JPS628132A - Optical and circuit device - Google Patents

Optical and circuit device

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JPS628132A
JPS628132A JP14669785A JP14669785A JPS628132A JP S628132 A JPS628132 A JP S628132A JP 14669785 A JP14669785 A JP 14669785A JP 14669785 A JP14669785 A JP 14669785A JP S628132 A JPS628132 A JP S628132A
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JP
Japan
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light
optical
fiber
branch
signal light
Prior art date
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Pending
Application number
JP14669785A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoki Ikezawa
直樹 池澤
Shoichi Kimura
木村 正一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NOMURA SOGO KENKYUSHO KK
Original Assignee
NOMURA SOGO KENKYUSHO KK
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Filing date
Publication date
Application filed by NOMURA SOGO KENKYUSHO KK filed Critical NOMURA SOGO KENKYUSHO KK
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Publication of JPS628132A publication Critical patent/JPS628132A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain an optical AND circuit of extremely simple constitution by branching one optical fiber in the middle and using the branch side as an input terminal and the opposite confluence side as an output terminal, and providing an optical control means which transmit light when receiving composite light from both branch fibers in the middle of the confluence fiber. CONSTITUTION:When signal light is inputted to only either of the 1st and the 2nd branch fibers 4 and 5, this signal light is transmitted through a polarizing plate 11 and rotated by a specific angle in a Faraday element 13 to reach polarizing plate 12, where the light is cut off. When the signal light is inputted to both of the 1st and the 2nd branch fibers 4 and 5, on the other hand, both light energy signals are mixed and the light having high energy is transmitted through the polarizing plate 11 to convert the Faraday element 13 into a paramagnetic body. Thus, the signal light is outputted only when the signal light is inputted to both 1st and 2nd branch fibers 4 and 5, so the AND circuit is constituted.

Description

【発明の詳細な説明】 11よ立見ユ±1 本発明は、光信号を直接入出力することのできる光AN
D回路装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] 11, Standing Unit ±1 The present invention provides an optical AN capable of directly inputting and outputting optical signals.
This relates to a D circuit device.

i迷」すえ亘 近年、光応用技術の進展はめざましく、光ファイバーを
用いた通信技術等が実用化されるに至っている。しかし
ながら、光を介して伝達された信号を処理するにあたっ
ては、従来の電子回路技術が用いられており、集積化技
術により^連化、小型化が進められてはいるものの、種
々の限界が生じているのが現状であり、光信号を直接処
理する光機能素子が要求されるようになってきた。なか
でも、OR演算、AND演算に代表される論理回路は、
デジタル信号を扱うほとんど全ての装置に用いられるも
のでその需要度は高く、光信号を直接処理する光論理回
路の実用化が望まれている。
In recent years, optical application technology has made remarkable progress, and communication technology using optical fibers has come into practical use. However, conventional electronic circuit technology is used to process signals transmitted via light, and although integration and miniaturization are progressing through integration technology, there are various limitations. Currently, optical functional elements that directly process optical signals are required. Among them, logic circuits represented by OR operation and AND operation are
They are used in almost all devices that handle digital signals and are in high demand, and the practical application of optical logic circuits that directly process optical signals is desired.

が  しようとする問題点 上述した光論理回路は最近いくつか提案されているが、
これらは、同一基板上に形成される受光領域と発光領域
とを駆動するタイプのもので、集積化には適しているも
のの、構造が複雑でコスト的にも高価となり、なかなか
実用に耐え得るものは、数少ないのが現状である。
Several optical logic circuits have been proposed recently, but
These are types that drive a light-receiving area and a light-emitting area formed on the same substrate, and although they are suitable for integration, they have a complex structure and are expensive, making them difficult to put into practical use. Currently, there are only a few.

本発明は、かかる観点より創案されたものであり、光論
理回路のうち特に、構造が簡単で低コストの光AND回
路装置を提供することを目的とする。
The present invention has been devised from this viewpoint, and an object of the present invention is to provide an optical AND circuit device that is particularly simple in structure and low in cost among optical logic circuits.

問題 を解決するための手 上述した従来技術の問題点を解決するために、本発明は
、複数に分岐した光ファイバを合流して合流ファイバを
形成し、全ての分岐ファイバに入力された光の合成光を
受けたときにだけ光を透過する光制御手段聚前記合流フ
ァイバ内に配置した光AND回路装置を提供する。
In order to solve the problems of the prior art described above, the present invention merges a plurality of branched optical fibers to form a merging fiber, and eliminates the light input to all the branched fibers. An optical AND circuit device is provided in which a light control means is disposed within the merging fiber and transmits light only when receiving combined light.

