JPS6347741A - Optical logic device - Google Patents
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- JPS6347741A JPS6347741A JP61191014A JP19101486A JPS6347741A JP S6347741 A JPS6347741 A JP S6347741A JP 61191014 A JP61191014 A JP 61191014A JP 19101486 A JP19101486 A JP 19101486A JP S6347741 A JPS6347741 A JP S6347741A
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- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光論理回路の構成要素となる光論理デバイス
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical logic device that is a component of an optical logic circuit.
コンピュータの処理速度を速くするには、コンピュータ
を構成する論理回路の応答速度を速くする必要がある。In order to increase the processing speed of a computer, it is necessary to increase the response speed of the logic circuits that make up the computer.
このため、高速な電子デバイスを適用することによシコ
ンピユータの高速化が進められてきた。しかし、電子デ
バイスの応答速度には浮遊容量や電子の走行時間による
限界があり、現在開発されつつある電子デバイスの応答
速度もこの限界に近づきつつある。そこで、電子デバイ
スより高速化の期待できる元デバイスに基づいた元コン
ピュータの研究が進められている。For this reason, progress has been made in increasing the speed of computers by applying high-speed electronic devices. However, the response speed of electronic devices has a limit due to stray capacitance and electron transit time, and the response speed of electronic devices currently being developed is approaching this limit. For this reason, research is underway on original computers based on original devices that are expected to be faster than electronic devices.
従来の電子回路技術からの類推によう、光コンピュータ
における光論理回路の構成要素として、ＡＮＤ、 ＯＲ
，ＮＯＴ などの基本ゲートやフリップ・フロップなど
が必要であると考えられる。また、光論理回路は高速化
、経済化の観点から電子回路と同様に、これらの光論理
デバイスを集積化した形で実現する必要がある。集積化
の点では誘電体元テハイスより半導体元デバイスの方が
優れており、光集積回路は半導体レーザのプロセスを基
本としたものになると考えられる。By analogy with conventional electronic circuit technology, AND and OR are used as components of optical logic circuits in optical computers.
, NOT, and other basic gates and flip-flops are considered necessary. In addition, from the viewpoint of speeding up and economicalization, optical logic circuits need to be realized in the form of integrated optical logic devices, similar to electronic circuits. In terms of integration, semiconductor-based devices are superior to dielectric-based THS devices, and it is thought that optical integrated circuits will be based on semiconductor laser processes.
光論理回路の構成要素のうち、ＮＯＴ すなわちイン
バータは、他のゲートやクリップ・７０ツブに比べて実
現が難しく報告も少ない８従来から知られている元イン
バータとしては、文献（Ｊ、 ＬＰａｎｋｏｖｅ ：
’ ０ｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎ ｓｅｍｉ
ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ’＋Ｐｒｅｎｔｉｃｅ Ｈａｌ
ｌ、 Ｉｎｃ−ｒ ｐｐ、２！ Ｉ−２乙／、〔ｌ
り７／〕）に記載されているレーザクラエンチングがあ
る。Among the components of optical logic circuits, NOT, or inverters, are difficult to realize compared to other gates, clips, and 70-tubes, and there are few reports.
' 0ptical Process in semi
conductors'+Prentice Hal
l, Inc-r pp, 2! I-2 Otsu/, [l
There is a laser quenching method described in 7/]).
しかし、低消費電力と高効率な最近の埋め込み構造や電
流狭窄構造の半導体レーザと同等のプロセスにより、こ
のレーザクラエンチングを実現することは構造的な違い
のため困難である。However, due to structural differences, it is difficult to achieve this laser quenching using a process equivalent to that of recent semiconductor lasers with a buried structure or a current confinement structure, which have low power consumption and high efficiency.
上述のように光論理回路を構成するためには、半導体レ
ーザプロセスに適己た光インバータ或いはインバータ機
能付光論理デバイス（ＮＡＮＤ。In order to configure the optical logic circuit as described above, an optical inverter or an optical logic device with an inverter function (NAND) suitable for the semiconductor laser process is used.
ＮＯＲ，反転出力形フリップ・フロップ等）をいかに実
現するかが重要な問題点である０本発明は、このような
問題点を解決するために創案したものであシ、半導体レ
ーザを基にした簡単な構成の元インバータ及びインバー
タ機能付光論理デバイスを提供することを目的としてい
る。An important problem is how to realize NOR, inverted output type flip-flops, etc. The present invention was devised to solve these problems, and is based on semiconductor lasers. The object of the present invention is to provide an original inverter with a simple configuration and an optical logic device with an inverter function.
