６のように照射
した場合、ＨＰＴ１００（又は１００’）がオンになる
ため、それと並列に接続されているＨＰＴ１００’（又
は１００）はオフとなり、従ってＬＥＤ１０１（又は１
０１’）のみが発光する。他方、入力光Ａ及びＢが同時
に照射した場合、ＬＥＤ１０１及び１０１’に接続して
いないＨＰＴのみがオンになるため、その結果ＬＥＤ１
０１及び１０１’は共に電流が流れず発光しない。入力
光Ａ及びＢが共に無い場合はどこにも電流が流れないた
め、発光もない。以上の各場合の動作から、ＨＰＴへの
入力光Ａ及びＢとＬＥＤからの出力光ＣとＤの和の間に
はちょうど排他的論理和（ＸＯＲ）の関係があることが
わかる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来のＸ
ＯＲ光論理素子は、光信号をフォトトランジスタにより
電気信号に変換後さらに動作速度の遅い発光ダイオード
を駆動して光出力とすることから動作速度をそれほど速
くできないという欠点があり、また構造や作製プロセス
が複雑であるなどの問題点があった。
ＯＲ光論理素子は、光信号をフォトトランジスタにより
電気信号に変換後さらに動作速度の遅い発光ダイオード
を駆動して光出力とすることから動作速度をそれほど速
くできないという欠点があり、また構造や作製プロセス
が複雑であるなどの問題点があった。
【０００５】本発明は、光の高速性を活かしてＸＯＲ動
作を行う光論理装置を提供することを目的とする。
作を行う光論理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明による光論理装置は、複数の入射光を光非線
形媒質に入射し、該複数の入射光の周波数の組み合わせ
に応じて発生する予め定められた周波数成分の有無によ
りＸＯＲもしくはＸＮＯＲ動作を超高速で行うことがで
きるように構成されている。
に、本発明による光論理装置は、複数の入射光を光非線
形媒質に入射し、該複数の入射光の周波数の組み合わせ
に応じて発生する予め定められた周波数成分の有無によ
りＸＯＲもしくはＸＮＯＲ動作を超高速で行うことがで
きるように構成されている。
【０００７】以下、図面を用いて本発明を詳細に説明す
る。図１に本発明の基本原理を説明するための構成図を
示す。１は光非線形媒質であり、例えばＩｎＧａＡｓＰ
進行波型半導体光増幅器を用いることができる。２は透
過周波数がｆ0 の狭帯域光フィルタであり、回折格子、
誘電体多層膜型光フィルタやエタロン、マッハツェンダ
干渉型フィルタ等を用いることができる。該半導体光増
幅器１に、各々ｆ1 及びこれと数GHz 程度離れたｆ1 の
光周波数の入力光Ｐ1 及びＰ2 を入射すると、近縮退４
波混合により半導体光増幅器に注入されたキャリアがｆ
1 及びｆ2 のビート周波数Δｆ（＝｜ｆ1 ーｆ2 ｜）で
変調され、ｆ1 ’（＝２ｆ1 −ｆ2 ）及びｆ1 ’（＝２
ｆ2 −ｆ1 ）なるレプリカ周波数が現れる。ここに、ｆ
s なる周波数の信号光Ｐs を半導体光増幅器に入射する
と、Ｐs はΔｆで変調され、新たな周波数ｆ0 ’＝ｆsc
またはｆsc’からなるＰ0 ’を生成して、半導体光増幅
器１から出力される。この時の各光周波数の関係を図２
に示す。この中間出力光Ｐ0 ’を透過周波数がｆ0 （＝
ｆsc）の狭帯域光フィルタに通すことにより、周波数ｆ
scの出力光Ｐ0 を得る。上述の基本原理を用いて、適切
な光フィルタの選択波長の設定により、入射光Ｐ1 及び
Ｐ2 の周波数もしくは強度の組み合わせと出力光Ｐ0 の
間の関係において種々の所望の論理動作を行う光論理素
子を実現することができる。
る。図１に本発明の基本原理を説明するための構成図を
示す。１は光非線形媒質であり、例えばＩｎＧａＡｓＰ
進行波型半導体光増幅器を用いることができる。２は透
過周波数がｆ0 の狭帯域光フィルタであり、回折格子、
誘電体多層膜型光フィルタやエタロン、マッハツェンダ
干渉型フィルタ等を用いることができる。該半導体光増
幅器１に、各々ｆ1 及びこれと数GHz 程度離れたｆ1 の
光周波数の入力光Ｐ1 及びＰ2 を入射すると、近縮退４
波混合により半導体光増幅器に注入されたキャリアがｆ
1 及びｆ2 のビート周波数Δｆ（＝｜ｆ1 ーｆ2 ｜）で
