JPS60263126A - 光論理回路 - Google Patents
光論理回路Info
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- JPS60263126A JPS60263126A JP12110984A JP12110984A JPS60263126A JP S60263126 A JPS60263126 A JP S60263126A JP 12110984 A JP12110984 A JP 12110984A JP 12110984 A JP12110984 A JP 12110984A JP S60263126 A JPS60263126 A JP S60263126A
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- Japan
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- optical
- optical waveguide
- matsuhatsu
- enda
- branched
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- 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
- G02F3/00—Optical logic elements; Optical bistable devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (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
【発明の詳細な説明】
発明の背景
この発明は光論理回路に関する。
近年、オプトエレクトロニクス技術の進展はめざましく
、光ＩＣの実現も開発課題の１つにあげられている。事
実、光ＩＣの基本となる論理回路、たとえば光論理和（
ＯＲ）回路や光排他的論理和回路が提案されている。し
かしながら、光論理積（ＡＮＤ ）回路は最も基本的な
論理回路であるにもかかわらず、その構造の提案や実験
報告はいまのところ、皆無である。
、光ＩＣの実現も開発課題の１つにあげられている。事
実、光ＩＣの基本となる論理回路、たとえば光論理和（
ＯＲ）回路や光排他的論理和回路が提案されている。し
かしながら、光論理積（ＡＮＤ ）回路は最も基本的な
論理回路であるにもかかわらず、その構造の提案や実験
報告はいまのところ、皆無である。
発明の概要
この発明は、光ＩＣの実現のための最も基本的な論理回
路である光ＡＮＤ回路を含む光論理回路を提供するもの
である。
路である光ＡＮＤ回路を含む光論理回路を提供するもの
である。
この発明による光論理回路は、少なくとも２つの入力光
信号が入力される少なくとも２つの第１の光導波路、基
準光信号が入力される第２の光導波路、第１の光導波路
を伝播する光によってそ九ぞれ励起される少なくとも２
つの光起電力素子、第２の光導波路の途上に形成され、
２つの分岐光導波路部分を有しこれらの分岐光導波路部
分がそれらの両端てＹ字形につながれている、少なくと
も２つのマツハツエンダ型光導波路、およびマツハツエ
ンダ型光導波路の分岐光導波路部分に設けられ、光起電
力素子の出力電圧がそれぞれ印加される少なくとも２対
の電極、を備えていることを特徴とする。
信号が入力される少なくとも２つの第１の光導波路、基
準光信号が入力される第２の光導波路、第１の光導波路
を伝播する光によってそ九ぞれ励起される少なくとも２
つの光起電力素子、第２の光導波路の途上に形成され、
２つの分岐光導波路部分を有しこれらの分岐光導波路部
分がそれらの両端てＹ字形につながれている、少なくと
も２つのマツハツエンダ型光導波路、およびマツハツエ
ンダ型光導波路の分岐光導波路部分に設けられ、光起電
力素子の出力電圧がそれぞれ印加される少なくとも２対
の電極、を備えていることを特徴とする。
光ＡＮＤ論理の演算を実行する光ＡＮＤ回路を実現しよ
うとする場合には、少なくとも２つのマツハツエンダ型
光導波路を第２の光導波路において直列に接続する。そ
して、マツハツエンダ型光導波路の２つの分岐光導波路
部分の長さがそれらを伝播する光の位相がｎπ（ｎは奇
数）だけずれるように異なり、かつ光起電力素子の起電
力、電極の配置、形状等が、電極に光起電力素子の発生
電圧が印加されたときに２つの分岐光導波路部分を伝播
する光の位相差が２ｍπ（ｍはＯまたは正の整数）とな
るように設定される。
うとする場合には、少なくとも２つのマツハツエンダ型