本発明は、光の強度をコ値論理に対応させ論理演算を行
う光論理デバイスにおいて、強度の異る入力光信号を波
長の異る出力光信号に変換する第１の半導体レーザと、
上記第１の半導体レーザＯ出力光信号を入力光信号に用
い、波長の異る入力光信号を強度の異る出力光信号に変
換する第２の半導体レーザとを備えることを特徴とする
光論理デバイスである。The present invention provides an optical logic device that performs logical operations by making the intensity of light correspond to co-valued logic, including a first semiconductor laser that converts input optical signals of different intensities into output optical signals of different wavelengths;
and a second semiconductor laser that uses the first semiconductor laser O output optical signal as an input optical signal and converts input optical signals with different wavelengths into output optical signals with different intensities. It is a device.
すなわち、本発明における光論理デバイスは、半導体レ
ーザの注入同期特性を利用するものであり・外部からの
入力光がないときには自走波長でレーザ発損し、入力光
があるときには発振が停止するように、１つの半導体レ
ーザ（または１つの半導体レーザと１つの双安定半導体
レーザ〕を組み合わせ、元インバータ機能を実現してい
る。In other words, the optical logic device of the present invention utilizes the injection locking characteristic of a semiconductor laser, and when there is no input light from the outside, the laser oscillates at a free-running wavelength, and when there is input light, the oscillation stops. , one semiconductor laser (or one semiconductor laser and one bistable semiconductor laser) is combined to realize the original inverter function.
また、半導体レーザの注入同期特性と自走波長でのレー
ザ発振とを組合せてＮＡＮＤ、 ＮＯＲ，反転出力形フ
リップ・フロップ等の機能を実現している。これらは第
１及び第２の半導体レーザで光論理を構成しており、半
導体レーザ十＋４リプロセスにより実現できる。In addition, functions such as NAND, NOR, and inverted output type flip-flops are realized by combining the injection locking characteristics of semiconductor lasers and laser oscillation at free-running wavelengths. These constitute an optical logic using the first and second semiconductor lasers, and can be realized by reprocessing the semiconductor lasers 1+4.
第り図は、１つの半導体レーザに外部から入力光が注入
される場合の一般的な注入同期特性の概念図であり、横
軸が外部からの入力光の波長、縦軸が同期出力光パワー
を表している。入力光パワーがある程度以上大きい場合
には図に示すように同期特性が波長に対して非対称であ
ること、被注入レーザのバイアス電流により同期特性が
変化することはよく知られているところである。また、
バイアス電流をしきい値付近に設定した場合、同期特性
にヒステリシスが現れることは理論的には文献（フィジ
カルレビュー人、第２７巻第５号２り！３−２２ｊＪ頁
／り♂７年（Ｋｅｎｊｉ （］５ｕｋａ ａｎｄＨ
ｉｔｏｓｈｉ Ｋａｗａｇｕｃｈｉ ： ’ Ｐｅｒｉ
ｏｄ−ｄｏｕｂｌｉｎｇ ｂｉｆｕｒｃａｔｉｏｎｓ
１ｎｄｅｔｕｎｅｄ １ａｓｅｒｓ ｗｉｔｈ １
ｎｊｅｃｔｅｄ ｓｉｇｎａｌｓ ’＋ Ｐｈｙ
ｓｉｃａｌ 几ｅｖｉｅｗＡ、Ｖｏｌ−，２り＋ Ａ
ｊ、 ｐｐ−２タタ３−２７ｊ ４ 、 （ＮｔＡ
ｙｌり♂≠１）、）、で予測され、実験的には文献（弁
上。Figure 2 is a conceptual diagram of general injection locking characteristics when input light is injected into one semiconductor laser from the outside.The horizontal axis is the wavelength of the input light from the outside, and the vertical axis is the synchronized output optical power. represents. It is well known that when the input optical power is greater than a certain level, the synchronization characteristics are asymmetrical with respect to the wavelength, as shown in the figure, and that the synchronization characteristics change depending on the bias current of the injected laser. Also,
When the bias current is set near the threshold, hysteresis appears in the synchronization characteristics, which is theoretically explained in the literature (Physical Review Person, Vol. (]5uka andH
Itoshi Kawaguchi: ' Peri
odd-doubling bifurcations
1nd tuned 1asers with 1
njected signals '+ Phy
sical 几view A, Vol-, 2+ A
j, pp-2 Tata 3-27j 4, (NtA
It is predicted by ylri♂≠1), ), and experimentally reported in the literature (benjo.
