JPS61187268A - 光電変換集積回路 - Google Patents
光電変換集積回路Info
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- JPS61187268A JPS61187268A JP60026906A JP2690685A JPS61187268A JP S61187268 A JPS61187268 A JP S61187268A JP 60026906 A JP60026906 A JP 60026906A JP 2690685 A JP2690685 A JP 2690685A JP S61187268 A JPS61187268 A JP S61187268A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 38
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 24
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 abstract description 23
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
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- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 3
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
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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】
産業上の利用分野
本発明は高速大容量のコンピュータの入出力部に好適な
光電変換集積回路に関するものである。
光電変換集積回路に関するものである。
従来の技術
大型コンヒュムタ、ミニコンピユータ、マイクロコンピ
ュータいずれの場合も、より高速化へと研究が進められ
ている。今、マイクロコンピュータを例にとって説明す
る。第５図にマイクロコンピュータの概略を示す。ＭＰ
Ｕ （マイクロプロセッサユニット）１には命令解読、
演算、内部メモリ（ＲＡＭ）、アドレス生成等の機能か
もり込まれており、外部メモリ２とアドレスバスライン
３とデータバスライン４の２種類の外部バスライン３へ
− と結ばれており、命令のやりとりがこれらの外部パスラ
インを介して行々われる。例えば１ｓｂｉｔマイクロコ
ンピユータでは、クロック周波数は数百ｎ５ｅＣアクセ
ス時間は１５Ｏｎｓ部そして外部パスラインの往復伝搬
時間は約４００ｎＳｅＣである。
ュータいずれの場合も、より高速化へと研究が進められ
ている。今、マイクロコンピュータを例にとって説明す
る。第５図にマイクロコンピュータの概略を示す。ＭＰ
Ｕ （マイクロプロセッサユニット）１には命令解読、
演算、内部メモリ（ＲＡＭ）、アドレス生成等の機能か
もり込まれており、外部メモリ２とアドレスバスライン
３とデータバスライン４の２種類の外部バスライン３へ
− と結ばれており、命令のやりとりがこれらの外部パスラ
インを介して行々われる。例えば１ｓｂｉｔマイクロコ
ンピユータでは、クロック周波数は数百ｎ５ｅＣアクセ
ス時間は１５Ｏｎｓ部そして外部パスラインの往復伝搬
時間は約４００ｎＳｅＣである。
そして、１ｓｂｔｔマイコンではこの外部パスラインは
１６本の電気ラインで構成きれている。
１６本の電気ラインで構成きれている。
次世代の高速大容量コンピュータと言われるスーパコン
ピーータでは、クロック周波数が３０ｎｓｅｃで、外部
データバスラインは１０００本近くの電気ラインで構成
される。通常１６ｂｉｔマイコンではこの外部パスライ
ンには約３０〜５０ ｎｓすＣＲ遅延が生じる。１ｏ○
○本のパスラインでは更に多くのＣＲがぶら下りクロッ
ク周波数３０ｎＳｅｃで動作させることは難しく現状で
は高速化が難しいと思われる。
ピーータでは、クロック周波数が３０ｎｓｅｃで、外部
データバスラインは１０００本近くの電気ラインで構成
される。通常１６ｂｉｔマイコンではこの外部パスライ
ンには約３０〜５０ ｎｓすＣＲ遅延が生じる。１ｏ○
○本のパスラインでは更に多くのＣＲがぶら下りクロッ
ク周波数３０ｎＳｅｃで動作させることは難しく現状で
は高速化が難しいと思われる。
発明が解決しようとする問題点
このように、大容量高速コンピータで、多数の例えば１
０００本近くのパスラインを必要とする場合においては
、マイクロプロセッサ自身がクロック周波数３０ｎＳｅ
Ｃで動作したとしても、通常の電気配線をパスラインと
して用いる限りパスライン間にぶら下るＣＲ遅延は無視
できず、コンピュータ全体として高速で動作できないこ
とになる。
０００本近くのパスラインを必要とする場合においては
、マイクロプロセッサ自身がクロック周波数３０ｎＳｅ
Ｃで動作したとしても、通常の電気配線をパスラインと
して用いる限りパスライン間にぶら下るＣＲ遅延は無視
できず、コンピュータ全体として高速で動作できないこ
とになる。
そこで本発明は、上記パスライン間のＣＲ遅延の点をか
んがみ、多数パスラインを用いても、高速でコンピータ
が動作する」：うにするものである。
んがみ、多数パスラインを用いても、高速でコンピータ
が動作する」：うにするものである。
問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するため、コンピュータの電