光導波路を第２の光導波路において直列に接続する。そ
して、マツハツエンダ型光導波路の２つの分岐光導波路
部分の長さがそれらを伝播する光の位相がｎπ（ｎは奇
数）だけずれるように異なり、かつ光起電力素子の起電
力、電極の配置、形状等が、電極に光起電力素子の発生
電圧が印加されたときに２つの分岐光導波路部分を伝播
する光の位相差が２ｍπ（ｍはＯまたは正の整数）とな
るように設定される。
第２の光導波路には常時、基準光信号か入力している。
電極に電圧が印加されていない場合には、マツハツエン
ダ型光導波路で２つの分岐光導波路部分に分舷した基準
光信号はこの分岐光導波路部分を伝播する過程で相互に
位相がｎｊ πだけずれるので、合波したときにはその
光パワーは０になってしまう。第１の光導波路に入力光
信号か伝播し、これによって光起電力素子から電圧が発
生し、この電圧が電極に印加された場合には、マツハツ
エンダ型光導波路の２つの分岐光導波路部分を伝播する
光の位相差は２ｍπになり位相が一致するので、基準光
信号は合波されてもＯにはならず、入力された基準光信
号がマツハツエンダ型光導錦路からそのまま出力される
ことになる。
ダ型光導波路で２つの分岐光導波路部分に分舷した基準
光信号はこの分岐光導波路部分を伝播する過程で相互に
位相がｎｊ πだけずれるので、合波したときにはその
光パワーは０になってしまう。第１の光導波路に入力光
信号か伝播し、これによって光起電力素子から電圧が発
生し、この電圧が電極に印加された場合には、マツハツ
エンダ型光導波路の２つの分岐光導波路部分を伝播する
光の位相差は２ｍπになり位相が一致するので、基準光
信号は合波されてもＯにはならず、入力された基準光信
号がマツハツエンダ型光導錦路からそのまま出力される
ことになる。
少なくとも２つのマツハツエンダ型光導波路は直列に接
続されているので、マツハツエンダ型光導波路のすべて
に電圧が印加された場合、すなわち第１の光導波路のす
べてに入力光信号が存在する場合にのみ、この直列光回
路から基準光信号が出力されることになり、光ＡＮＤ論
理の演算が達成される。
続されているので、マツハツエンダ型光導波路のすべて
に電圧が印加された場合、すなわち第１の光導波路のす
べてに入力光信号が存在する場合にのみ、この直列光回
路から基準光信号が出力されることになり、光ＡＮＤ論
理の演算が達成される。
マツハツエンダ型光導波路の２つの分岐光導波路部分の
長さがそれらを伝播する光の位相差が２ｍπ（ｍはＯま
たは正の整数）となるように定められ、かつ光起電力素
子の起電力、電極の配置、形状等が、電極に光起電力素
子の発生電圧が印加されたときに２つの分岐光導波路部
分を伝播する光の位相差がＤπ（ｎは奇数）だけずれる
ように設定されることにより光ＮＯＲ論理を演算する光
論理回路が実現できる。
長さがそれらを伝播する光の位相差が２ｍπ（ｍはＯま
たは正の整数）となるように定められ、かつ光起電力素
子の起電力、電極の配置、形状等が、電極に光起電力素
子の発生電圧が印加されたときに２つの分岐光導波路部
分を伝播する光の位相差がＤπ（ｎは奇数）だけずれる
ように設定されることにより光ＮＯＲ論理を演算する光
論理回路が実現できる。
なお、マツハツエンダ型光導波路の２つの分岐光導波路
部分を伝播する基準光信号の位相差は必ずしも厳密に２
ｍπまたはｎπである必要はない。というのは、第２の
光導波路の出力光の光量をレベル弁別して論理値「１」
または「０」を定めることも可能であるからである。
部分を伝播する基準光信号の位相差は必ずしも厳密に２
ｍπまたはｎπである必要はない。というのは、第２の
光導波路の出力光の光量をレベル弁別して論理値「１」
または「０」を定めることも可能であるからである。
この発明によると、さらに光ＯＲ論理および光ＮＡＮＤ
ＡＮＤ論理も可能である。
ＡＮＤ論理も可能である。
この発明による光論理回路は一基板上に作成することが
可能であるから、光ＩＣ実現のための１つの機能素子と
なりうる。
可能であるから、光ＩＣ実現のための１つの機能素子と
なりうる。
実施例の説明
まず−１光ＡＮＤ論理について説明しておく。
光ＡＮＤ論理は、電気信号のＡＮＤ論理（とくに正論理
）と同じである。第１１図において、２つの入力光信号
がｌ１ｎＡおよびｌ１ｎＢで表わされている。これらの
入力光信号が光ＡＮＤ論理演算された結果出力される出
力光信号がＩｏｕＬで示されている。光導が論理値の「
１」を表わし、光導が論理値のｒＯＪを表わしている。
）と同じである。第１１図において、２つの入力光信号
がｌ１ｎＡおよびｌ１ｎＢで表わされている。これらの
入力光信号が光ＡＮＤ論理演算された結果出力される出