河口、松岡、犬塚：Ｉ光注入同期におけるヒステリシス
の観測１、第３２回応用物理学関係連合講演会講演予稿
集、３／ｐ−ＺＢ−’？、ｐ、／４ｔグ、昭和１０年春
季）で確認されている。Kawaguchi, Matsuoka, Inuzuka: Observation of hysteresis in I-optical injection locking 1, Proceedings of the 32nd Applied Physics Association Conference, 3/p-ZB-'? , p, /4t, spring 1933).
まず、１つの半導体レーザの注入同期特性を利用し、元
インバータ動作を実現する方法について説明する。First, a method of realizing original inverter operation by utilizing the injection locking characteristics of one semiconductor laser will be described.
今、半導体レーザのバイアス電流をしきい値よりやや低
い値に設定しておくと、入力光の波長がある範囲にあれ
ば注入同期がかかシ、レーザ（以下半導体レーザを意味
する）は入力光と同じ波長で発掘する（２値論理の「ｌ
」）が、入力光の波長がこの範囲よシ外である場合には
同期がかからず発振しない（２値論理の「Ｏ」）。した
がって、入力光信号として強度（元パワー）が一定で波
長がλ値論理に対応して変化する場合ＣＦＳＫＣＦｒｅ
ｑｕｅｎｃｙ−５ｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ ］変調のよ
うなもの）を想定し、レーザに同期がかかり出力が「ｌ
」となるときの入力光信号の波長を論理「Ｏ」、同期が
はずれ出力が「Ｏ」となるときの入力光信号の波長を論
理ｒ／Ｊと定めれば、人、出力間で信号が反転するＮＯ
Ｔ論理（インバータ）と等価な動作を実現できる。Now, if the bias current of the semiconductor laser is set to a value slightly lower than the threshold value, injection locking will occur if the wavelength of the input light is within a certain range, and the laser (hereinafter referred to as semiconductor laser) will Excavation using the same wavelength as light (binary logic “l”)
), but if the wavelength of the input light is outside this range, synchronization is not achieved and oscillation does not occur (binary logic "O"). Therefore, if the intensity (original power) of the input optical signal is constant and the wavelength changes according to the λ value logic, CFSKCFr
[quency-5hift Keying ] modulation), the laser is synchronized and the output is
If we define the wavelength of the input optical signal when the output becomes "O" as the logic "O" and the wavelength of the input optical signal when the synchronization is lost and the output becomes "O" as the logic r/J, then the signal between the person and the output is Reverse NO
Operation equivalent to T logic (inverter) can be realized.
しかし、このままでは入力は尤の波長変化、出力は尤の
強度変化であり、多段に接続することができない。そこ
で、本発明による光論理デバイスでは、２つの半導体レ
ーザを縦続に結合させ、第１のレーザで入力光信号の２
値の強度変化を２値の波長変化に変換し、この出力を第
２のレーザに入射させ、第２のレーザで先に述べたイン
バータ動作を行うことで出力光信号を強度変化の形で取
り出すようにしている。これにより見掛は上、入出力が
λ値強度変調された光信号としている。However, in this state, the input is a change in wavelength and the output is a change in intensity, and it is not possible to connect them in multiple stages. Therefore, in the optical logic device according to the present invention, two semiconductor lasers are coupled in cascade, and the first laser is used to output two of the input optical signals.
The intensity change of the value is converted into a binary wavelength change, this output is input to the second laser, and the second laser performs the above-mentioned inverter operation to extract the output optical signal in the form of the intensity change. That's what I do. This gives the appearance of an optical signal whose input and output are λ value intensity modulated.
ここで第１のレーザの動作を説明する。第１のレーザの
バイアス電流はしきい値より大きな値に設定してあり、
外部入力光がない場合（２値論理の「０」）には自走波
長で発振し、外部入力光がある場合（，２値論理の「ｌ
」）には同期がががり入力光と同じ波長で発振する。し
たがって、入力光の「Ｏ」「ｌ」に対応した強度変化を
波長変化に変換することができる、
本元論理デバイスでは、第１．第２のレーザと ・して
、バイアス電流や温度の調整で発掘波長を一致させるこ
とができる程度に発掘波長特性の揃ったレーザを用いる
。そして、第１のレーザのバイアス電流をしきい値より
上に、第２のレーザのバイアス電流をしきい値よりやや
下に設定しておく。The operation of the first laser will now be explained. The bias current of the first laser is set to a value greater than the threshold;
When there is no external input light (binary logic "0"), it oscillates at a free-running wavelength, and when there is external input light (binary logic "l"), it oscillates at a free-running wavelength.
