JPS59116624A - 光−電気インタフエ−ス回路 - Google Patents
光−電気インタフエ−ス回路Info
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- JPS59116624A JPS59116624A JP57232518A JP23251882A JPS59116624A JP S59116624 A JPS59116624 A JP S59116624A JP 57232518 A JP57232518 A JP 57232518A JP 23251882 A JP23251882 A JP 23251882A JP S59116624 A JPS59116624 A JP S59116624A
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- light
- layer
- optical pulse
- pulse
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- 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
-
- H—ELECTRICITY
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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
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- H01S5/0028—Laser diodes used as detectors
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- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0262—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
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- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0421—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers
- H01S5/0422—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers with n- and p-contacts on the same side of the active layer
- H01S5/0424—Electrical excitation ; Circuits therefor characterised by the semiconducting contacting layers with n- and p-contacts on the same side of the active layer lateral current injection
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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
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-
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- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
- H01S5/18341—Intra-cavity contacts
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、極短光パルスを用いた光コンピュータ等に利
用される光−電気インタフェース回路に関する。
用される光−電気インタフェース回路に関する。
ピコ秒(pS) 級の極短光パルスを用いる光コンピ
ュータの構成素子として、非線形光学現象を用いる光双
安定素子の研究が盛んである。
ュータの構成素子として、非線形光学現象を用いる光双
安定素子の研究が盛んである。
この光双安定素子としては、2つのミラーの対向するフ
ァブリペロ−共振器内に非線形光学媒質を挿入して構成
される、いわゆる非線形ファプリベロー光双安定素子が
有望である。その非線形光学媒質としては、GBAs−
GaAjaAg 系の超格子構造が実験報告されてい
る(例えばTechnical Digest ” C
onference on La5erand Ele
ctrooptics“、 FL−6、Phoenix
。
ァブリペロ−共振器内に非線形光学媒質を挿入して構成