力光信号がＩｏｕＬで示されている。光導が論理値の「
１」を表わし、光導が論理値のｒＯＪを表わしている。
入力光信号ｌ１ｎＡとｌ１ｎＢが、ｒＯＪとｒｏＪ、ｒ
ＩＪと「ｏ」またはｒｏＪと「１」の場合に、出力光信
号ＩｏｕＬはｒＯＪとなり、入力が「１」と「ｌ」の場
合にのみ出力は「１」となる。
ＩＪと「ｏ」またはｒｏＪと「１」の場合に、出力光信
号ＩｏｕＬはｒＯＪとなり、入力が「１」と「ｌ」の場
合にのみ出力は「１」となる。
第２図において、基板ｏＱとしてＬｉＮｂＯ３結晶が用
いられ、この基板Ｏｅ上に３つの光導波路ａｔ＋ ａａ
および０３が形成されている。これらの光導波路の作製
はたとえば、基板（１１１表面全面にＴｉを蒸着または
スパッタし、このＴ１膜を利用してＴｉによる導波路パ
ターンをリフトオフ法により形成し、さらにこのＴｉを
酸素雰囲気中において９７０℃で５時間、基板曲内に熱
拡散させることにより行なわれる。
いられ、この基板Ｏｅ上に３つの光導波路ａｔ＋ ａａ
および０３が形成されている。これらの光導波路の作製
はたとえば、基板（１１１表面全面にＴｉを蒸着または
スパッタし、このＴ１膜を利用してＴｉによる導波路パ
ターンをリフトオフ法により形成し、さらにこのＴｉを
酸素雰囲気中において９７０℃で５時間、基板曲内に熱
拡散させることにより行なわれる。
光導波路０１１０２は光ＡＮＤ論理が演算されるべき入
力光信号ｌ１ｎＡ、ｌ１ｎＢをそれぞれ導入するための
ものである。これらの光導波路Ｑｌ１０２は、基板Ｏ１
の一端がら基板ｏＧの中央付近まで形成されており、光
導波路α１１（１２の終端部上には光起電力素子＋２１
１＠がそれぞれ作製されている。
力光信号ｌ１ｎＡ、ｌ１ｎＢをそれぞれ導入するための
ものである。これらの光導波路Ｑｌ１０２は、基板Ｏ１
の一端がら基板ｏＧの中央付近まで形成されており、光
導波路α１１（１２の終端部上には光起電力素子＋２１
１＠がそれぞれ作製されている。
光起電力素子＠（イ）としてはたとえばＣｄＴｅがよい
。第３図（５）に示すように、光導波路ｏＩ）上にＣｄ
Ｔｅを単に蒸着するだけでも、光導波路ａυ内の光の界
分布は光起電力素子（社）にも及ぶので、光起電力素子
（２）からは起電力が発生する。発生する電圧が低い場
合には、第３図の）に示すように、光導波路０１）より
も屈折率の、大きな材料による中間層、たとえばＴｉＯ
２膜■を光起電力素子ｒ２Ｂと光導波路Ｏ１１との間に
介在させるようにするとよい。ＴｉＯ２膜四はたとえば
スパッタにより形成される。さらに、光起電力素子２＋
１が光導波路ＯＤを３０’程度の角度で上下方向に斜め
に横切るように形成することもできる。また、光導波路
ａＤ上面の光起電力素子ｃ！１１と接する箇所にグレー
ティングを設けるようにしてもよい。いずれにしても、
後述するように光導波路の屈折率を変化させ光の位相速
度を所望の値まで変化させるのに充分な起電力が発生す
ればよい。光起電力素子ｃ２１１）は光導波路Ｏ１ｌの
終端部に形成されているから、光導波路終端での光の反
射、散乱等によって光起電力素子（社）に感知される光
量は増大し、光起電力素子ｃ２１１からより高い電圧が
得られるであろう。以上の諸点は、光起電力素子（支）
についても同様である。
。第３図（５）に示すように、光導波路ｏＩ）上にＣｄ
Ｔｅを単に蒸着するだけでも、光導波路ａυ内の光の界
分布は光起電力素子（社）にも及ぶので、光起電力素子
（２）からは起電力が発生する。発生する電圧が低い場
合には、第３図の）に示すように、光導波路０１）より
も屈折率の、大きな材料による中間層、たとえばＴｉＯ
２膜■を光起電力素子ｒ２Ｂと光導波路Ｏ１１との間に
介在させるようにするとよい。ＴｉＯ２膜四はたとえば
スパッタにより形成される。さらに、光起電力素子２＋
１が光導波路ＯＤを３０’程度の角度で上下方向に斜め
に横切るように形成することもできる。また、光導波路
ａＤ上面の光起電力素子ｃ！１１と接する箇所にグレー
ティングを設けるようにしてもよい。いずれにしても、
後述するように光導波路の屈折率を変化させ光の位相速
度を所望の値まで変化させるのに充分な起電力が発生す
ればよい。光起電力素子ｃ２１１）は光導波路Ｏ１ｌの
終端部に形成されているから、光導波路終端での光の反
射、散乱等によって光起電力素子（社）に感知される光
量は増大し、光起電力素子ｃ２１１からより高い電圧が
得られるであろう。以上の諸点は、光起電力素子（支）
についても同様である。
光導波路ｕ３は、基準光信号ｌ１ｎＲを常時導入するも
のであり、かつ光ＡＮＤ論理演算結果を表わす出力光信
号Ｉｏｕｔを出力するものである。この光導波路ａ３の