変調され、ｆ1 ’（＝２ｆ1 −ｆ2 ）及びｆ1 ’（＝２
ｆ2 −ｆ1 ）なるレプリカ周波数が現れる。ここに、ｆ
s なる周波数の信号光Ｐs を半導体光増幅器に入射する
と、Ｐs はΔｆで変調され、新たな周波数ｆ0 ’＝ｆsc
またはｆsc’からなるＰ0 ’を生成して、半導体光増幅
器１から出力される。この時の各光周波数の関係を図２
に示す。この中間出力光Ｐ0 ’を透過周波数がｆ0 （＝
ｆsc）の狭帯域光フィルタに通すことにより、周波数ｆ
scの出力光Ｐ0 を得る。上述の基本原理を用いて、適切
な光フィルタの選択波長の設定により、入射光Ｐ1 及び
Ｐ2 の周波数もしくは強度の組み合わせと出力光Ｐ0 の
間の関係において種々の所望の論理動作を行う光論理素
子を実現することができる。
【０００８】
【実施例１】第一の実施例として、入射光Ｐ1 及びＰ2
の周波数としてｆ1 もしくはｆ2 のどちらかが選択され
る場合について述べる。図３はその構成例である。８及
び２は、各々本発明による半導体光増幅器及び透過周波
数ｆ0 の狭帯域フィルタである。入射光Ｐ1 及びＰ2 ，
さらに信号光Ｐs は合波器３で合波され、半導体光増幅
器８に入射する。この際、入射光Ｐ1 及びＰ2 はｆ1 も
しくはｆ2 の２値のいずれかの周波数を採り得るものと
し、各々の組み合わせの場合の半導体光増幅器８からの
出力光Ｐ0 ’のｆs 周辺の周波数及びｆ0 がｆscの狭帯
域フィルタ２からの出力光Ｐ0 の強度の関係を示した真
理値表を表１に示す。
の周波数としてｆ1 もしくはｆ2 のどちらかが選択され
る場合について述べる。図３はその構成例である。８及
び２は、各々本発明による半導体光増幅器及び透過周波
数ｆ0 の狭帯域フィルタである。入射光Ｐ1 及びＰ2 ，
さらに信号光Ｐs は合波器３で合波され、半導体光増幅
器８に入射する。この際、入射光Ｐ1 及びＰ2 はｆ1 も
しくはｆ2 の２値のいずれかの周波数を採り得るものと
し、各々の組み合わせの場合の半導体光増幅器８からの
出力光Ｐ0 ’のｆs 周辺の周波数及びｆ0 がｆscの狭帯
域フィルタ２からの出力光Ｐ0 の強度の関係を示した真
理値表を表１に示す。
【０００９】
【表１】
【００１０】Ｐ1 とＰ2 の周波数が異なっている場合に
のみＰ0 からの出力が得られることがわかる。すなわ
ち、入射光Ｐ1 とＰ2 の周波数の一致もしくは不一致と
出力光Ｐ0 の強度との間に排他的論理和（ＸＯＲ）の関
係が得られる。本発明の光論理動作は、２入力の周波数
が各々異なる場合に、それらのビート周波数が生じる性
質を利用しており、信号光Ｐs が無くてもフィルタ２の
透過周波数を図２のｆ1’もしくはｆ2 ’に設定するこ
とによりまったく同一の動作が実現できる。また、上述
の論理動作の応答速度のついては、４波混合過程は半導
体光増幅過程と同等の応答特性であるため、ほとんど本
発明の光論理装置内の光走行時間で決定される超高速動
作が得られる。
のみＰ0 からの出力が得られることがわかる。すなわ
ち、入射光Ｐ1 とＰ2 の周波数の一致もしくは不一致と
出力光Ｐ0 の強度との間に排他的論理和（ＸＯＲ）の関
係が得られる。本発明の光論理動作は、２入力の周波数
が各々異なる場合に、それらのビート周波数が生じる性
質を利用しており、信号光Ｐs が無くてもフィルタ２の
透過周波数を図２のｆ1’もしくはｆ2 ’に設定するこ
とによりまったく同一の動作が実現できる。また、上述
の論理動作の応答速度のついては、４波混合過程は半導
体光増幅過程と同等の応答特性であるため、ほとんど本
発明の光論理装置内の光走行時間で決定される超高速動
作が得られる。
【００１１】
【実施例２】上述の実施例では２入力の場合について示
したが、３以上の多入力構成に容易に拡張することがで
きる。その実施例及び真理値表を各々図４及び表２に示
す。
したが、３以上の多入力構成に容易に拡張することがで
きる。その実施例及び真理値表を各々図４及び表２に示
す。
【００１２】
【表２】
【００１３】装置構成は図３とほぼ同じで、入力数がｎ
の多入力構成であり、それらが合波器３で合波され、半
導体光増幅器８に同時に入射される。各入力の周波数は
ｆ1もしくはｆ2 の２値が採られる。 種々の入力条件