される、いわゆる非線形ファプリベロー光双安定素子が
有望である。その非線形光学媒質としては、GBAs−
GaAjaAg 系の超格子構造が実験報告されてい
る(例えばTechnical Digest ” C
onference on La5erand Ele
ctrooptics“、 FL−6、Phoenix
。
Ar1zona、 April 14−16.1982
参照)0このような超格子を用いた非線形ファプリ
ペロー光双安定素子は、スイッチング時間LPS、スイ
ッチしきい値光電力1μW9寸法1μmφ 程度が目標
性能として考えられている。
参照)0このような超格子を用いた非線形ファプリ
ペロー光双安定素子は、スイッチング時間LPS、スイ
ッチしきい値光電力1μW9寸法1μmφ 程度が目標
性能として考えられている。
ところで、上述のような光双安定素子を用いて構成され
る光演算回路は、1pSの光波が距離に換算して100
μm(等側屈折率−3として)に相当するため、必ずし
も高密度集積化には適合しない可能性がある。このため
、光コンピュータは、光双安定素子を用いた回路とこれ
より演算速度は)いが集積密度音高くできるGaAs−
IC勢と全融合して構成することが好ましい形態となる
。このとき、GaAs−ICはゲート遅延時間が10
ps程度であり、1pSの極短光パルス苓:直接GaA
s−ICに結合することは困難である。このため、一種
の速度変換を行う光−電気インタフェース回路を用いる
ことが合理的と考えられる。
る光演算回路は、1pSの光波が距離に換算して100
μm(等側屈折率−3として)に相当するため、必ずし
も高密度集積化には適合しない可能性がある。このため
、光コンピュータは、光双安定素子を用いた回路とこれ
より演算速度は)いが集積密度音高くできるGaAs−
IC勢と全融合して構成することが好ましい形態となる
。このとき、GaAs−ICはゲート遅延時間が10
ps程度であり、1pSの極短光パルス苓:直接GaA
s−ICに結合することは困難である。このため、一種
の速度変換を行う光−電気インタフェース回路を用いる
ことが合理的と考えられる。
本発明は上記の点に鑑み、超高速光演算素子データをこ
れより低速の電子デバイスに醪すための光−電気インタ
フェース回路を提供することを目的とする。
れより低速の電子デバイスに醪すための光−電気インタ
フェース回路を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明に係る光−電気インタフェース回路は、非線形フ
ァプリペロー光双安定素子全用い、これに与えるバ・r
アメ光を、書込み光パルスとデータ光パルスを励起光波
として4波非線形混合にエリ増幅して入力する。このと
き前記バイアス光は、光双安定素子を高透過率状態に遷
移させるしきい値エリは小さく、かつ光双安定素子が高
透過率状態であるときはこれを維持するに足る強さに設
定しておく(lそして書込み光パルスとデータ光パルス
による4波非線形混合による光増幅器でバイアス光を前
記光双安定素子のしきい値」ジ上に増幅する○これにエ
リ、光双安定素子は高透過率状態に遷移して、−書込み
光パルスとデータ光パルスがなくなった後もバイアス光
により高透過率状態全維持する。つまり、データが5己
憶されたことになる。そしてこの光双安定素子の透過光
(定常光)全光検出器により電気信号に変換する。
ァプリペロー光双安定素子全用い、これに与えるバ・r
アメ光を、書込み光パルスとデータ光パルスを励起光波
として4波非線形混合にエリ増幅して入力する。このと
き前記バイアス光は、光双安定素子を高透過率状態に遷
移させるしきい値エリは小さく、かつ光双安定素子が高
透過率状態であるときはこれを維持するに足る強さに設
定しておく(lそして書込み光パルスとデータ光パルス
による4波非線形混合による光増幅器でバイアス光を前
記光双安定素子のしきい値」ジ上に増幅する○これにエ
リ、光双安定素子は高透過率状態に遷移して、−書込み
光パルスとデータ光パルスがなくなった後もバイアス光
により高透過率状態全維持する。つまり、データが5己
憶されたことになる。そしてこの光双安定素子の透過光
(定常光)全光検出器により電気信号に変換する。
本発明に係る光−電気インタフエース回路を用いれば、
28級の光パルスデータは光双安定素子メモリに書込ま
れ、その定常出力・を電子デバイスの速度で電気信号に
変換できるようになる。従って本発明によれば、光演算
素子とこれより速度は遅いが集積密度の高いGJLA
s −I C等との融合が可能となる。
28級の光パルスデータは光双安定素子メモリに書込ま
れ、その定常出力・を電子デバイスの速度で電気信号に
変換できるようになる。従って本発明によれば、光演算
素子とこれより速度は遅いが集積密度の高いGJLA
s −I C等との融合が可能となる。
以下図面企参照して本発明の詳細な説明Tる。第1図は
一実施例の概略構成金示すもので、1はレーザ等の光バ
イアス発生器、2は4波非線形混合による光増幅器、3
