JPH0772517A - 光プロセッサ - Google Patents
光プロセッサInfo
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- JPH0772517A JPH0772517A JP6169740A JP16974094A JPH0772517A JP H0772517 A JPH0772517 A JP H0772517A JP 6169740 A JP6169740 A JP 6169740A JP 16974094 A JP16974094 A JP 16974094A JP H0772517 A JPH0772517 A JP H0772517A
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
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- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
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- 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
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
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- G—PHYSICS
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- 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
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1028—Coupling to elements in the cavity, e.g. coupling to waveguides adjacent the active region, e.g. forward coupled [DFC] structures
- H01S5/1032—Coupling to elements comprising an optical axis that is not aligned with the optical axis of the active region
-
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
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- H01S5/1071—Ring-lasers
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 入力光信号によって調節および利用が可能で
あり、入出力光エネルギーに対して、多数の光ポートま
たは接点を有し、演算作用および貯蔵機能および多端処
理能力を有する能動光信号プロセッサを提供する。 【構成】 一対の第１導波管1,1'と一対の第１電極6,6'
と一対の非線形環形共振器(NCR）2,2'からなる一対の方
向性結合器10,10'を含み、各々のNCR は一対の第１半導
体レーザ5A,5B とNCR の状態の変化を行いうる多数の第
２電極13を有し、各々の第１半導体レーザは前記光結合
地域の外部の領域内で各々のNCR に配置され、さらに、
一対のNCR の間に位置し、位相変調器として動作可能で
ある能動光二股混合器8 を結合し、第２導波管9 と一対
の第２半導体レーザ5E,5F と一対の第３電極11,11'と一
対のミラー12,12'からなる光トランジスタ(OT)7 を含
む。
あり、入出力光エネルギーに対して、多数の光ポートま
たは接点を有し、演算作用および貯蔵機能および多端処
理能力を有する能動光信号プロセッサを提供する。 【構成】 一対の第１導波管1,1'と一対の第１電極6,6'
と一対の非線形環形共振器(NCR）2,2'からなる一対の方
向性結合器10,10'を含み、各々のNCR は一対の第１半導
体レーザ5A,5B とNCR の状態の変化を行いうる多数の第
２電極13を有し、各々の第１半導体レーザは前記光結合
地域の外部の領域内で各々のNCR に配置され、さらに、
一対のNCR の間に位置し、位相変調器として動作可能で
ある能動光二股混合器8 を結合し、第２導波管9 と一対
の第２半導体レーザ5E,5F と一対の第３電極11,11'と一
対のミラー12,12'からなる光トランジスタ(OT)7 を含
む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は信号プロセッサに関し、
とくに、光信号を増幅(amplification) 、コミュテーシ
ョン(commutation) 、スイッチングおよび光信号の計算
が可能である非線形光信号プロセッサに関する。
とくに、光信号を増幅(amplification) 、コミュテーシ
ョン(commutation) 、スイッチングおよび光信号の計算
が可能である非線形光信号プロセッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】光信号の増幅、コミュテーション、スイ
ッチングおよび光信号の計算のような機能が可能である
全光学素子(all-optical component) からなる装置に関
する需要が増加している。
ッチングおよび光信号の計算のような機能が可能である
全光学素子(all-optical component) からなる装置に関
する需要が増加している。
【０００３】提案されたものの一つは、半導体素子を備
えることによって、望ましくは、十分に高い速度および
単純な構成を有し、光信号が光処理の全段階に存在する
システムに基づく。かかる開発は、過去１０年にわたっ
てなされてきた。
えることによって、望ましくは、十分に高い速度および
単純な構成を有し、光信号が光処理の全段階に存在する
システムに基づく。かかる開発は、過去１０年にわたっ
てなされてきた。
【０００４】かかる装置のうちの一つは、Tooleyらによ
って、1983年11月Appl.Phys.Lett.第43巻9 号807-809
頁に掲載され、ＩｎＳｂ( インジウム/ アンチモニー)
のような光学的に非線形である半導体物質上に形成され
たミラーを有する光学的非線形位相変調器を含む“High
Gain Signal Amplification in an InSb transphaser
at 77K”に開示されている。
って、1983年11月Appl.Phys.Lett.第43巻9 号807-809
頁に掲載され、ＩｎＳｂ( インジウム/ アンチモニー)
のような光学的に非線形である半導体物質上に形成され
たミラーを有する光学的非線形位相変調器を含む“High
Gain Signal Amplification in an InSb transphaser
at 77K”に開示されている。
【０００５】これは、ＩｎＳｂの光学的な非線形性を利
用する装置により可能となり、その“光による光(light
by light)”の増幅効果は、強力なポンピングビーム(p
umping beam)とデータを載せた弱いビームをInSb半導体
結晶内へ注入することによって得られる。結果的に、他
のビームによる一つのビームの変調および40dBまでのデ
ータを載せた光信号(Optical Signal:OS) 増幅が得られ
る。かかる装置の長所は、小型化したデザイン、高い非
線形係数および高い利得係数を有することである。しか
し、短所は外部ポンピング源、単一入力および単一チャ
ネル、装置の構造的な特異性に因る複雑な入/ 出力ビー
ム、またファブリー・ペロ干渉計(FPI)と入力光信号間
の完全な周波数の一致の必要性である。かかる欠点のた
めに、その装置においては実験室模型で実現性が不透明
である。
用する装置により可能となり、その“光による光(light
by light)”の増幅効果は、強力なポンピングビーム(p
umping beam)とデータを載せた弱いビームをInSb半導体
結晶内へ注入することによって得られる。結果的に、他
のビームによる一つのビームの変調および40dBまでのデ
ータを載せた光信号(Optical Signal:OS) 増幅が得られ
る。かかる装置の長所は、小型化したデザイン、高い非
線形係数および高い利得係数を有することである。しか
し、短所は外部ポンピング源、単一入力および単一チャ
ネル、装置の構造的な特異性に因る複雑な入/ 出力ビー
ム、またファブリー・ペロ干渉計(FPI)と入力光信号間
の完全な周波数の一致の必要性である。かかる欠点のた
めに、その装置においては実験室模型で実現性が不透明
である。
【０００６】Lomashevich S.らに1991年3 月19日許可さ