途上には、２つのマツハツエンダ型光導波ｉｖ ＧＩ
ＩＧが直列に設けられている。マツハツエンダ型光導波
路■は、２つの分岐光導波路部分Ｃ１υ（至）を有し、
これらの光導波路部分（２）＠がそれらの両端において
Ｙ字形に接続されてなる。同様に、マツハツエンダ型光
導波路ＡＩは、２つの分岐光導波路部分子４１） ｉ４
３を備えている。
のであり、かつ光ＡＮＤ論理演算結果を表わす出力光信
号Ｉｏｕｔを出力するものである。この光導波路ａ３の
途上には、２つのマツハツエンダ型光導波ｉｖ ＧＩ
ＩＧが直列に設けられている。マツハツエンダ型光導波
路■は、２つの分岐光導波路部分Ｃ１υ（至）を有し、
これらの光導波路部分（２）＠がそれらの両端において
Ｙ字形に接続されてなる。同様に、マツハツエンダ型光
導波路ＡＩは、２つの分岐光導波路部分子４１） ｉ４
３を備えている。
これらのマツハツエンダ型光導波路■９ａの一方の分岐
光導波路部分Ｃ１１ｌ ４１１には各１対の電極の（財
）がそれぞれ形成されている。これらの電極の（２）に
は配線パターンｃ！！１ｌ（２６１によって光起電力素
子＠＠の両端子がそれぞれ接続され、素子−■の起電力
が電極＠■にそれぞれ印加されるようになっている。電
極の（財）および配線パターン内■はＡ／を所定のパタ
ーンにリフトオフすることにより作製される。ＬｉＮｂ
Ｏ３は電気光学効果をもつ結晶であるから、この結晶に
電界を印加するとその屈折率が変化する。光起電力素子
■）■によって発生した電圧が電極の＠にそれぞれ印加
されると、分岐光導波路部分（９）（４Ｄの屈折率が変
化し、そこを伝播する光の位相速度が変化する。
光導波路部分Ｃ１１ｌ ４１１には各１対の電極の（財
）がそれぞれ形成されている。これらの電極の（２）に
は配線パターンｃ！！１ｌ（２６１によって光起電力素
子＠＠の両端子がそれぞれ接続され、素子−■の起電力
が電極＠■にそれぞれ印加されるようになっている。電
極の（財）および配線パターン内■はＡ／を所定のパタ
ーンにリフトオフすることにより作製される。ＬｉＮｂ
Ｏ３は電気光学効果をもつ結晶であるから、この結晶に
電界を印加するとその屈折率が変化する。光起電力素子
■）■によって発生した電圧が電極の＠にそれぞれ印加
されると、分岐光導波路部分（９）（４Ｄの屈折率が変
化し、そこを伝播する光の位相速度が変化する。
第４図は、マツハツエンダ型光導波路■（または１４Ｇ
）を拡大して示すものである。マツハツエンダ型光導波
路■の分岐光導波路部分Ｃ１１ｌと■の長さ、すなわち
これらの光導波路部分Ｇｌ）と（支）の分岐点から合流
点までの破線（第４図ＧＡ））で示す長さｊｌと１２は
、分岐点で分岐したのちそれぞれの部分６１）（至）を
伝播して合流点で合波するときの光の位相がｎπ（ｎは
奇数）だけずれるように異なって作製されている。すな
わち、第４図囚において、マツハツエンダ型光導波路■
に導かれた基準光Ｘ１ｎＲは、分岐光導波路部分■と■
との分岐点で等しく分波してそれぞれの光導波路部分（
９）■を等しい位相速度で伝播する。長さ１１と！２が
異なっているので、これらの光波が光導波路部分３１）
とのとの合流点て合波されるときには、これらの光波は
長さの差（１１−／２）に応じてその位相がずれている
。
）を拡大して示すものである。マツハツエンダ型光導波
路■の分岐光導波路部分Ｃ１１ｌと■の長さ、すなわち
これらの光導波路部分Ｇｌ）と（支）の分岐点から合流
点までの破線（第４図ＧＡ））で示す長さｊｌと１２は
、分岐点で分岐したのちそれぞれの部分６１）（至）を
伝播して合流点で合波するときの光の位相がｎπ（ｎは
奇数）だけずれるように異なって作製されている。すな
わち、第４図囚において、マツハツエンダ型光導波路■
に導かれた基準光Ｘ１ｎＲは、分岐光導波路部分■と■
との分岐点で等しく分波してそれぞれの光導波路部分（
９）■を等しい位相速度で伝播する。長さ１１と！２が
異なっているので、これらの光波が光導波路部分３１）
とのとの合流点て合波されるときには、これらの光波は
長さの差（１１−／２）に応じてその位相がずれている
。
そこで、この位相差がｎπとなるように長さ１１と１２
ｈがあらかじめ定められている。このことにより、光導
波路部分Ｃ３１１と■を伝播してきた光が合波されると
、位相が逆になっているから、光のパワーは零になる。
ｈがあらかじめ定められている。このことにより、光導
波路部分Ｃ３１１と■を伝播してきた光が合波されると
、位相が逆になっているから、光のパワーは零になる。
光起電力素子０１）から発生した電圧が電極のに印加さ
れると、上述したように光導波路部分ｅｌｌの電界が印