は非線形ファブリベロー光双安定素子、4は光検出器で
ある。
一実施例の概略構成金示すもので、1はレーザ等の光バ
イアス発生器、2は4波非線形混合による光増幅器、3
は非線形ファブリベロー光双安定素子、4は光検出器で
ある。
光双安定素子30入出力特性は第2図に示すとおりであ
る。光入力がスイッチしきい値FTより小さいときは、
曲線0−Aに沿った小さな透過光出力を出す。光入力が
しきい値p 7 f、(越えると光双安定素子3はタ
ーンオンしてB点の高透過率状態(共振状態)となり、
曲線B−Cに沿・つた大きな透過光出力を出す。この後
、光入力力:減少するときは曲線C−B−Di移動し、
維持光入力P8まではオン状態金床ら、光入力がP8以
下になると低透過率状態にターンオフする。
る。光入力がスイッチしきい値FTより小さいときは、
曲線0−Aに沿った小さな透過光出力を出す。光入力が
しきい値p 7 f、(越えると光双安定素子3はタ
ーンオンしてB点の高透過率状態(共振状態)となり、
曲線B−Cに沿・つた大きな透過光出力を出す。この後
、光入力力:減少するときは曲線C−B−Di移動し、
維持光入力P8まではオン状態金床ら、光入力がP8以
下になると低透過率状態にターンオフする。
光バイアス発生器Iからのバイアス光はセット電気信号
により発生させるもので、その強さは第2図に示すPB
点、即ち維持光入力28以上でしきい値I’T 以
下に設定され、リセット電気信号で維持光入力P8以下
(例えばO)とされる。
により発生させるもので、その強さは第2図に示すPB
点、即ち維持光入力28以上でしきい値I’T 以
下に設定され、リセット電気信号で維持光入力P8以下
(例えばO)とされる。
光増幅器2は、例えば超格子を用いた非線形媒質にエリ
4波非線形混合でバイアス光を増幅するものである。即
ち、書込まれるデータ光パルスと書込み光パルスがバイ
アス光と同時に入力されると4波混合にエリバイアス光
を第2図のT’B 点からしきい値PT 以上のI
’A 点まで増幅して光双安定素子3に供給する。書込
み光バルクまたはデータ光パルスがいずれか一方でもな
い場合には、4波混合を生じず、バイアス光がその″l
:l:増光増幅器過して光双安定素子3に供給されるこ
とになる。
4波非線形混合でバイアス光を増幅するものである。即
ち、書込まれるデータ光パルスと書込み光パルスがバイ
アス光と同時に入力されると4波混合にエリバイアス光
を第2図のT’B 点からしきい値PT 以上のI
’A 点まで増幅して光双安定素子3に供給する。書込
み光バルクまたはデータ光パルスがいずれか一方でもな
い場合には、4波混合を生じず、バイアス光がその″l
:l:増光増幅器過して光双安定素子3に供給されるこ
とになる。
このような構成であれば、バイアス光がFB点にある状
態で書込み光パルスとデータ光パルスが同時に入力する
と、バイアス光は増幅されて光双安定素子3はしきい値
PT 以上の光入力FA となって高透過率状態の
E点に移る0このとき、28級の極短光パルスであるデ
ータ光パルスや書込み光パルスが消滅しても、バイアス
光がある間、光双安定素子3は高透過率のオン状態、即
ち、第2図のF点全維持する。従って光検出器4にエリ
この光双安定素子3の透過出力光を電気信号に変換して
GaAs−I C等の電子デバイスに結合することがで
きる。
態で書込み光パルスとデータ光パルスが同時に入力する
と、バイアス光は増幅されて光双安定素子3はしきい値
PT 以上の光入力FA となって高透過率状態の
E点に移る0このとき、28級の極短光パルスであるデ
ータ光パルスや書込み光パルスが消滅しても、バイアス
光がある間、光双安定素子3は高透過率のオン状態、即
ち、第2図のF点全維持する。従って光検出器4にエリ
この光双安定素子3の透過出力光を電気信号に変換して
GaAs−I C等の電子デバイスに結合することがで
きる。
第1図の構成をエリ具体化した例を第3図に示す011
は半絶縁性G aA a基板であり、この上に第1図の
光バイアス発生器I、光増幅器2、光双安定素子3お↓
び光検出器4全この順に穣層形成したものである。即ち
、12は面発光型のGBAtAs−GaAs 分布帰
還形半導体レーザで、第1図の光バイアス発生器に相当
する0このレーザ12の上に半絶縁性G a A t
A 8バッファ層13を介して、第2図の光増幅器2を
構成するGaAtAs−GBA S 超格子非線形媒質
14を形成し、更にその上に半絶縁性G BA7A s
−G aAsAsバラフッ5を形成している。非線形
媒質I4は横方向に伝播さ、lするデータ光パルスおよ
び書込み光パルスの光導波路でもあり、上下のバッファ
層13.14はこの光導波路のブラッドffk構成して
いる。バッファ層I5の上には、GaAR−Aノ、A8
ブラッグ反射器16..162とこれ(で挾まれたQ
aA7A (H−G aA−s 超格子非線形媒質1
63とからなる光双安定素子16f!:形成し、更にこ
の上に半絶縁性Ga、AtAsバッファ層17f介して
G 21 A、 hのp−n 接合音用いたホトダイ