本発明の望ましい実施態様によれば、光ファイバを出力
端側から入力端側へ向けてスペーサを介して第1分岐フ
ァイバと第2分岐ファイバとに分岐し、これらの分岐フ
ァイバの入力端を信号光入射用とする。第1分岐ファイ
バと第2分岐ファイバとが合流する合流ファイバの途中
には、第1分岐ファイバに入力した信号光と第2分岐フ
ァイバに入力した信号光との合成光を受けたときにだけ
光を透過する性質の光制御手段を設ける。光制御手段と
しては、同一方向の偏光性を有する一対の偏光板対間に
嵌挿されるファラデー素子に磁界をかけて構成する。
According to a preferred embodiment of the present invention, an optical fiber is branched into a first branch fiber and a second branch fiber via a spacer from an output end side to an input end side, and the input ends of these branch fibers are connected to a signal. Used for light incidence. In the middle of the merging fiber where the first branch fiber and the second branch fiber join, there is a light beam that is emitted only when the combined light of the signal light input to the first branch fiber and the signal light input to the second branch fiber is received. A light control means having a property of transmitting the light is provided. The light control means is constructed by applying a magnetic field to a Faraday element inserted between a pair of polarizing plates having polarization properties in the same direction.

作   用 本発明によれば、分岐ファイバのどちらか一方だけに信
号光が入力されたときには、光制御手段が光の透過を阻
止するように機能し、信号光は出力されない。また、両
方の分岐ファイバに信号光が入力されたときには、光制
御手段が光の透過を許すように機能し、信号光が出力さ
れる。分岐ファイバのどちらにも信号光が入力されない
ときには、当然に信号光は出力されない。
According to the present invention, when signal light is input to only one of the branched fibers, the light control means functions to prevent transmission of the light, and the signal light is not output. Furthermore, when signal light is input to both branch fibers, the light control means functions to allow the light to pass through, and the signal light is output. Naturally, when no signal light is input to either of the branch fibers, no signal light is output.

このように、両方の分岐ファイバに信号光が入力されて
いるときにだけ、信号光が出力されるので、簡単な構成
ながらもAND回路として機能する。
In this way, since the signal light is output only when the signal light is input to both branch fibers, it functions as an AND circuit even though it has a simple configuration.

衷−」L−1 以下本発明の望ましい実施例につき図面に基いて説明す
ることにする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図に示すように、光ファイバ1が出力端側(図中右
側)から入力端側(左側)に向けてスペーサ2を介して
二つに分岐して構成されてい、る。
As shown in FIG. 1, an optical fiber 1 is configured to be branched into two from an output end (right side in the figure) to an input end (left side) via a spacer 2.

光ファイバ1は、例えば石英ガラス系の材質から成り、
その構造は、透明なコア(芯材)の周囲にそれよりも屈
折率の低いクラッド(鞘材)を被覆して形成されている
。ここで用いる光ファイバ1としては、偏波面が保存さ
れる定偏波ファイバが望ましい。
The optical fiber 1 is made of, for example, a quartz glass-based material,
Its structure is formed by covering a transparent core (core material) with a cladding (sheath material) having a lower refractive index than the transparent core. The optical fiber 1 used here is preferably a polarization constant fiber whose polarization plane is preserved.

合流ファイバ3から分岐される第1分岐ファイバ4はコ
ア6とクラッド7とから成り、他方の第2分岐ファイバ
5はコア8とクラッド9とから成る。コア6と8とは途
中で合流し、合流ファイバ3のコア10に接続されてい
る。第1分岐ファイバ4と第2分岐ファイバ5との間に
は、信号光の漏洩防止と分岐ファイバの支持を目的とし
て、例えばクラッド7と9の表面に被覆される塩化ビニ
ル等から成るスペーサ2が介在している。尚、分岐ファ
イバと合流ファイバとの接続は、例えば一般的な融着手
段により達成される。
The first branch fiber 4 branched from the merging fiber 3 consists of a core 6 and a clad 7, and the other second branch fiber 5 consists of a core 8 and a clad 9. The cores 6 and 8 join in the middle and are connected to the core 10 of the joining fiber 3. Between the first branch fiber 4 and the second branch fiber 5, a spacer 2 made of, for example, vinyl chloride coated on the surfaces of the claddings 7 and 9 is provided for the purpose of preventing signal light leakage and supporting the branch fiber. Intervening. Note that the connection between the branch fiber and the converging fiber is achieved, for example, by a general fusion means.