れた“光トランジスタ”という名称の米国特許第5,001,
523 号に開示された光装置は、本発明の技術的特性に最
も近接し、本明細書に参考文献として引用される。米国
特許第5,001,523 号に開示された光トランジスタは、多
数のチャネルによる異なる周波数の放射光の選択は勿
論、光信号のコミュテーションおよび増幅を可能にす
る。
れた“光トランジスタ”という名称の米国特許第5,001,
523 号に開示された光装置は、本発明の技術的特性に最
も近接し、本明細書に参考文献として引用される。米国
特許第5,001,523 号に開示された光トランジスタは、多
数のチャネルによる異なる周波数の放射光の選択は勿
論、光信号のコミュテーションおよび増幅を可能にす
る。
【０００７】かかる光トランジスタの長所は、高い増幅
係数、光信号のコミュテーションまたはスイッチング能
力、小型化とリング共振器（RR）に起因する高いＱ係数
であるが、欠点は制限されたチャネル利用度(channel a
ccessibility) 、入力チャネルに対する低い感度水準、
また光信号処理に対する多段−水準(multi-level) シス
テムの欠如( 即ち、貯蔵および論理の能力が不足) であ
る。
係数、光信号のコミュテーションまたはスイッチング能
力、小型化とリング共振器（RR）に起因する高いＱ係数
であるが、欠点は制限されたチャネル利用度(channel a
ccessibility) 、入力チャネルに対する低い感度水準、
また光信号処理に対する多段−水準(multi-level) シス
テムの欠如( 即ち、貯蔵および論理の能力が不足) であ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、入力
光信号によって調節可能であり、完全にアクセス可能で
あり、入力または出力光エネルギーに対して増加された
数の光ポートまたは接点を有し、高い入力信号感知水
準、高いパワー出力信号と、演算作用および貯蔵機能は
勿論、光信号の多段処理(multi-level processing)能力
を有する能動光信号プロセッサを提供することである。
光信号によって調節可能であり、完全にアクセス可能で
あり、入力または出力光エネルギーに対して増加された
数の光ポートまたは接点を有し、高い入力信号感知水
準、高いパワー出力信号と、演算作用および貯蔵機能は
勿論、光信号の多段処理(multi-level processing)能力
を有する能動光信号プロセッサを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施例によれ
ば、一対の第１導波管、一対の第１電極および一対の非
線形環形共振器(NCR;nonlinear circular resonator)か
らなる一対の方向性結合器を含み、各々の前記方向性結
合器は、各々の前記非線形環形共振器を有する各々の前
記第１導波管に光学的に結合されることによって形成さ
れ、各々の前記方向性結合器は各々の前記第１導波管お
よび各々の前記非線形環形共振器のあいだに光学的結合
領域に亘って印加される各々の第１電極によって調節さ
れ、各々の前記非線形環形共振器は一対の第１半導体レ
ーザおよび前記非線形環形共振器の状態の変化を行いう
る多数の第２電極を有し、各々の前記第１半導体レーザ
は、前記光結合領域の外部の領域内で各々の前記非線形
環形共振器に配置され、さらに、前記一対の非線形環形
共振器のあいだに位置し、位相変調器として動作可能で
ある能動光二股混合器を結合し、第２導波管、一対の第
２半導体レーザ、一対の第３電極および一対のミラーか
らなる光トランジスタを含み、各々の前記ミラーおよび
各々の第２半導体レーザは、前記第２導波管の端部の各
々に位置し、前記光トランジスタの変数を調節するため
の各々の前記第３電極は、前記第２導波管の垂直軸に平
行であり、前記光混合器は一対の前記第２半導体レーザ
のあいだに位置し、さらに、共通基準電極とを含む光プ
ロセッサを提供する。
ば、一対の第１導波管、一対の第１電極および一対の非
線形環形共振器(NCR;nonlinear circular resonator)か
らなる一対の方向性結合器を含み、各々の前記方向性結
合器は、各々の前記非線形環形共振器を有する各々の前
記第１導波管に光学的に結合されることによって形成さ
れ、各々の前記方向性結合器は各々の前記第１導波管お
よび各々の前記非線形環形共振器のあいだに光学的結合
領域に亘って印加される各々の第１電極によって調節さ
れ、各々の前記非線形環形共振器は一対の第１半導体レ
ーザおよび前記非線形環形共振器の状態の変化を行いう
る多数の第２電極を有し、各々の前記第１半導体レーザ
は、前記光結合領域の外部の領域内で各々の前記非線形
環形共振器に配置され、さらに、前記一対の非線形環形
共振器のあいだに位置し、位相変調器として動作可能で
ある能動光二股混合器を結合し、第２導波管、一対の第
２半導体レーザ、一対の第３電極および一対のミラーか
らなる光トランジスタを含み、各々の前記ミラーおよび
各々の第２半導体レーザは、前記第２導波管の端部の各
々に位置し、前記光トランジスタの変数を調節するため
の各々の前記第３電極は、前記第２導波管の垂直軸に平
行であり、前記光混合器は一対の前記第２半導体レーザ
のあいだに位置し、さらに、共通基準電極とを含む光プ
ロセッサを提供する。
【００１０】前記した光プロセッサにおいて、各々の非
線形環形共振器および各々の第１導波管を光学的に結合
することによって、各々の方向性結合器を形成し、非線
形環形共振器および第１導波管は物理的に共に結合する
か、各々から分離しうる。
線形環形共振器および各々の第１導波管を光学的に結合
することによって、各々の方向性結合器を形成し、非線
形環形共振器および第１導波管は物理的に共に結合する
か、各々から分離しうる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながらより詳しく説明すると、次の通りである。
ながらより詳しく説明すると、次の通りである。
【００１２】本発明は、レーザを含む導波管と非線形環
形共振器(NCR:nonlinear circularresonator)の電気的
能動光学的二股結合(electrically active optical bif
urcation coupling)および光トランジスタを機能的に統
合または集積することによって統合された光システムを
提供する。結合地域内へ半導体レーザを導入することに
よって、即ち、非線形環形共振器(NCR) との結合領域内
のレーザのあいだに、位相変調器(PM:phase modulator)
を有する“直接的(direct)”光トランジスタ(OT:optica
l transistor) を提供することによって、多数の新しい
機能および利点などを提供する電気的能動光学的二股(a
ctive optical bifurcation;BOA)形態の混合器を生成ま
たは発生させることである。なお、電気的能動光学的二
股は、Papuchon M. らによって1977年8 月Appl.Phys.Le
tt. 第31巻第4 号266-267 頁に掲載された“Electrical
ly Active Optical Bifurcation ”により詳しく開示さ
れている。
形共振器(NCR:nonlinear circularresonator)の電気的
能動光学的二股結合(electrically active optical bif
urcation coupling)および光トランジスタを機能的に統
合または集積することによって統合された光システムを
提供する。結合地域内へ半導体レーザを導入することに
よって、即ち、非線形環形共振器(NCR) との結合領域内
のレーザのあいだに、位相変調器(PM:phase modulator)
を有する“直接的(direct)”光トランジスタ(OT:optica
l transistor) を提供することによって、多数の新しい
機能および利点などを提供する電気的能動光学的二股(a
ctive optical bifurcation;BOA)形態の混合器を生成ま
たは発生させることである。なお、電気的能動光学的二
股は、Papuchon M. らによって1977年8 月Appl.Phys.Le
tt. 第31巻第4 号266-267 頁に掲載された“Electrical
ly Active Optical Bifurcation ”により詳しく開示さ
れている。
【００１３】本発明はBOA/NCR 構造の特徴である多重安
定性効果による光信号の多段処理の実行を可能にする。
光信号はいかなる光接点またはポートを通じても入力さ
れ得、出力放射は入力光トランジスタおよび電気的能動
光二股結合構造内で放射の伝播の方向または経路によっ
て決定されるいかなる出力チャネルでも放出されうる。
本発明は単一集積または統合された光装置を用いること
によって、増幅、貯蔵、入力光トランジスタにより規定
されるいかなる周波数においても、増幅された信号の再
放射(re-radiation)、スイッチングおよびコミュテーシ