加された箇所の屈折率が変化し、そこを伝播する光の位
相速度が変化する。印加電圧すなわち光起電力素子の）
の発生起電力をあらかじめ調整することにより、光導波
路部分Ｃ３１１と■を伝播する光波が合流点て合波する
ときに、それらの位相差が丁度２ｍπ（ｍはＯまたは正
数）となるように設定されている。このことにより、第
４図（Ｂ）に示されているように、光導波路部分Ｃ３１
）と（２）を伝播してきた光波は一致した位相で合流点
において重ね合わされ、マツハツエンダ型光導波路■に
入力した光とほぼ等しいパワーの光がこのマツハツエン
ダ型光導波路■から出力される。電極のは、光導波路部
分（９）の全長にそって設けてもよいし、図示のように
その一部に対応して設けてもよい。
れると、上述したように光導波路部分ｅｌｌの電界が印
加された箇所の屈折率が変化し、そこを伝播する光の位
相速度が変化する。印加電圧すなわち光起電力素子の）
の発生起電力をあらかじめ調整することにより、光導波
路部分Ｃ３１１と■を伝播する光波が合流点て合波する
ときに、それらの位相差が丁度２ｍπ（ｍはＯまたは正
数）となるように設定されている。このことにより、第
４図（Ｂ）に示されているように、光導波路部分Ｃ３１
）と（２）を伝播してきた光波は一致した位相で合流点
において重ね合わされ、マツハツエンダ型光導波路■に
入力した光とほぼ等しいパワーの光がこのマツハツエン
ダ型光導波路■から出力される。電極のは、光導波路部
分（９）の全長にそって設けてもよいし、図示のように
その一部に対応して設けてもよい。
マツハツエンダ型光導波路■に関する上述の説明はもう
１つのマツハツエンダ型光導波路＋４（１にも同じよう
にあてはまる。
１つのマツハツエンダ型光導波路＋４（１にも同じよう
にあてはまる。
したがって、光導波路０３の入力部（ｔ３ａ）に導入さ
れた基準光ｌ１ｎＲは、両方の電極（ハ）と（財）に電
圧が印加されている場合にのみ、両方のマツハツエンダ
型光導波路■と囮を通過し、出力部（１３ｂ）から出力
光ＩｏｕＬ（論理値「１」）として出力される。これは
、両方の入力光信号１ｉｎＡ、１ｉｎＢが光導の場合、
すなわち論理値「１」の場合である。
れた基準光ｌ１ｎＲは、両方の電極（ハ）と（財）に電
圧が印加されている場合にのみ、両方のマツハツエンダ
型光導波路■と囮を通過し、出力部（１３ｂ）から出力
光ＩｏｕＬ（論理値「１」）として出力される。これは
、両方の入力光信号１ｉｎＡ、１ｉｎＢが光導の場合、
すなわち論理値「１」の場合である。
他０すべての場合には、基準光ｌ１ｎＲはいずれか一方
のマツハツエンダ型光導波路■または顛で消滅し、光導
波路α３の串力部（１３ｂ）からは出力されない。すな
わち、出力光ＩｏｕＬの論理値は「０」である。
のマツハツエンダ型光導波路■または顛で消滅し、光導
波路α３の串力部（１３ｂ）からは出力されない。すな
わち、出力光ＩｏｕＬの論理値は「０」である。
このようにして、第２図の回路において光ＡＮＤ論理の
演算が行なわれる。
演算が行なわれる。
この発明は、３つ以上の入力光信号のＡＮＤ論理演算に
も適用することができる。たとえば３つの入力光信号が
ある場合には、光導波路（１１）ａのに加えてもう１つ
の入力光信号のために光導波路を設けかつこの光導波路
を伝播する光によつて励起される光起電力素子を設けて
おく。また、光導波路ＯＪには、先導波路３）ｆ４Ｇに
加えてもう１つのマツハツエンダ型光導波路を直列に接
続し、このマツハツエンダ型光導波路の一方の分肢光導
波路部分の電極に上記光起電力素子の出力電圧を印加す
るようにすればよい。
も適用することができる。たとえば３つの入力光信号が
ある場合には、光導波路（１１）ａのに加えてもう１つ
の入力光信号のために光導波路を設けかつこの光導波路
を伝播する光によつて励起される光起電力素子を設けて
おく。また、光導波路ＯＪには、先導波路３）ｆ４Ｇに
加えてもう１つのマツハツエンダ型光導波路を直列に接
続し、このマツハツエンダ型光導波路の一方の分肢光導
波路部分の電極に上記光起電力素子の出力電圧を印加す
るようにすればよい。
第２図の回路においても、３つの入力光信号の光ＡＮＤ
論理演算は可能である。すなわち、基準光信号ｌ１ｎＲ
に代えて第３の入力光信号ｌ１ｎＣを光導波路Ｑ３に入
力させればよい。
論理演算は可能である。すなわち、基準光信号ｌ１ｎＲ
に代えて第３の入力光信号ｌ１ｎＣを光導波路Ｑ３に入
力させればよい。
さらにこの発明は光ＮＯＲ論理演算回路にも適用可能で
ある。第２図において、マツハツエンダ型光導波路■の
２つの分肢光導波路部分（９）■の長さを、それらを伝
播する光の位相差が２ｍπとなるように定めておく。た