), the synchronization is broken and the light oscillates at the same wavelength as the input light. Therefore, in the original logic device, the intensity change corresponding to "O" and "l" of the input light can be converted into a wavelength change. As the second laser, a laser whose excavation wavelength characteristics are uniform to such an extent that the excavation wavelengths can be matched by adjusting the bias current and temperature is used. Then, the bias current of the first laser is set above the threshold value, and the bias current of the second laser is set slightly below the threshold value.
また、第１のレーザと第２のレーザのバイアスおよび温
度の微調整を行うことによシ、第２図に示すように第７
のレーザの同期可能な波長範囲（入力光に同期して発振
する波長範囲）を第２のレーザの同期可能な波長範囲よ
り長波長側へシフト（波長→犬）させる。さらに、外部
入力光の波長を第１のレーザの同期可能な波長範囲内の
長波長側の肩付近に設定すれば、外部入力光が入射し第
１のレーザに同期がかかっても、第１のレーザの出力光
に第２のレーザが同期しないような波長範囲が生まれ、
第２のレーザで上述の元インバータ動作を実現できる。In addition, by finely adjusting the bias and temperature of the first laser and the second laser, the seventh
The synchronizable wavelength range of the second laser (wavelength range that oscillates in synchronization with input light) is shifted to the longer wavelength side (wavelength → dog) than the synchronizable wavelength range of the second laser. Furthermore, if the wavelength of the external input light is set near the shoulder on the long wavelength side within the synchronizable wavelength range of the first laser, even if the external input light is incident and the first laser is synchronized, the first laser A wavelength range is created in which the second laser is not synchronized with the output light of the first laser.
The above-mentioned original inverter operation can be realized with the second laser.
以上述べたようにｉ／のレーザで強度変化から波長変化
への変換を、第２のレーザで波長変化に対する反転出力
動作を行い、全体として人、出力間で信号（強度変調）
が反転する元インバータ機能を実現している。As mentioned above, the i/ laser converts the intensity change into a wavelength change, and the second laser performs the inversion output operation for the wavelength change, and as a whole, the signal (intensity modulation) is transmitted between the person and the output.
It realizes the original inverter function of reversing.
〔第１の実施例〕
第７図は、本発明による光論理デバイスの第１の実施例
の構成を示す図である。また、第２図。[First Embodiment] FIG. 7 is a diagram showing the configuration of a first embodiment of an optical logic device according to the present invention. Also, Fig. 2.
第３図はそれぞれ本実施例の元インバータ動作と反転出
力形光ＲＳフリップ・７０ツブ動作を説明する図である
。FIG. 3 is a diagram illustrating the original inverter operation and the inverted output type optical RS flip/70 tube operation of this embodiment, respectively.
第１図において／、２は第１．第２の半導体し一ザ、３
はアイソレータ、弘はλ／２板、／ａｔ２ａは第１．第
２の半導体レーザの入力端面、／ｂ。In FIG. 1, /, 2 is the first. Second semiconductor layer, 3
is an isolator, Hiro is a λ/2 plate, /at2a is the first. Input end facet of the second semiconductor laser, /b.
コｂは第１．第２の半導体レーザの出力端面、ＩＣ１２
Ｃは第１．第２の半導体レーザのバイアス電流の入力端
子である。Kob is the first. Output end face of second semiconductor laser, IC12
C is the first. This is an input terminal for bias current of the second semiconductor laser.
第１図において光信号の流れを説明すると、入力光信号
は入力端面／ａから半導体レーザ／に入射し、レーザｌ
の出力光は出力端面／ｂから出射してアイソレータ３と
λ／２板μを通過し、入力端面２ａから半導体レーザコ
に入射し、レーザ２の出力光は出力端面２ｂから外部へ
出力する。ここで、アイソレータ３は、光信号の進行方
向を一方向に制限するものであり、レーザλの出力光が
レーザｌに入射し動作が不安定にならないようにしてい
る、また、レーザｌの出力光は直線偏光であり、アイソ
レータ３の出力光は入力光に対し偏光方向がグ！度回転
する。このため、アイソレータ３の出力側にλ／２板≠
を配置し、レーザ／の出力光とレーザ２の入力光が同じ
偏光方向になるように補償する。なお、一般にこのよう
な元論理デバイスを構成する上では、レーザｌとレーザ
コのそれぞれに、入力光を集光し、出力光をコリメート
するためのレンズ系が必要であるが、水元論理デバイス
の原理上本質的な要素ではないので、ここでは簡単のた
めレンズ系を省いて説明する。To explain the flow of an optical signal in FIG. 1, the input optical signal enters the semiconductor laser / from the input end face /a, and the laser l
The output light of the laser 2 is emitted from the output end face /b, passes through the isolator 3 and the λ/2 plate μ, and enters the semiconductor laser from the input end face 2a, and the output light of the laser 2 is output from the output end face 2b to the outside. Here, the isolator 3 restricts the traveling direction of the optical signal to one direction, and prevents the output light of the laser λ from entering the laser l and making the operation unstable. The light is linearly polarized, and the output light of isolator 3 has a polarization direction different from that of the input light! Rotate degrees. Therefore, on the output side of isolator 3, λ/2 plate≠
is arranged and compensated so that the output light of laser 2 and the input light of laser 2 have the same polarization direction. Generally, when configuring such a source logic device, a lens system is required for each of the laser I and the laser beam to condense the input light and collimate the output light. Since it is not an essential element in principle, the lens system will be omitted from the explanation here for the sake of simplicity.