ョンを含む光信号処理を可能にする。この機能的な能力
などは、ある装置から発生されうる一連の光信号処理機
能などによって規定され、それらの関数である。第１(
入力) 光トランジスタは、増幅作用を行い；電気的能動
光学的二股結合およびNCR によって発生する多段メモリ
は貯蔵を行い；結合導波管内へ導入された二つのビーム
によって発生されるＣ３レーザの調節周波数を有する第
２出力光トランジスタによっていかなる周波数でも光信
号の再放射が行われる。また、本発明は雑音水準(noise
level) ほどの大きさの低パワーを有する低パワー光信
号の処理を可能にし、一連の“予備増幅”即ち、光トラ
ンジスタによって、前記処理が可能である。低い強さの
光信号は、再同調(re-tuning) 、光信号選択およびチャ
ネルスイッチングを含む装置の多様な機能を制御するの
に用いられる。
定性効果による光信号の多段処理の実行を可能にする。
光信号はいかなる光接点またはポートを通じても入力さ
れ得、出力放射は入力光トランジスタおよび電気的能動
光二股結合構造内で放射の伝播の方向または経路によっ
て決定されるいかなる出力チャネルでも放出されうる。
本発明は単一集積または統合された光装置を用いること
によって、増幅、貯蔵、入力光トランジスタにより規定
されるいかなる周波数においても、増幅された信号の再
放射(re-radiation)、スイッチングおよびコミュテーシ
ョンを含む光信号処理を可能にする。この機能的な能力
などは、ある装置から発生されうる一連の光信号処理機
能などによって規定され、それらの関数である。第１(
入力) 光トランジスタは、増幅作用を行い；電気的能動
光学的二股結合およびNCR によって発生する多段メモリ
は貯蔵を行い；結合導波管内へ導入された二つのビーム
によって発生されるＣ３レーザの調節周波数を有する第
２出力光トランジスタによっていかなる周波数でも光信
号の再放射が行われる。また、本発明は雑音水準(noise
level) ほどの大きさの低パワーを有する低パワー光信
号の処理を可能にし、一連の“予備増幅”即ち、光トラ
ンジスタによって、前記処理が可能である。低い強さの
光信号は、再同調(re-tuning) 、光信号選択およびチャ
ネルスイッチングを含む装置の多様な機能を制御するの
に用いられる。
【００１４】かかる制御特性は、処理の初期段階におけ
る光信号の増幅および機能的セル、即ち、位相変調器、
光トランジスタおよびNCR の元よりまた内部的特性と相
互連結された位相変調器、光トランジスタおよびNCR の
非線形性の特性のために可能である。
る光信号の増幅および機能的セル、即ち、位相変調器、
光トランジスタおよびNCR の元よりまた内部的特性と相
互連結された位相変調器、光トランジスタおよびNCR の
非線形性の特性のために可能である。
【００１５】かかる長所および機能的特性は、光トラン
ジスタ、リング共振器また電気的能動光学的二股結合ス
イッチ領域を有するNCR の構成によって得られる。
ジスタ、リング共振器また電気的能動光学的二股結合ス
イッチ領域を有するNCR の構成によって得られる。
【００１６】光トランジスタは、基本的に適切な装置特
性および電極に印加された制御信号の選択によって、光
信号の増幅または記憶および光信号のコミュテーション
/ 通信を可能にする。光トランジスタの機能と特性は、
Lomashevich S.A らによって、1991年Journal of Appli
ed Spectroscopy 第55巻第3 号485-490 頁に掲載された
“Concept of Optical Transistor ”およびMorozov,E.
P.らによって“Optical of Transistor”と名称された
USSR発明者証番号第1225386 号にさらに詳しく開示され
ている。
性および電極に印加された制御信号の選択によって、光
信号の増幅または記憶および光信号のコミュテーション
/ 通信を可能にする。光トランジスタの機能と特性は、
Lomashevich S.A らによって、1991年Journal of Appli
ed Spectroscopy 第55巻第3 号485-490 頁に掲載された
“Concept of Optical Transistor ”およびMorozov,E.
P.らによって“Optical of Transistor”と名称された
USSR発明者証番号第1225386 号にさらに詳しく開示され
ている。
【００１７】本発明において、光トランジスタはレーザ
などのあいだに位置する位相変調器である導波管および
二つのレーザによって規定されて、光双安定性モードで
第１次一連の非線形増幅作用を行う。光信号が光トラン
ジスタの位相変調器に入り、光の強さがある臨界値を超
過するとき、物質の非線形特性のために、光トランジス
タの反反射(anti-reflection) または飽和が行われて共
振まで同調される。依存度ｎ＝ｎｏ＋ｎ２Ｉｐであり(
ここで、ｎｏは無光度屈折率、ｎ２は非線形係数であ
り、Ｉｐは共振器内における強さ) 、Ｉｐの臨界値にな
るまでの加数の影響が重要となり、システムは自動的に
共振状態に向かって同調されはじめ、前記過程は急にま
たは雪崩(avalanche-like)方式が発生して、たいへん急
な特性が実現され、よって、光信号処理の初期または初
めの段階で要求される増幅係数が提供される。
などのあいだに位置する位相変調器である導波管および
二つのレーザによって規定されて、光双安定性モードで
第１次一連の非線形増幅作用を行う。光信号が光トラン
ジスタの位相変調器に入り、光の強さがある臨界値を超
過するとき、物質の非線形特性のために、光トランジス
タの反反射(anti-reflection) または飽和が行われて共
振まで同調される。依存度ｎ＝ｎｏ＋ｎ２Ｉｐであり(
ここで、ｎｏは無光度屈折率、ｎ２は非線形係数であ
り、Ｉｐは共振器内における強さ) 、Ｉｐの臨界値にな
るまでの加数の影響が重要となり、システムは自動的に
共振状態に向かって同調されはじめ、前記過程は急にま
たは雪崩(avalanche-like)方式が発生して、たいへん急
な特性が実現され、よって、光信号処理の初期または初
めの段階で要求される増幅係数が提供される。
【００１８】光トランジスタは、(a) 位相変調器の電気
的同調または(b) 位相変調器からNCR へ伝播される光放
射のある部分に結合される制御光信号によってNCR との
結合素子として用いられる。例えば、他の光回路におけ
る並列処理のために、増幅された光信号は光トランジス
タの出力鏡から放出されうる。
的同調または(b) 位相変調器からNCR へ伝播される光放
射のある部分に結合される制御光信号によってNCR との
結合素子として用いられる。例えば、他の光回路におけ
る並列処理のために、増幅された光信号は光トランジス
タの出力鏡から放出されうる。
【００１９】位相変調器は内部に共振器を組み込んだ非
線形ファブリー・ペロ干渉計(FPI)として作動する。そ
して、その光路は集積された放射の強さに依存する。位
相変調は大きい共振器の光学的長さを変化させ、またそ
の臨界電流の変化を起こすQ-係数を変化させる。かかる
再同調は装置が発生臨界値を通過してレージング(lasin
g)またはレーザモードを得るようにする。
線形ファブリー・ペロ干渉計(FPI)として作動する。そ
して、その光路は集積された放射の強さに依存する。位
相変調は大きい共振器の光学的長さを変化させ、またそ
の臨界電流の変化を起こすQ-係数を変化させる。かかる
再同調は装置が発生臨界値を通過してレージング(lasin
g)またはレーザモードを得るようにする。
【００２０】光トランジスタの概念によれば、第１増幅
（即ち、位相変調器によること）は、基本的に符合機能
を実現する。即ち、入力信号と共振周波数が正確に一致
しなくてもシステム全体のかかる応答を引き起こすこと
を可能にする。入力信号ｉの影響下で位相変調器で増幅
された信号は、ＩＰＭ＝Ｇ１ｉとなり、帰還回路(feedb
ack circuit)を通過して、半導体レーザ増幅器(semicon
ductor laser amplifier;SLA) で増幅されれば、Ｉ
ＳＬＡ＝Ｇ０１Ｇ１ｉになり、光トランジスタ共振器の
屈折率が変化して、最後的に光トランジスタは次の関数
で与えられる。
（即ち、位相変調器によること）は、基本的に符合機能
を実現する。即ち、入力信号と共振周波数が正確に一致
しなくてもシステム全体のかかる応答を引き起こすこと
を可能にする。入力信号ｉの影響下で位相変調器で増幅
された信号は、ＩＰＭ＝Ｇ１ｉとなり、帰還回路(feedb
ack circuit)を通過して、半導体レーザ増幅器(semicon
ductor laser amplifier;SLA) で増幅されれば、Ｉ
ＳＬＡ＝Ｇ０１Ｇ１ｉになり、光トランジスタ共振器の
屈折率が変化して、最後的に光トランジスタは次の関数
で与えられる。
【００２１】
【数１】 光トランジスタ概念の付加的な開示は、Lomashevich S.