とえば１１＝１２としておく。そして、電極（ハ）に光
起電力素子（２）から発生した電圧が印加されたときに
、これらの光導波路部分子３Ｉｉｌ■を伝播する光の位
相差がｎπになるようにする。マツハツエンダ型光導波
路９Ｑについても同様である。このことにより、２一つ
の入力光信号ｌ１ｎＡ、ｌ１ｎＢがともに光熱（論理値
「０」）の場合にのみ、基準光ｌ１ｎＲは両マツハツエ
ンダ型光導波路０［）噛を通過して出力光Ｉｏｕｔとし
て出力される（論理値「ｌ」）。
ある。第２図において、マツハツエンダ型光導波路■の
２つの分肢光導波路部分（９）■の長さを、それらを伝
播する光の位相差が２ｍπとなるように定めておく。た
とえば１１＝１２としておく。そして、電極（ハ）に光
起電力素子（２）から発生した電圧が印加されたときに
、これらの光導波路部分子３Ｉｉｌ■を伝播する光の位
相差がｎπになるようにする。マツハツエンダ型光導波
路９Ｑについても同様である。このことにより、２一つ
の入力光信号ｌ１ｎＡ、ｌ１ｎＢがともに光熱（論理値
「０」）の場合にのみ、基準光ｌ１ｎＲは両マツハツエ
ンダ型光導波路０［）噛を通過して出力光Ｉｏｕｔとし
て出力される（論理値「ｌ」）。
このような光ＮＯＲ回路においても、３つ以上の入力光
信号に対して光ＡＮＤ回路の場合と同じように対処しう
るのはいうまでもない。
信号に対して光ＡＮＤ回路の場合と同じように対処しう
るのはいうまでもない。
第５図はこの発明の他の実施例を示している。
この図において、第２図に示すものと同一物には同一符
号を付し、説明を省略する。
号を付し、説明を省略する。
第５図においては、２つのマツハツエンダ型光導波路圓
およびｔ４１は互いに並列に接続され、７字型光導波路
１５１１および＠を介して光導波路（１３の入力部（１
３ｍ）および（１３ｂ）に接続されている。これらのマ
ツハツエンダ型光導波路■顛が第４図に示されるように
構成されていれば、電極２３１ｃ１４１に電圧が印加さ
れた場合に、光はこれらの光導波路Ｃｌ１ｆ４Ｇをそれ
ぞれ通過する。
およびｔ４１は互いに並列に接続され、７字型光導波路
１５１１および＠を介して光導波路（１３の入力部（１
３ｍ）および（１３ｂ）に接続されている。これらのマ
ツハツエンダ型光導波路■顛が第４図に示されるように
構成されていれば、電極２３１ｃ１４１に電圧が印加さ
れた場合に、光はこれらの光導波路Ｃｌ１ｆ４Ｇをそれ
ぞれ通過する。
したがって、入力光信号ｌ１ｎＡ、ｌ１ｎＢがともや「
１」の場合には、基準光ｌ１ｎＲはＹ字型光導波路ｔ５
１１で２つに分波し、それぞれがマツハツエンダ型光導
波路ｃａ顛を通過してＹ字型光導波路ωで合波し、出力
光信号Ｉｏｕｔとなる（論理値「１」）。入力光信号ｌ
１ｎＡ。
１」の場合には、基準光ｌ１ｎＲはＹ字型光導波路ｔ５
１１で２つに分波し、それぞれがマツハツエンダ型光導
波路ｃａ顛を通過してＹ字型光導波路ωで合波し、出力
光信号Ｉｏｕｔとなる（論理値「１」）。入力光信号ｌ
１ｎＡ。
ｌ１ｎＢのいずれか一方が「１」の場合には、基準光ｌ
１ｎＲはいずれか一方のマツハツエンダ型光導波路■ま
たは顛を通過して出力部（１３ｂ）から出力される。こ
のときの出力光Ｉ。
１ｎＲはいずれか一方のマツハツエンダ型光導波路■ま
たは顛を通過して出力部（１３ｂ）から出力される。こ
のときの出力光Ｉ。
ｕＬの光パワーは入力基準光１ｉｎＨのそれのほぼ半分
となるが、光導であるから論理値「１」と考えることが
できる。入力光信号ｌ１ｎＡ。
となるが、光導であるから論理値「１」と考えることが
できる。入力光信号ｌ１ｎＡ。
ｌ１ｎ１３がともにｒＯＪの場合には出力光信号Ｉｏｕ
ｔも「０」となる。このようにして、光ＯＲ論理が演算
される。
ｔも「０」となる。このようにして、光ＯＲ論理が演算
される。
電極（Ｏ１ｃ！４１に電圧が印加されていないときにマ
ツハツエンダ光導波路Ｃ１１ｆ４Ｇを光が通過し、電圧
が印加されたときには光の通過が禁止されるようにマツ
ハツエンダ光導波路０ｏ１４Ｇが構成されている場合に
は光ＮＡＮＤ論理演算が達成されることは容易に理解で
きよう。
ツハツエンダ光導波路Ｃ１１ｆ４Ｇを光が通過し、電圧
が印加されたときには光の通過が禁止されるようにマツ
ハツエンダ光導波路０ｏ１４Ｇが構成されている場合に
は光ＮＡＮＤ論理演算が達成されることは容易に理解で
きよう。
また、第５図の回路にさらに変形を加えることにより３
つ以上の入力光信号の光ＯＲ論理、り 光ＮＡＮＤ論理〜演算も達成できることはいうまでもな
い。
つ以上の入力光信号の光ＯＲ論理、り 光ＮＡＮＤ論理〜演算も達成できることはいうまでもな
い。
基板ＯＧは電界の印加によってその屈折率が変化する電