オード18全形成している0こうしてこの構造により、
QaAs−cαAtAsの結晶成長技術全利用して第1
図の元−電気インタフェース回路f Q B A s基
板の厚み方向に一体的に集積形成することができる0 以上の実施例で説明した光−電気インタフェース回路を
単位素子としてこれ?並列配置すれば、数pSのタイム
スロットで時系列化されたシリアル超高速光パルスデー
タの並列低速読出しが可能となる。その実施例を第4図
により説明する。図において、21 a、 、 21
b 、 21 cが並列配置された単位素子で例えばそ
れぞれが第3図の構造を有し1.その光増幅器部分が同
一平面−ヒに並んでいて、単一の書込み光パ/l/ 、
(EV とシリアルデータ光パルスB1 、B2 。
は半絶縁性G aA a基板であり、この上に第1図の
光バイアス発生器I、光増幅器2、光双安定素子3お↓
び光検出器4全この順に穣層形成したものである。即ち
、12は面発光型のGBAtAs−GaAs 分布帰
還形半導体レーザで、第1図の光バイアス発生器に相当
する0このレーザ12の上に半絶縁性G a A t
A 8バッファ層13を介して、第2図の光増幅器2を
構成するGaAtAs−GBA S 超格子非線形媒質
14を形成し、更にその上に半絶縁性G BA7A s
−G aAsAsバラフッ5を形成している。非線形
媒質I4は横方向に伝播さ、lするデータ光パルスおよ
び書込み光パルスの光導波路でもあり、上下のバッファ
層13.14はこの光導波路のブラッドffk構成して
いる。バッファ層I5の上には、GaAR−Aノ、A8
ブラッグ反射器16..162とこれ(で挾まれたQ
aA7A (H−G aA−s 超格子非線形媒質1
63とからなる光双安定素子16f!:形成し、更にこ
の上に半絶縁性Ga、AtAsバッファ層17f介して
G 21 A、 hのp−n 接合音用いたホトダイ
オード18全形成している0こうしてこの構造により、
QaAs−cαAtAsの結晶成長技術全利用して第1
図の元−電気インタフェース回路f Q B A s基
板の厚み方向に一体的に集積形成することができる0 以上の実施例で説明した光−電気インタフェース回路を
単位素子としてこれ?並列配置すれば、数pSのタイム
スロットで時系列化されたシリアル超高速光パルスデー
タの並列低速読出しが可能となる。その実施例を第4図
により説明する。図において、21 a、 、 21
b 、 21 cが並列配置された単位素子で例えばそ
れぞれが第3図の構造を有し1.その光増幅器部分が同
一平面−ヒに並んでいて、単一の書込み光パ/l/ 、
(EV とシリアルデータ光パルスB1 、B2 。
B、・・・とが互いに逆方向から各単位素子21FL、
421b、21cの光増幅器部分を順次透過していくよ
うに構成される。データ光パルスBI+B2 、B3
、・・はそれぞれパルス幅が例えば1pSであり、パル
ス間隔(タイムスロット)を例えば6pS(媒T(の屈
折率を考慮して距離に換算するとLp=600μm )
とし、単位素子21a、21b、21c間の配列間隔を
Lp//2 = 300 tt m と°fる。そう
すると、図に示すように、時刻T、で書込み光パルスE
w とシリアルデータ光パルスのB、が単位素子21
aで重なったどき、単位素子2IaにB、が書込まれ%
3PS後の時刻T2において書込み光パルスEw と2
データ光パルスB2が単位素子21bでMなってこれに
B2が■込まれる。
421b、21cの光増幅器部分を順次透過していくよ
うに構成される。データ光パルスBI+B2 、B3
、・・はそれぞれパルス幅が例えば1pSであり、パル
ス間隔(タイムスロット)を例えば6pS(媒T(の屈
折率を考慮して距離に換算するとLp=600μm )
とし、単位素子21a、21b、21c間の配列間隔を
Lp//2 = 300 tt m と°fる。そう
すると、図に示すように、時刻T、で書込み光パルスE
w とシリアルデータ光パルスのB、が単位素子21
aで重なったどき、単位素子2IaにB、が書込まれ%
3PS後の時刻T2において書込み光パルスEw と2
データ光パルスB2が単位素子21bでMなってこれに
B2が■込まれる。
この↓うにして、データ光パルスのタイムスロットの半
分に相当する空間ピッチで単位素子を配列して、単一光
パルスである書込み光パルスを用いてシリアル超高速光
パルスデータを並列に電気信号に変換することができる
。
分に相当する空間ピッチで単位素子を配列して、単一光
パルスである書込み光パルスを用いてシリアル超高速光
パルスデータを並列に電気信号に変換することができる
。
第1図は本発明の一実施例の光−電気インタフェース回
路を示す図、第2図はその光双安定素子の入出力特性を
示す図、第3図は上記光−電気インタフェース回路をエ
リ具体化した構造例ケ示す図、第4図は本発明の回路を
シリアル超高速光パルスデータの並列電気信号への変換
に適用した実施例全説明するための図である。 1・・・光バイアス発生器、2・・・光増幅器、3・・