A.らによって1991年Journal of Applied Spectroscopy,
第55巻第３号485-490 頁に掲載された“Concept of O
ptical Transistor ”に開示されている。
A.らによって1991年Journal of Applied Spectroscopy,
第55巻第３号485-490 頁に掲載された“Concept of O
ptical Transistor ”に開示されている。
【００２２】半導体レーザ増幅器にも用いられる能動レ
ーザ素子および方向性結合器(directional coupler) で
ある符合素子を有するリング共振器も光トランジスタを
表し( 参考文献米国特許第5,001,523 号を引用して前記
に開示されたように) 、前記参考文献には、索引“1 ”
が索引“2 ”であることを除いては、入力信号i と出力
信号I とのあいだの関係は、式(1) と同一に表現され
る。本発明において、利得係数G は電気的能動光学的二
股結合でNCR 内への透過水準を表す。
ーザ素子および方向性結合器(directional coupler) で
ある符合素子を有するリング共振器も光トランジスタを
表し( 参考文献米国特許第5,001,523 号を引用して前記
に開示されたように) 、前記参考文献には、索引“1 ”
が索引“2 ”であることを除いては、入力信号i と出力
信号I とのあいだの関係は、式(1) と同一に表現され
る。本発明において、利得係数G は電気的能動光学的二
股結合でNCR 内への透過水準を表す。
【００２３】電気的能動光学的二股結合(BOA) スイッチ
を有するNCR 構成は、これらの素子の各々から発見され
ない新しい機能的特性を提供する。即ち、新しい特性は
電気的能動光学的二股結合(BOA) スイッチまたはNCR 内
で発見され得ない。開示された発明において、電気的能
動光学的二股結合素子は光トランジスタ(OT)とNCR とを
結合させる。
を有するNCR 構成は、これらの素子の各々から発見され
ない新しい機能的特性を提供する。即ち、新しい特性は
電気的能動光学的二股結合(BOA) スイッチまたはNCR 内
で発見され得ない。開示された発明において、電気的能
動光学的二股結合素子は光トランジスタ(OT)とNCR とを
結合させる。
【００２４】光学的双安定性(optical bistability;OB)
の影響は、屈折率が媒質内の光エネルギーの強さによ
り、その関数、即ち、ｎ＝ｎ０＋ｎ２Ｉｐであり、また
システム内で帰還があるばあい明確になる。開示された
装置において、全体としてのシステム( 分散的なまたは
吸収的であり、非線形性また帰還形態で作動する非線形
性環形共振器と同一の物質からなったこと) は勿論、そ
の各々の素子( 即ち、帰還が外部鏡によって提供される
非線形環形共振器) 全てが前記条件に符合される（Byst
rov,Yu.L. らによって1992年Elektrosvyazj 第１号22-2
5 頁に掲載された“Optical Transistor as a New Func
tional Element of VOSP Technique”を参照）。入力光
トランジスタから発生される入力放射に対するシステム
の初期反応が遅延(stalling)によって生じ、結果的に、
時間的に早く（１０−１３秒程度)、また非常に急激な
特性を有して発生することは、前記開示された装置の作
動に重要である。さらに、出力信号の形成は、光学的双
安定性モードで作動するシステムの影響を受ける。一連
の予備増幅、増幅とパワー増幅は、システムにおける出
力信号を連続的に形成せしめる単純な方法である。本発
明において、光接続状態にあるNCR の各々が強力に結合
されているとき、リング共振器は自体内へ光エネルギー
をポンプして、分離された導波管と関連された非正規的
または非周期的な揺動を平坦にし、逆に本システムに特
異で光プロセッサの特性および出力データの形態を変化
させうる媒介変数などによって規定される効果を増大さ
せる。
の影響は、屈折率が媒質内の光エネルギーの強さによ
り、その関数、即ち、ｎ＝ｎ０＋ｎ２Ｉｐであり、また
システム内で帰還があるばあい明確になる。開示された
装置において、全体としてのシステム( 分散的なまたは
吸収的であり、非線形性また帰還形態で作動する非線形
性環形共振器と同一の物質からなったこと) は勿論、そ
の各々の素子( 即ち、帰還が外部鏡によって提供される
非線形環形共振器) 全てが前記条件に符合される（Byst
rov,Yu.L. らによって1992年Elektrosvyazj 第１号22-2
5 頁に掲載された“Optical Transistor as a New Func
tional Element of VOSP Technique”を参照）。入力光
トランジスタから発生される入力放射に対するシステム
の初期反応が遅延(stalling)によって生じ、結果的に、
時間的に早く（１０−１３秒程度)、また非常に急激な
特性を有して発生することは、前記開示された装置の作
動に重要である。さらに、出力信号の形成は、光学的双
安定性モードで作動するシステムの影響を受ける。一連
の予備増幅、増幅とパワー増幅は、システムにおける出
力信号を連続的に形成せしめる単純な方法である。本発
明において、光接続状態にあるNCR の各々が強力に結合
されているとき、リング共振器は自体内へ光エネルギー
をポンプして、分離された導波管と関連された非正規的
または非周期的な揺動を平坦にし、逆に本システムに特
異で光プロセッサの特性および出力データの形態を変化
させうる媒介変数などによって規定される効果を増大さ
せる。
【００２５】本発明の一実施例による二つの光プロセッ
サ100,200 の平面図が各々図１および図２に示されてい
る。これらの光プロセッサは、一対の第１導波管1,1 ’
と一対の第１電極6,6 ’および一対の非線形環形共振器
(NCR)2,2’から構成された一対の方向性結合器10,10 ’
を含み、各々の一対の方向性結合器( 例えば、10) は、
NCR2を有する第１導波管1 を光学的に結合して形成し、
各々の方向性結合器( 例えば、10) は第１導波管1 およ
びNCR2のあいだの光学的結合領域に位置する第１電極6
によって調節され、各々のNCR(例えば、2)は一対の第１
半導体レーザ5A,5B を有し、NCR の状態は、多数の第２
電極13を変化することによって行われ、第１半導体レー
ザ( 例えば、5A) 各々は、光結合地域の外部の領域内の
NCR2内に配置されており、さらに、一対のNCR2,2’のあ
いだに位置し、位相変調器として動作可能である能動光
二股光混合器8 を結合し、第２導波管9 、一対の第２半
導体レーザ5E,5F 、一対の第３電極11,11 ’および一対
のミラー12,12 ’から構成された光トランジスタ(OT)7
を含み、各々のミラー( 例えば、12) および各々の第２
半導体レーザ( 例えば、5E) は、第２導波管9 の端部E
の各々に位置し、OTの変数を調節するための各々の第３
電極( 例えば、11) は、第２導波管9 の垂直軸に平行で
あり、光混合器8 は、一対の第２半導体レーザ5Eのあい
だに位置し、さらに、共通基準電極( 図示せず) を含
む。
サ100,200 の平面図が各々図１および図２に示されてい
る。これらの光プロセッサは、一対の第１導波管1,1 ’
と一対の第１電極6,6 ’および一対の非線形環形共振器
(NCR)2,2’から構成された一対の方向性結合器10,10 ’
を含み、各々の一対の方向性結合器( 例えば、10) は、
NCR2を有する第１導波管1 を光学的に結合して形成し、
各々の方向性結合器( 例えば、10) は第１導波管1 およ
びNCR2のあいだの光学的結合領域に位置する第１電極6
によって調節され、各々のNCR(例えば、2)は一対の第１
半導体レーザ5A,5B を有し、NCR の状態は、多数の第２
電極13を変化することによって行われ、第１半導体レー
ザ( 例えば、5A) 各々は、光結合地域の外部の領域内の
NCR2内に配置されており、さらに、一対のNCR2,2’のあ
いだに位置し、位相変調器として動作可能である能動光
二股光混合器8 を結合し、第２導波管9 、一対の第２半
導体レーザ5E,5F 、一対の第３電極11,11 ’および一対
のミラー12,12 ’から構成された光トランジスタ(OT)7
を含み、各々のミラー( 例えば、12) および各々の第２
半導体レーザ( 例えば、5E) は、第２導波管9 の端部E
の各々に位置し、OTの変数を調節するための各々の第３