気光学効果をもつものであればいかなるものでもよい。
気光学効果をもつものであればいかなるものでもよい。
したがって、各光導波路ａｎ ｕｚＯ３もＴｉの熱拡散
以外の基板の種類に応じた種々の技術、材料により作製
できる。電極ｒ２３Ｇ！４１はマツハツエンダ型光導波
路■顛の光導波路部分に電圧を印加するためのものであ
るから、部分Ｇ１１ｌ Ｉｌｌ上にかかつてもよいし、
図示以外の種々の形状をとりうる。たとえば、電極のを
部分Ｇｌｌと■の外側に設けてもよい。光起電力素子Ｉ
２１）■もまた、プラズマＣＶＤ法により作製されるａ
−８ｉなど種々のもので実現できるし、電極■（財）や
配線パターン（ハ）■もＴｉ等の材料で実現できる。
以外の基板の種類に応じた種々の技術、材料により作製
できる。電極ｒ２３Ｇ！４１はマツハツエンダ型光導波
路■顛の光導波路部分に電圧を印加するためのものであ
るから、部分Ｇ１１ｌ Ｉｌｌ上にかかつてもよいし、
図示以外の種々の形状をとりうる。たとえば、電極のを
部分Ｇｌｌと■の外側に設けてもよい。光起電力素子Ｉ
２１）■もまた、プラズマＣＶＤ法により作製されるａ
−８ｉなど種々のもので実現できるし、電極■（財）や
配線パターン（ハ）■もＴｉ等の材料で実現できる。
第１図は光ＡＮＤ論理演算を示す波形図、第２図はこの
発明の実施例を示す斜視図、第３図は光起電力素子の作
製された状態を示す断面図、第４図はマツハツエンダ型
光導波路の詳細上その動作を′示す図、第５図は変形例
を示す斜視図である。 ０１ｌＩ０１１基板、０１１（ｌＨ３−−−光導波路、
１２１＋Ｔ２２−−−光起電力素子、ｃ！３Ｃ！４１Ｉ
Ｉ・・電極、Ｃ］Ｑｔ４Ｇ・・・マンノ１ツエンダ型光
導波路、Ｃ１１１■（４１１ｔ４２−φ・分岐光導波路
部分。 以 」二 外４名 第４図 （Ａ） （Ｂ）
発明の実施例を示す斜視図、第３図は光起電力素子の作
製された状態を示す断面図、第４図はマツハツエンダ型
光導波路の詳細上その動作を′示す図、第５図は変形例
を示す斜視図である。 ０１ｌＩ０１１基板、０１１（ｌＨ３−−−光導波路、
１２１＋Ｔ２２−−−光起電力素子、ｃ！３Ｃ！４１Ｉ
Ｉ・・電極、Ｃ］Ｑｔ４Ｇ・・・マンノ１ツエンダ型光
導波路、Ｃ１１１■（４１１ｔ４２−φ・分岐光導波路
部分。 以 」二 外４名 第４図 （Ａ） （Ｂ）
Claims (8)
- （１）少なくとも２つの入力光信号が入力される少なく
とも２つの第１の光導波路、 基準光信号が入力される第２の光導波路、第１の光導波
路を伝播する光によってそれぞれ励起される少なくとも
２つの光起電力素子、 第２の光導波路の途上に形成され、２つの分岐光導波路
部分を有しこれらの分岐光導波路部分がそれらの両端で
７字形につながれている、少なくとも２つのマツハツエ
ンダ型光導波路、および マツハツエンダ型光導波路の分岐光導波路部分に設けら
れ、光起電力素子の出力電工がそれぞれ印加される少な
くとも２対の電極、を備えた光論理回路。 - （２） 少なくとも２つのマツハツエンダ型光導波路が
第２の光導波路において直列に接続されている、特許請
求の範囲第（１）項に記載の光論理回路。 - （３） マツハツエンダ型光導波路の２つの分岐光導波
路部分の長さがそれらを伝播する光の位相がｎπ（ｎは
奇数）だけずれるように異なっており、かつ電極に電圧
が印加されたときに２つの分岐光導波路部分を伝播する
光の位相差が２ｍπ（ｍは０または正の整数）となるよ
うに設定されていることにより、ＪＡＮＤ論理を特徴す
る特許請求の範囲第（？）項に記載の光論理回路。 - （４） マツハツエンダ型光導波路の２つの分岐光導波
路部分の長さかそれらを伝播する光の位相差が２ｍπ（
ｍはＯまたは正の整数）となるように定められており、
かつ電極に電圧が印加されたときに２つの分岐光導波路
部分を伝播する光の位相ｔがｎπ（ｎは奇数）だけずれ
るように設定されることにより光ＮＯＲ論理を特徴する
特許請求の範囲第（２）項に記載の光論理回路。 - （５） 基準光信号が第３の入力光信号である、特許請
求の範囲第（１）項に記載の光論理回路。 - （６）少なくとも２つのマツハツエンダ型光導波路が第
２の光導波路において並列に接続されている、特許請求
の範囲第（１）項に記載の光論理回路。 - （７） マツハツエンダ型光導波路の２つの分岐光導波
路部分の長さがそれらを伝播する光の位相がｎπ（ｎは
奇数）だけずれるように異なっており、かつ電極に電圧
が印加されたときに２つの分岐光導波路部分を伝播する
光の位相差−が２ｍＫ（ｍはＯまたは正の整数）となる
ように設定されていることにより、光ＯＲを論理を特徴