のうち、全入力がｆ1 の場合、Ｐ1 のみがｆ1 で他のす
べてはｆ2 の場合、複数の入力がｆ1 及びｆ2 の場合、
そして全入力がｆ2 の場合について各々表２（１）〜
（４）に示す。全入力が同一周波数からなる（１）及び
（４）の場合は、半導体光増幅器８からの出力Ｐ0 ’
は、各々の周波数成分のみとなる。他方、２つの周波数
が同時に入力される（２）及び（３）の場合は、入力周
波数に加えそれらのビート周波数による周波数成分
ｆ1 ’（＝２ｆ1 −ｆ2 ）及びｆ1 ’（＝２ｆ2 −
ｆ1 ）が生じる。ここで、光フィルタ２の透過周波数ｆ
0 をｆ1 ’もしくはｆ2 ’に設定することにより、複数
入力のうち１入力でも周波数が異なる場合のみ、出力Ｐ
0 が得られ、入力周波数がすべて同じ場合には出力され
ない。すなはち、全入力の周波数が一致した場合と、１
つでも不一致が生じた場合で出力が異なる、いわゆる入
力パターンマッチングの機能が実現される。
の多入力構成であり、それらが合波器３で合波され、半
導体光増幅器８に同時に入射される。各入力の周波数は
ｆ1もしくはｆ2 の２値が採られる。 種々の入力条件
のうち、全入力がｆ1 の場合、Ｐ1 のみがｆ1 で他のす
べてはｆ2 の場合、複数の入力がｆ1 及びｆ2 の場合、
そして全入力がｆ2 の場合について各々表２（１）〜
（４）に示す。全入力が同一周波数からなる（１）及び
（４）の場合は、半導体光増幅器８からの出力Ｐ0 ’
は、各々の周波数成分のみとなる。他方、２つの周波数
が同時に入力される（２）及び（３）の場合は、入力周
波数に加えそれらのビート周波数による周波数成分
ｆ1 ’（＝２ｆ1 −ｆ2 ）及びｆ1 ’（＝２ｆ2 −
ｆ1 ）が生じる。ここで、光フィルタ２の透過周波数ｆ
0 をｆ1 ’もしくはｆ2 ’に設定することにより、複数
入力のうち１入力でも周波数が異なる場合のみ、出力Ｐ
0 が得られ、入力周波数がすべて同じ場合には出力され
ない。すなはち、全入力の周波数が一致した場合と、１
つでも不一致が生じた場合で出力が異なる、いわゆる入
力パターンマッチングの機能が実現される。
【００１４】
【実施例３】本発明では、光フィルタ２の透過周波数ｆ
0 の設定の仕方により、他の種々の論理動作を実現する
ことができる。
0 の設定の仕方により、他の種々の論理動作を実現する
ことができる。
【００１５】
【表３】
【００１６】表３に、２入力に対し、光フィルタ２の透
過周波数ｆ0 をｆ1 ’（＝２ｆ1 −ｆ2 ）またはｆ2 ’
（＝２ｆ2 −ｆ1 ）、ｆ1 もしくはｆ2 に設定した場合
の真理値表を示す。入力周波数ｆ1 及びｆ2 に対し、各
々０及び１の２値符号を割り当てたとし、かつ光フィル
タ２からの光出力Ｐ0 の有無を各々１及び０としてあ
る。ｆ0 ＝ｆ1 ’またはｆ2 ’の場合は、実施例１と同
じでＸＯＲ動作が、また、ｆ0 ＝ｆ1 及びｆ2 の場合は
各々ＮＡＮＤ及びＯＲ動作の超高速光論理装置として機
能することがわかる。
過周波数ｆ0 をｆ1 ’（＝２ｆ1 −ｆ2 ）またはｆ2 ’
（＝２ｆ2 −ｆ1 ）、ｆ1 もしくはｆ2 に設定した場合
の真理値表を示す。入力周波数ｆ1 及びｆ2 に対し、各
々０及び１の２値符号を割り当てたとし、かつ光フィル
タ２からの光出力Ｐ0 の有無を各々１及び０としてあ
る。ｆ0 ＝ｆ1 ’またはｆ2 ’の場合は、実施例１と同
じでＸＯＲ動作が、また、ｆ0 ＝ｆ1 及びｆ2 の場合は
各々ＮＡＮＤ及びＯＲ動作の超高速光論理装置として機
能することがわかる。
【００１７】
【実施例４】上述の実施例では、半導体光増幅器８、光
フィルタ２及び合波器３の個別部品をハイブリッド的に
構成されていたが、これらを半導体基板上にモノリシッ
クに集積化した実施例を図５に示す。ここに、４及び５
は、発振周波数が各々ｆ1 及びｆ2 の分布帰還型（ＤＦ
Ｂ）レーザ、６及び７は光照射により光路を切り替える
光スイッチ、８は半導体光増幅器、９はλ／４シフト回
折格子によるチューナブル狭帯域光透過フィルタであ
り、これらは光導波路１０と共に図に示すように各々集
積化されている。次に本実施例の動作について説明す
る。半導体光増幅器８へは２つの光Ｐ1 及びＰ2 が入力
し得るが、各々の入力光の周波数は外部照射光Ｐ1 ’及