気的パスラインを光ファイバーとしてコンピー−一夕の
高速化を可能にするソケット形式の光電変換集積回路を
提供するものである。
気的パスラインを光ファイバーとしてコンピー−一夕の
高速化を可能にするソケット形式の光電変換集積回路を
提供するものである。
作 用
本発明は上記した構成により、パスラインを光ファイバ
ーにすることにより通常のパスライン間にぶら下るコン
デンサ、抵抗いわゆるＣＲによる遅延がなくなり、高速
化がはかれ、かつ、信号の光電変換回路と光導波路が一
体化構成されているので光電変換部が小型化されるもの
である。
ーにすることにより通常のパスライン間にぶら下るコン
デンサ、抵抗いわゆるＣＲによる遅延がなくなり、高速
化がはかれ、かつ、信号の光電変換回路と光導波路が一
体化構成されているので光電変換部が小型化されるもの
である。
５、Ｘ−５
実施例
第１図に本発明の一実施例を示す。これは電気回路と光
信号を伝搬する光ファイバとの電気−光変換回路に本発
明を適用した場合である。マイクロプロセッサ（ＭＰＵ
）１から出た信号は入力端子５を介してマルチプレクサ
６に入力される。ここで並列に入力された信号が直列に
変換され（パラレル−シリアル変換）、直列信号となっ
た信号は半導体レーザ７を駆動し、その直列信号に対応
したレーザ光が半導体レーザ７から出射される。
信号を伝搬する光ファイバとの電気−光変換回路に本発
明を適用した場合である。マイクロプロセッサ（ＭＰＵ
）１から出た信号は入力端子５を介してマルチプレクサ
６に入力される。ここで並列に入力された信号が直列に
変換され（パラレル−シリアル変換）、直列信号となっ
た信号は半導体レーザ７を駆動し、その直列信号に対応
したレーザ光が半導体レーザ７から出射される。
ＭＰＵ１からの信号が含まれた半導体レーザ７か光
らのレーザ光ば７導波路８を経由して、との光導波路８
の他端から出射しだレーザ信号は光ファイバー９の端部
に出射され光フアイバー９内に伝搬される。
の他端から出射しだレーザ信号は光ファイバー９の端部
に出射され光フアイバー９内に伝搬される。
この系においてマルチプレクサ６と半導体レーザ７と光
導波路８は化合物半導体基板上に一体化構成されている
。但し、光導波路８は誘電体でもよい。この一体化素子
は入力部に通常のＩＣソケットと同じようなピンを備え
、一方、出力部は光信号が出射される光導波路端を備え
たソケソ）１０６、、− の一部にくみこまれている。但し、出力部に関しては、
光導波路端と光ファイバー９がソヶッ）１０の内部で光
軸合せされ、固定されていてソケット１ｏの外部へｄ［
光ファイバー９のもう一方の端部がピングテールの形で
備わっていてもよい。
導波路８は化合物半導体基板上に一体化構成されている
。但し、光導波路８は誘電体でもよい。この一体化素子
は入力部に通常のＩＣソケットと同じようなピンを備え
、一方、出力部は光信号が出射される光導波路端を備え
たソケソ）１０６、、− の一部にくみこまれている。但し、出力部に関しては、
光導波路端と光ファイバー９がソヶッ）１０の内部で光
軸合せされ、固定されていてソケット１ｏの外部へｄ［
光ファイバー９のもう一方の端部がピングテールの形で
備わっていてもよい。
第２図に本発明の他の実施例を示す。これＵ、光ファイ
バー９からの光信号を入力信号とする場合である。
バー９からの光信号を入力信号とする場合である。
捷ず光ファイバー９からの光信号は光導波路１１の一方
の端部に入射され、光導波路１１のもう一方の端部から
出射された光信号をホトダイオード１２が受光する。ホ
トダイオード１２の出力電圧は直列処理された信号が含
丑れており、この信号がデマルチプレクサ１３によって
並列変換され（シリアル−パラレル変換）、出力端子１
４を介して、たとえば外部メモリ１６に出力される。こ
の系においても第１図と同様に、光導波路１１とホトダ
イオード１２とデマルチプレクサ１３は化合物半導体基
板上に一体化構成されている。但し、光導波路８は誘電
体でもよい。この一体化素子は７へ− 出力部に通常のＩＣソケットと同じようなピンを備え、
一方、入力部は光信号が入射される光導波端を備えたソ
ケット１５の一部にくみこまれている。但し、入力部に
関しては、ソケット１５の中で光導波路端と光ファイバ
ー９が光軸合せされかつ固定されていて、ソケット１５
の外部へは光ファイバー９のもう一方の端部がピッグテ
ールの形で備わっていてもよい。
の端部に入射され、光導波路１１のもう一方の端部から
出射された光信号をホトダイオード１２が受光する。ホ
トダイオード１２の出力電圧は直列処理された信号が含
丑れており、この信号がデマルチプレクサ１３によって
並列変換され（シリアル−パラレル変換）、出力端子１
４を介して、たとえば外部メモリ１６に出力される。こ
の系においても第１図と同様に、光導波路１１とホトダ
イオード１２とデマルチプレクサ１３は化合物半導体基
板上に一体化構成されている。但し、光導波路８は誘電
体でもよい。この一体化素子は７へ− 出力部に通常のＩＣソケットと同じようなピンを備え、
一方、入力部は光信号が入射される光導波端を備えたソ
ケット１５の一部にくみこまれている。但し、入力部に
関しては、ソケット１５の中で光導波路端と光ファイバ
ー９が光軸合せされかつ固定されていて、ソケット１５
の外部へは光ファイバー９のもう一方の端部がピッグテ
ールの形で備わっていてもよい。
第３図に本発明のさらに他の実施例を示す。第１図及び
第２図に示す実施例では、光ファイバーを伝搬する光信
号が一波長のものであった。この第３図及び後述する第
