JPS63298226A - 多機能光演算素子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光スイツチ機能および演算機能をもつ光素子
に関し、特に多くの情報を担持した別々の周波数の光信
号を１本に多重化しておくことにより、一般の交換機機
能をそのまま兼ね備えた光交換機として構成し得る導波
型光スイッチ素子に関する。

（従来技術） 従来、この種の光スィッチは、１本の信号をいくつにも
分岐しておき、それぞれの光ゲートでオン、オフのスイ
ッチ機能を果すようにしたもの、あるいは１本の光信号
を何らかの手段で方向を操作してスイッチ機能を発揮す
るようにしたもの、等が知られており、いずれも単純な
光スイツチング素子の域を出ていない。

（発明が解決しようとする問題点） 上述した従来の光スィッチは、１本の信号に対してオン
、オフあるいは方向選択させるものであるため、１×１
のスイッチングしか可能でなく、複数の光信号に対して
は、その数の分だけ同じ光スィッチを用意しなければな
らず、電子デバイスに比べ機能的にも、また効率的にも
劣るものであった。したがって電子デバイスの能力に匹
敵するだけの機能を１枚の導波路上で行うことは不可能
に近く、単純なゲート回路を構成できるにとどまってい
た。

本発明は、このような問題を解決し、複数の周波数をも
つ入力光に対して多重化し、これを分岐して各光導波路
上で出力光をいくつものパターンに制御し得るようにし
た光演算素子を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る光演算素子は、複数の光信号を１本の光信
号に多重することのできる光波長多重化素子と、多重さ
れたそれぞれの周波数の中で任意の周波数の光に対して
のみ吸収可能な圧電機能を有する導波路と、これらの光
波長多重化素子および圧電素子を構成するための、様々
な回路構成をもつ光導波路型基板とを有している。この
素子に別々の周波数をもつ複数の光信号を挿入しておき
、任意の圧電素子に電界をかけることにより、それぞれ
の周波数の光を吸収させ、出力光を種々のパターンに制
御することができる。

（実施例） 次に、本発明を、図面を参照して実施例につき説明する
。

第１図は本発明の１実施例に係る光演算素子の概略図で
ある。光導波路型基板１０には入力側から出力側へ順に
光波長多重化素子６、第１．第２の圧電索子７，８、お
よび光波長分離素子１３が光導波路５によって直列に結
ばれて形成されている。この構成でいま、周波数ｆ１お
よびｆ２のそれぞれの２本の入力光１．２を光波長多重
化素子６に入力し、ここで周波数ｆｌ　＋ｆ２の１本の
光信号に多重して前記光導波路に挿入し、前記圧電素子
７，８へ送る。各圧電素子７，８の外部電源１１．１２
により、第１の圧電素子７では周波数ｆ、を、第２の圧
電素子８では周波数ｆ２を吸収するように電界をかけて
制御し、これを光波長分離素子１３を介して２つの出力
端子の出力光３゜４の成分をコントロールする。この動
作により可能となる演算例を第１表に示す。

第　　１　　表 この例は周波数ｆ１の入力光１と周波数ｆ２の入力光２
の有無を２ｂｉｔの１．０で表わしたものであり、光有
りの場合を１．無しの場合を０で示している。入力光は
１１つまり両入力光が有りの場合を示している。第１．
第２の圧電索子７，８におけるＯＮ、ＯＦＦは、圧電素
子に電界をかけて光を吸収した時をＯＮ、電界をかけな
い時をＯＦＦで表わしたものである。このように２つの
圧電素子を用いることで周波数ｆ１．ｆｚの入力光に対
して２ｂｉｔの４通りの出力を得ることができる。この
入力光に対する数字の規定の仕方によっていくつもの種
類の演算処理が可能となる。

第２図は本発明の他の実施例を示した概略図である。光
波長多重化素子６の後段に光分岐素子１４が設けられ、
また第１．第２．第３．・・・第ｎのｎ種の圧電素子１
，２．・・・ｎが光導波路で直列接続されて圧電素子群
１５を構成し、これらの圧電素子群が複数個互いに並列
に前記光分岐素子１４に接続されている。各圧電素子群
１５の出力側にはそれぞれ光波長分離素子１３が接続さ
れている。そしてこの実施例の光波長分離素子１３は各
々周波数ｆｌ＋ｆ’２＋・・・ｆｎの出力光を出力する
。この実施例は２本の入力光だけでなく、いくつもの入
力光が存在する場合に適用され、各圧電素子群１５につ
いて、第１の圧電素子１は周波数ｆ１の光を、第２の圧
電素子２は周波数ｆ２の光を、同様に第ｎの圧電素子ｎ
は周波数ｆｎの光を、それぞれ吸収可能となっている。

いまｎ種の周波数をもつ入力光が入力されたとすると、
光波長多重化素子６および光分岐素子１４を介して各圧
電素子群１５にｆ　１　＋　ｆ　２　＋　ｆ　３　＋　
−＋　ｆ　ｎの光が送られる。各圧電素子群１５につい
てそれぞれの圧電素子１，２，３．・・・ｎを電界制御
することにより、ｎＸｎ個の出力光を得ることができる
。即ちこの実施例ではｎ進法をもつｎ　ｂｉｔの出力を
ｎ個得ることができる。これは電子デバイスでは考えら
れなかった演算法であり、演算工学の新たな応用を可能
とするものである。

次に、本発明の光素子を演算素子としてではなく、交換
機機能を併せもった光デバイスとしての利用について説
明する。この場合、第２図の１本の光導波路上にあるｎ
個の圧電素子１．２，３゜・・・ｎのうち、（ｎ−１）
個の圧電素子をすべて動作させることにより、ｎ個の信
号の中から１個だけの信号を取り出すことができる。こ
の選択をｎ本の光導波路上で行うことによって、ｎ個の
信号に対するスイッチングが１枚の光導波路基板上で行
うことができることになる。即ち、ｎ本のデータがある
場合の光交換機の機能を発揮できることになる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、複数の周波数をもつ入力
光に対してこれを多重化した光信号とし、場合によって
はこれをさらに複数に分岐して、各光導波路上で圧電素
子の圧電効果による光の吸収により、出力光をいくつも
のパターンに制御させることができる。その結果、電子
回路よりもはるかに効率のよい演算素子として、また光
交換機としての利用が可能である。特に第２図の実施例
のようにｎＸｎのマトリクスを用いた制御系に対し、複
数の入力が考えられるということは、いわば３次元の演
算が可能となる訳であり、演算技術の分野に画期的な改
革をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の概略図、第２図は本発明の
他の実施例の概略図である。 １．２・・・入力光、　　　３．４・・・出力光、５・
・・光導波路、　　　　６・・・光波長多重化素子、７
・・・第１の圧電素子、　８・・・第２の圧電素子、１
０・・・光導波路型基板、 １１．１２・・・外部電源、 １３・・・光波長分離素子、　１４・・・光分岐素子、
１５・・・圧電素子群。 代理人　　弁理士　　染　川　利　吉 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 異なる波長の光を入出力する複数個の光入力端子および
   光出力端子と、入力光信号を多重化する光波長多重化素
   子と、外部電気回路により、多重化された光信号に対す
   る波長選択特性が制御される複数個の圧電素子と、前記
   出力端子に異なる波長を分離供給する光波長分離素子と
   を有し、前記各素子が光導波路上に直列に接続されるこ
   とを特徴とする光演算素子。