・光双安定素子、4・・・光検出器、11・・G a
A s基板、I 2−GaAtA5−GBAB 分布
帰還形半導体レーザ、14− GaAtA a−GaA
s 超格子非線形媒質(光増幅器)、16・・・光
双安定素子、161 、I 62 ・−GBAs−A
7Asブラッグ反射器、I 63 ・・・G aALA
s −G aA s 超格子非線形媒質、18・・・
G aA sホトダイオード、13゜J 5 、17−
GaA7Ar、バッファ層、21a。 21b、21c・・・学位素子。
路を示す図、第2図はその光双安定素子の入出力特性を
示す図、第3図は上記光−電気インタフェース回路をエ
リ具体化した構造例ケ示す図、第4図は本発明の回路を
シリアル超高速光パルスデータの並列電気信号への変換
に適用した実施例全説明するための図である。 1・・・光バイアス発生器、2・・・光増幅器、3・・
・光双安定素子、4・・・光検出器、11・・G a
A s基板、I 2−GaAtA5−GBAB 分布
帰還形半導体レーザ、14− GaAtA a−GaA
s 超格子非線形媒質(光増幅器)、16・・・光
双安定素子、161 、I 62 ・−GBAs−A
7Asブラッグ反射器、I 63 ・・・G aALA
s −G aA s 超格子非線形媒質、18・・・
G aA sホトダイオード、13゜J 5 、17−
GaA7Ar、バッファ層、21a。 21b、21c・・・学位素子。
Claims (1)
- 非線形ファプリベロー光双安定素子と、この光双安定素
子を高透過率状態に遷移させるしきい値より小さく、か
つ高透過率状態全維持するに足る強さのバイアス光を発
生する光バイアス発生器と、この光バイアス発生器から
のバイアス光全書込み光パルスとデータ光パルス全励起
光波として4波非線形混合にエリ前記しきい値以上に光
増幅して前記光双安定素子に入力する光増幅器と、前記
光双安定素子の透過光を検出して電気信号に変換する光
検出器とを備えたこと全特徴とする光−電気インタフェ
ース回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57232518A JPS59116624A (ja) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | 光−電気インタフエ−ス回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57232518A JPS59116624A (ja) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | 光−電気インタフエ−ス回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59116624A true JPS59116624A (ja) | 1984-07-05 |
Family
ID=16940580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57232518A Pending JPS59116624A (ja) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | 光−電気インタフエ−ス回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59116624A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6311915A (ja) * | 1986-06-05 | 1988-01-19 | アメリカン テレフオン アンド テレグラフ カムパニ− | モノリシック非線形ファブリ−ペロ エタロンを含む装置の製造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57151919A (en) * | 1981-03-16 | 1982-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | Optical function element |
JPS57158832A (en) * | 1981-03-27 | 1982-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | Image memory device |
-
1982
- 1982-12-23 JP JP57232518A patent/JPS59116624A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS57151919A (en) * | 1981-03-16 | 1982-09-20 | Mitsubishi Electric Corp | Optical function element |
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