びＰ2 ’により光スイッチ６及び７が制御されて、ＤＦ
Ｂレーザ４及び５の各々の周波数ｆ1 もしくはｆ2 の一
方が選ばれる。すなはち、Ｐ1 ’が０の時は光スイッチ
６はオンし、Ｐ1 の周波数はｆ2 となる。同様の動作が
Ｐ2 ’及びＰ2 にも適応され、従って光フィルタ９の透
過周波数ｆ0 に応じて、２入力Ｐ1 ’及びＰ2 ’と出力
Ｐ0 との間に表４のような真理値表が得られる。これよ
り、ｆ0 ＝ｆ1 ’またはｆ2 ’の場合はＸＮＯＲの光論
理動作が実現される。なお、光フィルタ９の透過周波数
は、電流注入もしくは電界印加による屈折率変化でチュ
ーナブル化され、ｆ0 ＝ｆ1 もしくはｆ2 の場合には各
々Ｐ1 ’＋Ｐ2 ’もしくはＰ1 ’＋Ｐ2’といった演算
も可能である。
フィルタ２及び合波器３の個別部品をハイブリッド的に
構成されていたが、これらを半導体基板上にモノリシッ
クに集積化した実施例を図５に示す。ここに、４及び５
は、発振周波数が各々ｆ1 及びｆ2 の分布帰還型（ＤＦ
Ｂ）レーザ、６及び７は光照射により光路を切り替える
光スイッチ、８は半導体光増幅器、９はλ／４シフト回
折格子によるチューナブル狭帯域光透過フィルタであ
り、これらは光導波路１０と共に図に示すように各々集
積化されている。次に本実施例の動作について説明す
る。半導体光増幅器８へは２つの光Ｐ1 及びＰ2 が入力
し得るが、各々の入力光の周波数は外部照射光Ｐ1 ’及
びＰ2 ’により光スイッチ６及び７が制御されて、ＤＦ
Ｂレーザ４及び５の各々の周波数ｆ1 もしくはｆ2 の一
方が選ばれる。すなはち、Ｐ1 ’が０の時は光スイッチ
６はオンし、Ｐ1 の周波数はｆ2 となる。同様の動作が
Ｐ2 ’及びＰ2 にも適応され、従って光フィルタ９の透
過周波数ｆ0 に応じて、２入力Ｐ1 ’及びＰ2 ’と出力
Ｐ0 との間に表４のような真理値表が得られる。これよ
り、ｆ0 ＝ｆ1 ’またはｆ2 ’の場合はＸＮＯＲの光論
理動作が実現される。なお、光フィルタ９の透過周波数
は、電流注入もしくは電界印加による屈折率変化でチュ
ーナブル化され、ｆ0 ＝ｆ1 もしくはｆ2 の場合には各
々Ｐ1 ’＋Ｐ2 ’もしくはＰ1 ’＋Ｐ2’といった演算
も可能である。
【００１８】
【表４】
【００１９】上述の実施例では、ハイブリッド構成及び
プレーナ型モノリシック構成について説明したが、本発
明の動作原理に鑑みて面型構成に対しても適用可能であ
る。また、入力周波数として２つの周波数について述べ
たが、３以上の複数入力に対し、３以上の周波数と光フ
ィルタの透過周波数を適宜選ぶことにより、種々の光論
理演算を実現することができる。また、材料については
本発明の基本動作が得られれば、実施例に制限されるも
のではない。さらに、実施例では光フィルタとして透過
型について示したが反射型でもよく、また透過と反射の
両成分を利用すれば、各々お互いに相補的な論理演算が
得られる。
プレーナ型モノリシック構成について説明したが、本発
明の動作原理に鑑みて面型構成に対しても適用可能であ
る。また、入力周波数として２つの周波数について述べ
たが、３以上の複数入力に対し、３以上の周波数と光フ
ィルタの透過周波数を適宜選ぶことにより、種々の光論
理演算を実現することができる。また、材料については
本発明の基本動作が得られれば、実施例に制限されるも
のではない。さらに、実施例では光フィルタとして透過
型について示したが反射型でもよく、また透過と反射の
両成分を利用すれば、各々お互いに相補的な論理演算が
得られる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、光非線形媒質の４波混
合を利用した複数入力光に対する新たな周波数の発生と
光フィルタとの組み合わせによりＸＯＲ，ＮＡＮＤ，Ｏ
Ｒなどの超高速な光論理動作や、複数ビットのマッチン
グ動作を行わせることができる。また、基板上に複数の
基本ユニットを集積化することにより多ビットの並列光
論理動作が可能であり、その効果は極めて大きい。
合を利用した複数入力光に対する新たな周波数の発生と
光フィルタとの組み合わせによりＸＯＲ，ＮＡＮＤ，Ｏ
Ｒなどの超高速な光論理動作や、複数ビットのマッチン