一方、合流ファイバ3の途中には、偏光板11.12を
介してファラデー素子13が嵌挿されている。偏光板1
1は通過する光を直線偏光に偏光する偏光子として機能
し、偏光板12は当該偏光光に対する検光子として機能
するようになっており、本発明においては、偏光板11
及び12は、これらの偏光方向が同一になるように並設
されている。
On the other hand, a Faraday element 13 is inserted in the middle of the merging fiber 3 with polarizing plates 11 and 12 interposed therebetween. Polarizing plate 1
1 functions as a polarizer that polarizes the passing light into linearly polarized light, and the polarizing plate 12 functions as an analyzer for the polarized light.
and 12 are arranged in parallel so that their polarization directions are the same.

この偏光板は必ずしも板として部材形成されている必要
はなく、例えば、合流ファイバ3あるいはファラデー素
子13の端面に上述の機能を有する物質を塗布すること
によっても形成することが可能である。
This polarizing plate does not necessarily have to be formed as a plate; for example, it can also be formed by applying a substance having the above-mentioned function to the end face of the converging fiber 3 or the Faraday element 13.

ファラデー素子13は、磁場内で磁気旋光性を有する磁
気光学素子であり、これを用いると、偏光板11から入
力した偏光光は、図示しない永久磁石等によって印加さ
れる磁界Mにより回転する。
The Faraday element 13 is a magneto-optical element having magnetic optical rotation in a magnetic field, and when this element is used, polarized light input from the polarizing plate 11 is rotated by a magnetic field M applied by a permanent magnet or the like (not shown).

この磁界Mは、偏光板11を通過した偏光光がファラデ
ー素子13内を所定角度回転しながら進行5、□120
.え□5、。□12.ヵ   :方向と略直角になるよ
う設定されており、この状態においては光は出力されな
い。ファラデー素子13の材質及び形状は、ある所定の
強さ以上の光(本実施例においては、第1分岐ファイバ
及び第2分岐ファイバからの信号光の合成光)が入力さ
れたときにその温度上昇により強磁性体から常磁性体に
転移するように設定され、材質としては例えば、Ga(
ガリウム)をドープしたYIG(イツトリウム・鉄・ガ
ーネット)等を用いることができる。
This magnetic field M causes the polarized light that has passed through the polarizing plate 11 to travel through the Faraday element 13 while rotating by a predetermined angle.
.. E□5. □12. F: It is set to be approximately perpendicular to the direction, and no light is output in this state. The material and shape of the Faraday element 13 are such that the temperature rises when light of a predetermined intensity or higher (in this example, the combined light of the signal light from the first branch fiber and the second branch fiber) is input. The material is set to transition from ferromagnetic to paramagnetic by, for example, Ga(
YIG (yttrium/iron/garnet) doped with gallium (gallium) or the like can be used.

いま、第1分岐ファイバ4あるいは第2分岐ファイバ5
のどちらか一方にだけ信号光が入力されている状態にお
いては、この信号光は偏光板11を通過し、ファラデー
素子13中で所定角度回転して偏光板12に到達しここ
でカットされる。一方、第1分岐ファイバ4及び第2分
岐ファイバ5の両方に信号光が入力されている状態にお
いては、双方の光エネルギーが合成されて高いエネルギ
ーをもつ光が、偏光板11を通過した後にファラデー素
子13を常磁性体に転移させる。こうなるともはやファ
ラデー素子13は磁気旋光性を有しなくなり、偏光板1
1による偏光光は回転することなく偏光板12を通過し
て出力される。
Now, the first branch fiber 4 or the second branch fiber 5
When the signal light is input to only one of the two, the signal light passes through the polarizing plate 11, rotates by a predetermined angle in the Faraday element 13, reaches the polarizing plate 12, and is cut there. On the other hand, in a state where signal light is input to both the first branch fiber 4 and the second branch fiber 5, the light energy of both is combined, and after passing through the polarizing plate 11, the Faraday light has high energy. The element 13 is transformed into a paramagnetic material. In this case, the Faraday element 13 no longer has magnetic optical rotation, and the polarizing plate 1
The polarized light according to No. 1 passes through the polarizing plate 12 without being rotated and is output.