電極( 例えば、11) は、第２導波管9 の垂直軸に平行で
あり、光混合器8 は、一対の第２半導体レーザ5Eのあい
だに位置し、さらに、共通基準電極( 図示せず) を含
む。
【００２６】前記した光プロセッサにおいて、各々の非
線形環形共振器および各々の第１導波管を光学的に結合
することによって、各々の方向性結合器を形成し、光プ
ロセッサ200 でのように、非線形環形共振器および第１
導波管は物理的に共に結合されるか、光プロセッサ100
でのように各々から分離されうる。
線形環形共振器および各々の第１導波管を光学的に結合
することによって、各々の方向性結合器を形成し、光プ
ロセッサ200 でのように、非線形環形共振器および第１
導波管は物理的に共に結合されるか、光プロセッサ100
でのように各々から分離されうる。
【００２７】本発明の光プロセッサ100 の動作は、図１
および図２によって記述される。入力−出力光接点(A),
(B),(C) および(D) が本質的に同一であるので、次の説
明は入力光信号が光導波管1 内の出力接点(A) へ入るこ
とによって記述する。
および図２によって記述される。入力−出力光接点(A),
(B),(C) および(D) が本質的に同一であるので、次の説
明は入力光信号が光導波管1 内の出力接点(A) へ入るこ
とによって記述する。
【００２８】第１電極6 へ印加される電圧Ｕ６はNCR2内
の光信号のスイッチングを調節する。電圧Ｕ６を適切に
調節して、差動増幅(differential amplification)特性
を有する増幅は、光導波管1 およびNCR2を含む光双安定
性セル(optical bistabilitycell)で具現される。
の光信号のスイッチングを調節する。電圧Ｕ６を適切に
調節して、差動増幅(differential amplification)特性
を有する増幅は、光導波管1 およびNCR2を含む光双安定
性セル(optical bistabilitycell)で具現される。
【００２９】これは第１次直列光信号の増幅であり、位
相変調器8 の初期状態で発生し、レーザ5E,5F へ伝達さ
れて、優れたモード(domant mode) になってレーザ発生
モードになり、これはNCR2内で急激な光強さの増加が生
じ、よって、前記物質がNCR2で非線形特性を起こるよう
に強要する。結果的に、NCR2の共振は入力光信号周波数
と一致して、位相変調器を初期化するのに十分である光
出力放射は、位相変調器8 へ入ることになる。一対のOT
レーザ5E、5Fからレーザビームが、一対のミラー12’,1
2 ”によって限定され、光トランジスタ7(EF) の共振ま
で再同調され、これは光トランジスタ7(EF) が光トラン
ジスタ7 に併合されて、このシステムで一対のNCR2,2’
に対して、光混合器として作用する位相変調器としての
全システムを調節するようにする。
相変調器8 の初期状態で発生し、レーザ5E,5F へ伝達さ
れて、優れたモード(domant mode) になってレーザ発生
モードになり、これはNCR2内で急激な光強さの増加が生
じ、よって、前記物質がNCR2で非線形特性を起こるよう
に強要する。結果的に、NCR2の共振は入力光信号周波数
と一致して、位相変調器を初期化するのに十分である光
出力放射は、位相変調器8 へ入ることになる。一対のOT
レーザ5E、5Fからレーザビームが、一対のミラー12’,1
2 ”によって限定され、光トランジスタ7(EF) の共振ま
で再同調され、これは光トランジスタ7(EF) が光トラン
ジスタ7 に併合されて、このシステムで一対のNCR2,2’
に対して、光混合器として作用する位相変調器としての
全システムを調節するようにする。
【００３０】一対のミラー12のあいだで光線が通過する
ことによって、NCR2,2' に光出力の結合部分が生じ、方
向性結合器10,10'によって増幅された周波数は、出力接
点A,B,C およびD を通じて放出される。大部分の光出力
は、光トランジスタ7 を限定する一対のミラー12,12'を
通じて出力される。
ことによって、NCR2,2' に光出力の結合部分が生じ、方
向性結合器10,10'によって増幅された周波数は、出力接
点A,B,C およびD を通じて放出される。大部分の光出力
は、光トランジスタ7 を限定する一対のミラー12,12'を
通じて出力される。
【００３１】全体的なユニットであって、光システムは
待機モードで動作し、システムへ入る入力信号が光双安
定性影響を表すシステムを構成している物質の非線形特
性を用いた共振状態で一次的に再同調されなければなら
なく、光信号にの全ての段階に対して、式(1) に記述さ
れた強さに関する屈折率n の依存度は方向性結合器(AB-
NCR-2,CD-NCR-2'),NCR(NCR-2,NCR-2')、光混合器8 およ
び光トランジスタEF内で処理される。図１および図２で
示されたように、本発明の光プロセッサの各々が一対の
NCR2,2' のあいだに位置したBOA 形態の光混合器8 に対
して軸に対して対称となるので、出力光信号I の特性
は、入力信号i および次のアルゴリズムの使用を通じた
変数から得られる。
待機モードで動作し、システムへ入る入力信号が光双安
定性影響を表すシステムを構成している物質の非線形特
性を用いた共振状態で一次的に再同調されなければなら
なく、光信号にの全ての段階に対して、式(1) に記述さ
れた強さに関する屈折率n の依存度は方向性結合器(AB-
NCR-2,CD-NCR-2'),NCR(NCR-2,NCR-2')、光混合器8 およ
び光トランジスタEF内で処理される。図１および図２で
示されたように、本発明の光プロセッサの各々が一対の
NCR2,2' のあいだに位置したBOA 形態の光混合器8 に対
して軸に対して対称となるので、出力光信号I の特性
は、入力信号i および次のアルゴリズムの使用を通じた
変数から得られる。
【００３２】
【数２】 光システムの基本成分は、次の関数によって特性が記述
された環形共振器(OT-CR) を有する光トランジスタであ
る。
された環形共振器(OT-CR) を有する光トランジスタであ
る。
【００３３】
【数３】 本発明の方向性結合器の特性は、連結されたモードを記
述する式から得られ、両帰還に対するシステムの応答
は、光振動モードの伝播常数および第２チャネルの光路
でG 係数値のあいだの差に対して依存する式を導入する
ことによって得られる。かかる概念に対してScrapperら
によって1981年IEEE Journal of QuantumElectronics,Q
E-17,N3,322に掲載された“Remotely Controlled Integ
rated Directional Coupler Switch ”に付加的に開示
される。
述する式から得られ、両帰還に対するシステムの応答
は、光振動モードの伝播常数および第２チャネルの光路
でG 係数値のあいだの差に対して依存する式を導入する
ことによって得られる。かかる概念に対してScrapperら
によって1981年IEEE Journal of QuantumElectronics,Q
E-17,N3,322に掲載された“Remotely Controlled Integ
rated Directional Coupler Switch ”に付加的に開示
される。
【００３４】光学的双安定性モードにおいて、帯域通過
(band-pass) 導波管からNCR への出力の転換を記述した
関数(F1)は、次のように表されうる。
(band-pass) 導波管からNCR への出力の転換を記述した
関数(F1)は、次のように表されうる。
【００３５】
【数４】 電気的能動光学的双安定性(BOA) 形態のコミュテータま
たはスイッチングで光双安定性の研究は、Andreev らに
よって1984年Tekhnicheski Sredstiva Svyazi,seria:Te
khn.Prov.Svyazi,Vypusk 6,S.115-121に掲載された“Op
tical BistableCommutating Device with Electronic F
eedback”にさらに詳しく開示されている。Andreev に
よれば、OBモードでBOA-混合器の変換関数は次の通りで
ある。
たはスイッチングで光双安定性の研究は、Andreev らに
よって1984年Tekhnicheski Sredstiva Svyazi,seria:Te
khn.Prov.Svyazi,Vypusk 6,S.115-121に掲載された“Op