４図の場合は光フアイバー内を伝搬する光信号は複数の
異々る波長から成り立っている。Ｍ Ｐ Ｕ １からの
各信号は入力端子１６を介してソケット１７に入力され
る。
第２図に示す実施例では、光ファイバーを伝搬する光信
号が一波長のものであった。この第３図及び後述する第
４図の場合は光フアイバー内を伝搬する光信号は複数の
異々る波長から成り立っている。Ｍ Ｐ Ｕ １からの
各信号は入力端子１６を介してソケット１７に入力され
る。
ＭＰＵ１から入力された各信号は入力端子１６を介して
各半導体レーザ１８，１９．２０を駆動する。ここで半
導体レーザ１８，１９．２０はそれぞれ異なる例えば発
振波長λ１．λ２．λ３で動作し、各半導体レーザの出
射端に光軸合せされている光導波路２１に入力され、発
振波長λ１．λ２．λ３の複数の波長が光ファイバー９
へと伝搬される。この系においても第１図、第２図と同
様に、半導体レーザ１８，１９，２０、光導波路２１は
化合物半導体基板上に一体化構成されている。但し光導
波路２１は誘電体でもよい。
各半導体レーザ１８，１９．２０を駆動する。ここで半
導体レーザ１８，１９．２０はそれぞれ異なる例えば発
振波長λ１．λ２．λ３で動作し、各半導体レーザの出
射端に光軸合せされている光導波路２１に入力され、発
振波長λ１．λ２．λ３の複数の波長が光ファイバー９
へと伝搬される。この系においても第１図、第２図と同
様に、半導体レーザ１８，１９，２０、光導波路２１は
化合物半導体基板上に一体化構成されている。但し光導
波路２１は誘電体でもよい。
第４図に本発明のさらに他の実施例を示す。光ファイバ
ー９よりソケット２２に入力された複数の波長をもつレ
ーザ光２３は周期構造を有するグレーティング２４で分
波され、例えば発振波長λ１．λ２．λ３に応じて反射
角が異なり、それぞれの進む位置にホトダイオード２５
が具備されている。ホトダイオード２５では入力信号に
応じた光起電力が発生し、その信号は例えば外部メモリ
１５へと伝搬されている。
ー９よりソケット２２に入力された複数の波長をもつレ
ーザ光２３は周期構造を有するグレーティング２４で分
波され、例えば発振波長λ１．λ２．λ３に応じて反射
角が異なり、それぞれの進む位置にホトダイオード２５
が具備されている。ホトダイオード２５では入力信号に
応じた光起電力が発生し、その信号は例えば外部メモリ
１５へと伝搬されている。
ここで第３図、第４図において光ファイバー９とソケッ
トの結合は通常さし込み形式であるが、結合効率の点で
すでにソケット端部において、ソケット内部の例えば光
導波路端と光ファイバは光軸合せされかつ固定されてい
て、光ファイバー〇も９、−１ う一方の端部がソケットの外部にピッグテールの形で備
わっていてもよいことは言うまでもない。
トの結合は通常さし込み形式であるが、結合効率の点で
すでにソケット端部において、ソケット内部の例えば光
導波路端と光ファイバは光軸合せされかつ固定されてい
て、光ファイバー〇も９、−１ う一方の端部がソケットの外部にピッグテールの形で備
わっていてもよいことは言うまでもない。
尚、上記各実施例に用いる化合物半導体はＩｎＰやＧ
ａ Ａ ｓ系以外の化合物半導体でもよい。以」ユのよ
うに各実施例は電気回路と光ファイバーとの結合部に用
いられるものである。
ａ Ａ ｓ系以外の化合物半導体でもよい。以」ユのよ
うに各実施例は電気回路と光ファイバーとの結合部に用
いられるものである。
発明の効果
以上のように、本発明に」：れば、例えば電気回路の電
気信号が容易に光信号に変換されて光ファイバーにより
伝搬される。このことは通常のコンピュータと外部メモ
リとの結合のパスラインに本発明を適用した場合、光フ
ァイバーで構成されたパスラインであるから通常のパス
ラインには生じるＣＲ遅延というものが全くなく、電気
−光信号変換もたかだか現状で２ｎＳｅＣ以下であり、
クロンク周波数３０ ｎ５ｅｃのスーパコンピュータに
も十分適用できる。捷だ、ソケットは一体化ＩＣとして
構成されているので小型かつ信頼性が高く、広範囲に応
用できる。本発明は高速コンピュータ以外の大容量、高
速情報処理系（例えば光通信等）に１０べ も展開できる極めて将来性の高いものである。
気信号が容易に光信号に変換されて光ファイバーにより
伝搬される。このことは通常のコンピュータと外部メモ
リとの結合のパスラインに本発明を適用した場合、光フ
ァイバーで構成されたパスラインであるから通常のパス
ラインには生じるＣＲ遅延というものが全くなく、電気
−光信号変換もたかだか現状で２ｎＳｅＣ以下であり、
クロンク周波数３０ ｎ５ｅｃのスーパコンピュータに
も十分適用できる。捷だ、ソケットは一体化ＩＣとして
構成されているので小型かつ信頼性が高く、広範囲に応
用できる。本発明は高速コンピュータ以外の大容量、高
速情報処理系（例えば光通信等）に１０べ も展開できる極めて将来性の高いものである。
発明の他の実施例における光電変換集積回路の概略構成
を示す図、第６図は従来のマイクロコンピュータのブロ
ック図である。 ６・・・・マルチプレクサ、γ、１８，１９．２０・・
・・・・半導体レーザ、８，１１．２１・・・・・・光
導波路、１３・・・・・・デマルチプレクサ、１２．２
５・・・・・・ホトダイオード、１０，１２，１７．２
２・・・・・・ソケット、２４・・・・・・ブレーティ
ング。
を示す図、第６図は従来のマイクロコンピュータのブロ
ック図である。 ６・・・・マルチプレクサ、γ、１８，１９．２０・・
・・・・半導体レーザ、８，１１．２１・・・・・・光
導波路、１３・・・・・・デマルチプレクサ、１２．２
５・・・・・・ホトダイオード、１０，１２，１７．２