このようにして、第1分岐ファイバ4及び第2分岐ファ
イバ5の両方に信号光が入力しているときにだけ信号光
が出力されるので、AND回路が形成される。このAN
D回路のファラデー素子13の下流側に、光信号を電気
信号に変換する図示しない受光素子を設ければ、出力信
号を電気信号として利用することもでき便利である。
In this way, since the signal light is output only when the signal light is input to both the first branch fiber 4 and the second branch fiber 5, an AND circuit is formed. This AN
It is convenient to provide a light receiving element (not shown) for converting an optical signal into an electrical signal downstream of the Faraday element 13 of the D circuit, since the output signal can also be used as an electrical signal.

本実施例においては、分岐ファイバが2本の場合につい
て説明したが、本発明はこれに限定されることなく、例
えば、上述した実施例と同様の光制御手段を構成し、多
数本の分岐ファイバを設け、分岐ファイバの本数と信号
光のエネルギーとに応じたファラデー素子を選択するこ
とにより、多入力のAND回路とすることも可能である
In this embodiment, the case where there are two branched fibers has been described, but the present invention is not limited to this. It is also possible to create a multi-input AND circuit by selecting a Faraday element according to the number of branched fibers and the energy of the signal light.

また、本発明は光論理回路のうち特にAND回路を提供
することを目的としているが、本発明のAND回路装置
から光制御手段を取除けば、OR回路として機能させる
ことが可能である。即ち、第2図に示したように分岐フ
ァイバ4.5と合流ファイバ3とを接続した光ファイバ
1′においては、分岐ファイバのどちらか一方、あるい
は両方に信号光が入力されているときに信号光が出力さ
れ、光OR回路が形成される。この場合も、分岐ファイ
バを2本ではなく複数本設けることにより多入力のOR
回路を構成することができるのは勿論である。
Further, although the present invention particularly aims to provide an AND circuit among optical logic circuits, if the optical control means is removed from the AND circuit device of the present invention, it is possible to make it function as an OR circuit. That is, in the optical fiber 1' in which the branch fiber 4.5 and the converging fiber 3 are connected as shown in FIG. 2, when the signal light is input to either one or both of the branch fibers, Light is output and an optical OR circuit is formed. In this case as well, by providing multiple branch fibers instead of two, multi-input OR
Of course, a circuit can be constructed.

及j1ピ1里 以上詳述したように本発明によれば、1本の光ファイバ
を途中で分岐し、この分岐側を入力端とし反対側の合流
側を出力端として、この合流ファイバの途中に双方の分
岐ファイバからの合成光を受けたとき光を透過する光制
御手段を設けたので、非常に簡単な構成で光AND回路
を提供することが可能になるという効果を奏する
As described in detail above, according to the present invention, one optical fiber is branched midway, and this branched side is used as an input end, and the merging side on the opposite side is used as an output end, and the merging fiber is Since a light control means that transmits the light when receiving the combined light from both branch fibers is provided in the optical fiber, it is possible to provide an optical AND circuit with a very simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の望ましい実施例を示した光AND回
路装置の概略構成図、 第2図は、OR回路装置の一例を示した概略構成図であ
る。 1.1′・・・光ファイバ、  2・・・スペーサ、3
・・・合流フフイバ、 4・・・第1分岐ファイバ、 5・・・第2分岐ファイバ、 6.8.10・・・コア、  7,9・・・クラッド1
1.12・・・偏向板、13・・・ファラデー素子。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical AND circuit device showing a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of an OR circuit device. 1.1'...Optical fiber, 2...Spacer, 3
... Merging fiber, 4... First branch fiber, 5... Second branch fiber, 6.8.10... Core, 7,9... Clad 1
1.12... Deflection plate, 13... Faraday element.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数に分岐した光ファイバを合流して合流ファイ
バを形成し、全ての分岐ファイバに入力された光の合成
光を受けたときにだけ光を透過する光制御手段を前記合
流ファイバ内に配置したことを特徴とする光AND回路
装置。
(1) A plurality of branched optical fibers are merged to form a merged fiber, and a light control means is installed in the merged fiber to transmit light only when the composite light of the light input to all the branched fibers is received. An optical AND circuit device characterized in that:
(2)前記光制御手段が、同一方向の偏光性を有する一
対の偏光板と、該偏光板対間に配置され磁気旋光性を有
するファラデー素子と、該ファラデー素子に磁界をかけ
る手段とから成ることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の光AND回路装置。
(2) The light control means includes a pair of polarizing plates having polarization properties in the same direction, a Faraday element having magnetic optical rotation disposed between the pair of polarizing plates, and means for applying a magnetic field to the Faraday element. Claim 1 characterized in that
The optical AND circuit device described in .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS636432A (en) * 1986-06-26 1988-01-12 Toshiba Corp Method and device for leak detection
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