tical BistableCommutating Device with Electronic F
eedback”にさらに詳しく開示されている。Andreev に
よれば、OBモードでBOA-混合器の変換関数は次の通りで
ある。
【００３６】
【数５】 ここで、出力の最大可能な水準を特徴付ける変数d2は混
合器の適切なモードに対する次の式によって記述される
入力信号の分解係数によって限定される。
合器の適切なモードに対する次の式によって記述される
入力信号の分解係数によって限定される。
【００３７】
【数６】 光システムの入力−出力回路に対する変換関数は、線形
OTの変換関数に鑑みて決定可能である。これから、OP特
性は次の式を用いて記述される。
OTの変換関数に鑑みて決定可能である。これから、OP特
性は次の式を用いて記述される。
【００３８】
【数７】 ここで、各々の指数0,1,2 および3 はOT-CR,DC,BOAおよ
び線形OTの各々に対応する。
び線形OTの各々に対応する。
【００３９】光メモリモード( 図３および図４) 、差動
増幅モード( 図４、曲線2)、光プロセッサモードのよう
なモードは具現されて、図３および図４にその結果が示
され確認される。
増幅モード( 図４、曲線2)、光プロセッサモードのよう
なモードは具現されて、図３および図４にその結果が示
され確認される。
【００４０】したがって、光システムは光信号の一連の
加算を提供し、その結果を記憶し、限定された値を記憶
しそれに入力された光信号を加え、その結果を記憶し(
図５の点3,4 および5 など) 、他の光接点で入力された
光信号を加え、その結果を記憶しうる能力を有する。
加算を提供し、その結果を記憶し、限定された値を記憶
しそれに入力された光信号を加え、その結果を記憶し(
図５の点3,4 および5 など) 、他の光接点で入力された
光信号を加え、その結果を記憶しうる能力を有する。
【００４１】機能的特性の変更および装置の特性は、変
数を変化することによって得られる。
数を変化することによって得られる。
【００４２】図２で示した実施例において、光プロセッ
サの分離された要素を以前に限定した関数は、入力i お
よび出力I のあいだの依存度を得るようにする。
サの分離された要素を以前に限定した関数は、入力i お
よび出力I のあいだの依存度を得るようにする。
【００４３】
【数８】 ここで、各々の指数は次のように表示される。
【００４４】0;OT-CR 1;BOA-混合器 2;光混合器3(図２) 3;線形OT 分析結果において、d=2.5(図６において、曲線2)である
とき、第１次および第２次で差動における差動増幅の光
メモリ、d=1.5(図６において、曲線1)である多重−安定
メモリ、d=1.5(図６において、曲線1)であるときの値お
よびメモリの次数を形成するOSの加算、多重−安定特性
に関するOSの加算( 図７) 、また値などとかかる値など
のメモリの次数を形成するOSの加算( 図８) のような動
作モードなどが、入力BOA 混合器を有するOPで可能であ
ることが見られる。
とき、第１次および第２次で差動における差動増幅の光
メモリ、d=1.5(図６において、曲線1)である多重−安定
メモリ、d=1.5(図６において、曲線1)であるときの値お
よびメモリの次数を形成するOSの加算、多重−安定特性
に関するOSの加算( 図７) 、また値などとかかる値など
のメモリの次数を形成するOSの加算( 図８) のような動
作モードなどが、入力BOA 混合器を有するOPで可能であ
ることが見られる。
【００４５】多様な特性およびモードは、増幅−多重−
安定性( 曲線1), ヒステリシスの面積の変化を有する多
重−安定性( 図９において、曲線２および３) の特性が
表された二股表面I=f(i,θ0)( 図９) によって示され
る。かかる特徴から変数の影響は明確になることが見ら
れる。
安定性( 曲線1), ヒステリシスの面積の変化を有する多
重−安定性( 図９において、曲線２および３) の特性が
表された二股表面I=f(i,θ0)( 図９) によって示され
る。かかる特徴から変数の影響は明確になることが見ら
れる。
【００４６】異なるモードで再同調を可能にし、多様な
特性を具現する他の変数は、d1,d2,△β01, △β02G0,G
03, θ0 およびθ03である。
特性を具現する他の変数は、d1,d2,△β01, △β02G0,G
03, θ0 およびθ03である。
【００４７】したがって、光接点中の１つに入るOSは、
共振方向へ全光学システムの再同調および全光学システ
ムは勿論、分離されたセル(cell)で光学的双安定性の初
期状態を起こす。かかる結果は、レーザをレーザ発生モ
ードにし、このシステムで放射光の強さを急激に増加さ
せ、OTミラーによってこの放射光を閉じ込めておき、出
力チャネルを通じて光出力を増幅し分配する。さらに、
光システムが光信号によって与えられた値の加算過程を
行うことが可能にする適切な変数値によって多重安定性
は具現される。既に増幅された入力パルスの記憶化、加
算、この結果の記憶化および次の段階への変換は計算モ
ードで得られる。
共振方向へ全光学システムの再同調および全光学システ
ムは勿論、分離されたセル(cell)で光学的双安定性の初
期状態を起こす。かかる結果は、レーザをレーザ発生モ
ードにし、このシステムで放射光の強さを急激に増加さ
せ、OTミラーによってこの放射光を閉じ込めておき、出
力チャネルを通じて光出力を増幅し分配する。さらに、
光システムが光信号によって与えられた値の加算過程を
行うことが可能にする適切な変数値によって多重安定性
は具現される。既に増幅された入力パルスの記憶化、加
算、この結果の記憶化および次の段階への変換は計算モ
ードで得られる。
【００４８】前記装置を制作するのに用いられる典型的
な物質は、３成分システム( 例えば、GaAlAs) 、４成分
システム( 例えば、InGaAsP)および固体溶液（solid so
lutions ）を含み、その成分は光反射の重ねられた波長
領域によって決定される。前記光プロセッサを製造する
ための方法は、液相エピタキシー(epitaxy) 、気相エピ
タキシー、MOCVD(Metal-Oxide Chemical Vapor Deposit
ion)およびモスヒドレート(moshydrate)分子−ビームエ
ピタキシー（molecular-beam epitaxy）を含む。
な物質は、３成分システム( 例えば、GaAlAs) 、４成分
システム( 例えば、InGaAsP)および固体溶液（solid so
lutions ）を含み、その成分は光反射の重ねられた波長
領域によって決定される。前記光プロセッサを製造する
ための方法は、液相エピタキシー(epitaxy) 、気相エピ
タキシー、MOCVD(Metal-Oxide Chemical Vapor Deposit
ion)およびモスヒドレート(moshydrate)分子−ビームエ
ピタキシー（molecular-beam epitaxy）を含む。
【００４９】ハイブリッド(hybrid)形態の光プロセッサ
能動セルの設計および構造は、前述した技法を用いて制
作されて、インジウム−ベース(In-based)半田づけを用
いて、リング共振器と導波管の食刻窓(etched-window)
内にもうけられる。
能動セルの設計および構造は、前述した技法を用いて制
作されて、インジウム−ベース(In-based)半田づけを用
いて、リング共振器と導波管の食刻窓(etched-window)
内にもうけられる。
【００５０】集積光(integrated-optical)形態で、次の
構造が提案される。レーザは二重ヘテロ構造(heterostr
ucture) を有し、最も簡単な形態で能動層がリング共振
器と導波管上に分布されるように生成される。能動層の
垂直方向への形成はヘテロ構造の成長と共に行われる。
平面方向(planar-wise) への能動層はプロセッサ素子の
形態を取る接点パッド(pads)の大きさによって制限され
る。他の方法として、素子大きさの制限は沈まれたマス
クド(immersed masked) ヘテロ構造内に狭い能動結合層
を形成することによって行われる。集積光形態におい
て、鏡などは化学食刻を伴うホログラフィックリソグラ
フィープロセス(holographic lithographyprocess) を
用いて制作される。前記考えられたデザインは、量子−
大きさ(quantum-sized) 構造を用いることによって行わ
れる。
構造が提案される。レーザは二重ヘテロ構造(heterostr