グ動作を行わせることができる。また、基板上に複数の
基本ユニットを集積化することにより多ビットの並列光
論理動作が可能であり、その効果は極めて大きい。
【図１】本発明の基本原理を説明するための構成図であ
る。
る。
【図２】半導体光増幅器の４波混合により生じた各周波
数の関係を示すスペクトルである。
数の関係を示すスペクトルである。
【図３】２入力及び信号光を用いた本発明の実施例を示
す構成図である。
す構成図である。
【図４】多入力の場合の本発明の実施例を示す構成図で
ある。
ある。
【図５】プレーナ型モノリシック構成の本発明の実施例
の平面図である。
の平面図である。
【図６】従来技術によるＸＯＲ光論理素子例を示す回路
図である。
図である。
【図７】従来技術によるＸＯＲ光論理素子例を示す断面
構造図である。
構造図である。
１ 光非線形媒質 ２，９ 狭帯域光フィルタ ３ 合波器 ４，５ ＤＦＢレーザ ６，７ 光スイッチ ８ 半導体光増幅器 １０ 光導波路 １００，１００’ フォトトランジスタ（ＨＰＴ） １０１，１０１’ ＬＥＤ １０２ 半絶縁性ＩｎＰ層 １０３ ｎ−ＩｎＰ層 １０４ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層 １０５ ｎ−ＩｎＰ層 １０６ ＩｎＧａＡｓＰ層 １０７ Ｉｎ−ＩｎＰ層 １０８ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層 １０９ Ａｕ−Ｚｎ層 １１０ Ａｕ−Ｓｎ層 １１１ ポリミド層 １１２ Ｔｉ／Ａｕ層
Claims (1)
- 【請求項１】 各々が同一周波数もしくは異なる周波数
の複数の光信号を発生する光源と、該光源からの出力光
が印加されて該複数の光信号の周波数の組み合わせによ
って定められる結合調周波数を有する光が出射される光
非線形媒質と、該非線形媒質の出力に結合され該複数の
光信号の周波数もしくは強度の組み合わせとその出力光
強度の関係が所望の論理関係となるような特定の周波数
の光のみを選択するように選択波長が設定された光フィ
ルタとを備えた光論理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26425592A JPH0688983A (ja) | 1992-09-07 | 1992-09-07 | 光論理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26425592A JPH0688983A (ja) | 1992-09-07 | 1992-09-07 | 光論理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0688983A true JPH0688983A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=17400638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26425592A Pending JPH0688983A (ja) | 1992-09-07 | 1992-09-07 | 光論理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0688983A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100452617B1 (ko) * | 2001-09-25 | 2004-10-12 | 한국과학기술연구원 | 반도체 광증폭기를 이용한 전광 ｏｒ 논리소자의 구현장치 |
-
1992
- 1992-09-07 JP JP26425592A patent/JPH0688983A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100452617B1 (ko) * | 2001-09-25 | 2004-10-12 | 한국과학기술연구원 | 반도체 광증폭기를 이용한 전광 ｏｒ 논리소자의 구현장치 |
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