する特許請忠の範囲第（６）項に記載の光論理回路。 - （８） マツハツエンダ型光導波路の２つの分岐光導波
路部分の長さがそれらを伝播する光の位相差が２ｍに（
ｍはＯまたは正の整数）となるように定められており、
かつ電極に電圧が印加されたときに２つの分岐光導波路
部分を伝播する光の位相−がｎπ（ｎは奇数）だけずれ
るように設定されることにより光ＮＡＮＤ論理を特徴す
る特許請求の範囲第（６）項に記載の光論理回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12110984A JPS60263126A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 光論理回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12110984A JPS60263126A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 光論理回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60263126A true JPS60263126A (ja) | 1985-12-26 |
Family
ID=14803097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12110984A Pending JPS60263126A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 光論理回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60263126A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4810050A (en) * | 1985-05-24 | 1989-03-07 | British Telecommunications Public Limited Company | Optical inverter and logic devices using same with buffer limited electrical interface |
| US5117471A (en) * | 1990-07-04 | 1992-05-26 | Deutsche Forschungsanstalt Fur Luft- Und Raumfahrt E.V. | Bistable optical switching arrangement |
| CN106405979A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-02-15 | 中国科学院半导体研究所 | 集成的全光逻辑器件 |
| CN106444207A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-02-22 | 中国科学院半导体研究所 | 集成的全光开关 |
-
1984
- 1984-06-12 JP JP12110984A patent/JPS60263126A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4810050A (en) * | 1985-05-24 | 1989-03-07 | British Telecommunications Public Limited Company | Optical inverter and logic devices using same with buffer limited electrical interface |
| US5117471A (en) * | 1990-07-04 | 1992-05-26 | Deutsche Forschungsanstalt Fur Luft- Und Raumfahrt E.V. | Bistable optical switching arrangement |
| CN106405979A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-02-15 | 中国科学院半导体研究所 | 集成的全光逻辑器件 |
| CN106444207A (zh) * | 2016-10-18 | 2017-02-22 | 中国科学院半导体研究所 | 集成的全光开关 |
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