ucture) を有し、最も簡単な形態で能動層がリング共振
器と導波管上に分布されるように生成される。能動層の
垂直方向への形成はヘテロ構造の成長と共に行われる。
平面方向(planar-wise) への能動層はプロセッサ素子の
形態を取る接点パッド(pads)の大きさによって制限され
る。他の方法として、素子大きさの制限は沈まれたマス
クド(immersed masked) ヘテロ構造内に狭い能動結合層
を形成することによって行われる。集積光形態におい
て、鏡などは化学食刻を伴うホログラフィックリソグラ
フィープロセス(holographic lithographyprocess) を
用いて制作される。前記考えられたデザインは、量子−
大きさ(quantum-sized) 構造を用いることによって行わ
れる。
【００５１】開示された装置は、光インパルス(impuls
e) による論理動作および計算能力および多段モードに
おける貯蔵を特徴とする。依存関係i=f(I)によって決定
され、望ましくは装置の電極を通じた電気的な制御によ
る媒介変数などを用いた光プロセッサの多様な機能の制
御能力などの主要な長所を有する。入力光信号が光トラ
ンジスタの位相変調器に導入される方法は、光信号周波
数と光トランジスタの同調周波数との正確な一致を避け
うるようにする。高い増幅係数(40dB 以上) 、高い応答
度また非正規揺動の抑圧が行われる。完全な利用度(acc
essibility) 、四つの光出力また増幅と共に光信号のコ
ミュテーティングやスイッチングを行いうる能力は同じ
方式により得られる。
e) による論理動作および計算能力および多段モードに
おける貯蔵を特徴とする。依存関係i=f(I)によって決定
され、望ましくは装置の電極を通じた電気的な制御によ
る媒介変数などを用いた光プロセッサの多様な機能の制
御能力などの主要な長所を有する。入力光信号が光トラ
ンジスタの位相変調器に導入される方法は、光信号周波
数と光トランジスタの同調周波数との正確な一致を避け
うるようにする。高い増幅係数(40dB 以上) 、高い応答
度また非正規揺動の抑圧が行われる。完全な利用度(acc
essibility) 、四つの光出力また増幅と共に光信号のコ
ミュテーティングやスイッチングを行いうる能力は同じ
方式により得られる。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、入力光信号によって調
節および利用が可能であり、入出力光エネルギーに対し
て、多数の光ポートまたは接点を有し、演算作用および
貯蔵機能および多端処理能力を有する能動光信号プロセ
ッサを提供することができる。
節および利用が可能であり、入出力光エネルギーに対し
て、多数の光ポートまたは接点を有し、演算作用および
貯蔵機能および多端処理能力を有する能動光信号プロセ
ッサを提供することができる。
【図１】本発明による一実施例による光プロセッサの平
面図である。
面図である。
【図２】本発明の他の実施例による光プロセッサの平面
図である。
図である。
【図３】光トランジスタの初期離調影響を示した図面で
ある。
ある。
【図４】方向性結合器を有する光プロセッサの特性を示
した図面である。
した図面である。
【図５】記憶プロセッサを示す図面である。
【図６】d 係数を増加の関数として光学双安定性の特徴
の変化を示す図面である。
の変化を示す図面である。
【図７】本発明の計算過程を示す図面である。
【図８】本発明の多重安定性特性を用いて、計算を行う
ための光プロセッサの能力を示す図面である。
ための光プロセッサの能力を示す図面である。
【図９】BOA を有する光プロセッサの二股表面を示す図
面である。
面である。
１ 光導波管 ２, ２′ 非線形環形共振器 ５ レーザ ６ 第１電極 ７ 光トランジスタ ８ 位相変調器( 光混合器) １２ 一対のミラー
Claims (5)
- 【請求項１】 光信号の増幅、コミュテーションおよび
スイッチングまたは光信号の計算が可能である信号処理
システムに用いられる光プロセッサであって、 一対の第１導波管、一対の第１電極および一対の非線形
環形共振器(NCR;nonlinear circular resonator)からな
る一対の方向性結合器を含み、 各々の前記方向性結合器は、各々の前記非線形環形共振
器を有する各々の前記第１導波管に光学的に結合される
ことによって形成され、 各々の前記方向性結合器は各々の前記第１導波管および
各々の前記非線形環形共振器のあいだに光学的結合領域
に亘って印加される各々の第１電極によって調節され、 各々の前記非線形環形共振器は一対の第１半導体レーザ
および前記非線形環形共振器の状態の変化を行いうる多
数の第２電極を有し、 各々の前記第１半導体レーザは、前記光結合領域の外部
の領域内で各々の前記非線形環形共振器に配置され、さ
らに、 前記一対の非線形環形共振器のあいだに位置し、位相変
調器として動作可能である能動光二股混合器を結合し、
第２導波管、一対の第２半導体レーザ、一対の第３電極
および一対のミラーからなる光トランジスタを含み、 各々の前記ミラーおよび各々の第２半導体レーザは、前
記第２導波管の端部の各々に位置し、 前記光トランジスタの変数を調節するための各々の前記
第３電極は、前記第２導波管の垂直軸に平行であり、 前記光混合器は一対の前記第２半導体レーザのあいだに
位置し、さらに、 共通基準電極とを含むことを特徴とする光プロセッサ。 - 【請求項２】 各々の方向性結合器は、各々の前記非線
形環形共振器の水平軸上に形成されることを特徴とする
請求項１記載の光プロセッサ。 - 【請求項３】 各々の非線形環形共振器および第１導波
管は、各々物理的に分離されて方向性結合器を形成する
ことを特徴とする請求項２記載の光プロセッサ。 - 【請求項４】 各々の非線形環形共振器および第１導波
管は、物理的に共に結合されて方向性結合器を形成する
ことを特徴とする請求項２記載の光プロセッサ。 - 【請求項５】 各々の第１電極は、各々の前記非線形環
形共振器内で一対の前記第１半導体レーザの中間に位置
されることを特徴とする請求項２記載の光プロセッサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93037055A RU2111520C1 (ru) | 1993-07-21 | 1993-07-21 | Оптический процессор с бустерным выходом |
| RU93037055 | 1993-07-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0772517A true JPH0772517A (ja) | 1995-03-17 |
| JP2721124B2 JP2721124B2 (ja) | 1998-03-04 |
Family
ID=20145332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6169740A Expired - Fee Related JP2721124B2 (ja) | 1993-07-21 | 1994-07-21 | 光プロセッサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5475704A (ja) |
| JP (1) | JP2721124B2 (ja) |
| KR (1) | KR100289998B1 (ja) |
| RU (1) | RU2111520C1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006276184A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光論理回路 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6009115A (en) * | 1995-05-25 | 1999-12-28 | Northwestern University | Semiconductor micro-resonator device |
| JPH09205241A (ja) * | 1996-01-25 | 1997-08-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マイクロ波励起ガスレーザ発振器 |