２・・・・・・ソケット、２４・・・・・・ブレーティ
ング。
Claims (6)
- （１）化合物半導体基板上に電気回路、光電気回路と光
導波路が一体化構成され、外部から入力された信号が上
記電気回路と光電気回路間で光電変換された後、再び外
部へ出力されていくように構成したことを特徴とする光
電変換集積回路。 - （２）電気回路及び光電気回路が化合物半導体からなり
、光導波路が化合物半導体あるいは誘電体からなること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光電変換集積
回路。 - （３）電気回路がマルチプレクサを含み、光電気回路が
半導体レーザを含むことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の光電変換集積回路。 - （４）電気回路がデマルチプレクサを含み、光電気回路
がホトダイオードを含むことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の光電変換集積回路。 - （５）光電気回路が各々発振波長が異なる複数個の半導
体レーザからなることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の光電変換集積回路。 - （６）光電気回路が複数個のホトダイオードからなり、
光導波路が周期構造による分波機能を有していることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光電変換集積回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60026906A JPS61187268A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 光電変換集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60026906A JPS61187268A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 光電変換集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61187268A true JPS61187268A (ja) | 1986-08-20 |
Family
ID=12206266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60026906A Pending JPS61187268A (ja) | 1985-02-14 | 1985-02-14 | 光電変換集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61187268A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6342959A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-24 | 根来産業株式会社 | タフテツド製品 |
| JPH03106094A (ja) * | 1989-09-15 | 1991-05-02 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 半導体レーザ装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55141780A (en) * | 1979-04-24 | 1980-11-05 | Nec Corp | Multiple wavelength integrated semiconductor laser array |
| JPS5729016A (en) * | 1980-07-28 | 1982-02-16 | Fujitsu Ltd | Large scale optical integrated circuit |
| JPS57179819A (en) * | 1981-04-28 | 1982-11-05 | Ibm | Bus system |
| JPS5943462A (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-10 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | マルチプロセツサシステムのバス結合方式 |
| JPS59227180A (ja) * | 1983-06-08 | 1984-12-20 | Fujitsu Ltd | コヒ−レント光伝送用半導体レ−ザ装置 |
| JPS61102773A (ja) * | 1984-10-26 | 1986-05-21 | Toshiba Corp | 集積回路装置 |
-
1985
- 1985-02-14 JP JP60026906A patent/JPS61187268A/ja active Pending
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| JPH03106094A (ja) * | 1989-09-15 | 1991-05-02 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 半導体レーザ装置 |
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