| US7106917B2 (en) | 1998-11-13 | 2006-09-12 | Xponent Photonics Inc | Resonant optical modulators |
| AU2001239789A1 (en) * | 2000-02-17 | 2001-08-27 | Cquint Communications Corporation | Cylindrical processing of optical media |
| US6532317B2 (en) | 2000-04-17 | 2003-03-11 | Polyoptic Technologies, Inc. | Optical circuit board |
| WO2002050575A2 (en) * | 2000-12-21 | 2002-06-27 | Cquint Communications Corporation | Resonant optical modulators |
| US6839491B2 (en) * | 2000-12-21 | 2005-01-04 | Xponent Photonics Inc | Multi-layer dispersion-engineered waveguides and resonators |
| KR100908623B1 (ko) * | 2001-10-30 | 2009-07-21 | 호야 코포레이션 유에스에이 | 광출력의 횡단 전달을 이용하는 광학적 접합 장치 및 방법 |
| US6907169B2 (en) | 2001-10-30 | 2005-06-14 | Xponent Photonics Inc | Polarization-engineered transverse-optical-coupling apparatus and methods |
| AU2002365565A1 (en) * | 2001-11-23 | 2003-06-10 | Xponent Photonics Inc. | Alignment apparatus and methods for transverse optical coupling |
| TWI251393B (en) | 2004-03-31 | 2006-03-11 | Nec Corp | Tunable laser |
| JP2006278770A (ja) | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Nec Corp | 波長可変レーザ |
| JP2006278769A (ja) | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Nec Corp | 波長可変レーザ |
| CN101620298B (zh) * | 2008-06-30 | 2011-04-20 | 华为技术有限公司 | 一种光开关 |
| CN101325313B (zh) * | 2008-07-15 | 2010-06-23 | 浙江大学 | 高速调制半导体激光器 |
| DE102010003750A1 (de) * | 2010-04-08 | 2011-10-13 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Verfahren und Anordnung zum Verändern der Strahlprofilcharakteristik eines Laserstrahls mittels einer Mehrfachclad-Faser |
| RU2465699C1 (ru) * | 2011-06-16 | 2012-10-27 | Учреждение Российской академии наук Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН | Полупроводниковый источник инфракрасного излучения (варианты) |
| US10069271B2 (en) | 2014-06-02 | 2018-09-04 | Nlight, Inc. | Scalable high power fiber laser |
| US9837783B2 (en) | 2015-01-26 | 2017-12-05 | Nlight, Inc. | High-power, single-mode fiber sources |
| US10050404B2 (en) | 2015-03-26 | 2018-08-14 | Nlight, Inc. | Fiber source with cascaded gain stages and/or multimode delivery fiber with low splice loss |
| US10386698B2 (en) * | 2015-05-08 | 2019-08-20 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Optical logic gates |
| CN107924023B (zh) | 2015-07-08 | 2020-12-01 | 恩耐公司 | 具有用于增加的光束参数乘积的中心折射率受抑制的纤维 |
| CN108367389B (zh) | 2015-11-23 | 2020-07-28 | 恩耐公司 | 激光加工方法和装置 |
| US11179807B2 (en) | 2015-11-23 | 2021-11-23 | Nlight, Inc. | Fine-scale temporal control for laser material processing |
| US9784995B2 (en) * | 2015-12-21 | 2017-10-10 | Ranovus Inc. | Multi-segment ring modulator |
| US10730785B2 (en) | 2016-09-29 | 2020-08-04 | Nlight, Inc. | Optical fiber bending mechanisms |
| EP3519871A1 (en) | 2016-09-29 | 2019-08-07 | NLIGHT, Inc. | Adjustable beam characteristics |
| CN110095842B (zh) * | 2019-04-18 | 2020-06-30 | 东北林业大学 | 基于双环形谐振腔的全光强度调制器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| SU1755246A1 (ru) * | 1988-12-13 | 1992-08-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов | Оптический транзистор |
-
1993
- 1993-07-21 RU RU93037055A patent/RU2111520C1/ru active
-
1994
- 1994-07-20 KR KR1019940017454A patent/KR100289998B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-07-21 US US08/278,287 patent/US5475704A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-07-21 JP JP6169740A patent/JP2721124B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2006276184A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光論理回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5475704A (en) | 1995-12-12 |
| JP2721124B2 (ja) | 1998-03-04 |
| KR100289998B1 (ko) | 2001-06-01 |
| KR950004617A (ko) | 1995-02-18 |
| RU2111520C1 (ru) | 1998-05-20 |
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