まず、第１図と第２図により本発明による光論理デバイ
スの元インバータ動作を説明する。レーザ／のバイアス
電流は発振しきい値より大きな値に、またレーザ２のバ
イアス電流は発振しきい値よりやや小さな値に設定して
おく。さらに、レーザｌとレーザ２のバイアスおよび温
度の微調整を行うことにより、第２図（ａ）の注入同期
特性の模式図に示すようにレーザｌの同期可能な波長範
囲（入力光に同期して発掘する波長範囲）をレーザコの
同期可能な波長範囲より長波長側へシフト（波長→大）
させる。今、入力光がない場合、レーザ／は自走波長λ
Ｆ１で発掘する。レーザ２にはレーザ／の出力光が入射
し、その波長λ７、はレーザ２の同期波長範囲内にある
ため同期がかかり、レーザλはレーザ／と同じ波長λ２
、で発振する。First, the operation of the original inverter of the optical logic device according to the present invention will be explained with reference to FIGS. 1 and 2. The bias current of laser 2 is set to a value larger than the oscillation threshold, and the bias current of laser 2 is set to a value slightly smaller than the oscillation threshold. Furthermore, by finely adjusting the bias and temperature of lasers 1 and 2, the wavelength range in which laser 1 can be synchronized (synchronized with the input light), as shown in the schematic diagram of injection locking characteristics in Figure 2 (a) Shift the wavelength range to be excavated (wavelength range) to longer wavelength side than the wavelength range that can be synchronized with the laser beam (wavelength → larger)
let Now, if there is no input light, the laser / has a free running wavelength λ
Excavate with F1. The output light of the laser / enters the laser 2, and its wavelength λ7 is within the synchronization wavelength range of the laser 2, so it is synchronized, and the laser λ has the same wavelength λ2 as the laser /.
, oscillates.
すなわち外部からの入力光がない場合（ｌ値論理の「０
」）には、この光論理デバイスの出力光は０Ｎ（２値論
理の「ｌ」）となる。In other words, when there is no input light from the outside (“0” of l-value logic
), the output light of this optical logic device becomes 0N (binary logic "l").
次に、外部からの入力光が入射する場合で、入力光の波
長がレーザ／の同期可能な波長範囲内にあり、かつその
波長範囲内でも長波長側の端に近い波長λ工、であると
きの動作を考える。このとき、レーザ／は入力光に同期
し波長λ工、で発掘する。Next, when input light is input from the outside, the wavelength of the input light is within the wavelength range that can be synchronized with the laser, and the wavelength λ is close to the long wavelength end of the wavelength range. Think about the behavior at the time. At this time, the laser excavates at a wavelength of λ in synchronization with the input light.
しかし、λ工、はレーザ２の同期波長範囲の外にあるた
め、レーザ／の出力光にレーザλは同期がかからず発振
が停止する。すなわち、外部入力光がある場合（ｌ値論
理の「／」）には、この光論理デバイスの出力は０ＦＦ
（２値論理の「０」）となる・
このようにして第２図（ｂ）の真理値表に示すようなλ
値論理のＮＯＴ Ｋ相当する元インバータ動作が実現で
きる。さらに、複数の光信号のパワーをハーフミラ−な
どで足し合わせ入力光信号として水元論理デバイスに与
えれば、Ｎ ＡＮ ＤやＮＯＲに相当する動作も実現で
きる。However, since λ is outside the synchronization wavelength range of the laser 2, the laser λ is not synchronized with the output light of the laser and stops oscillating. That is, when there is external input light (“/” of l value logic), the output of this optical logic device is 0FF.
(“0” in binary logic) In this way, λ as shown in the truth table in Figure 2(b)
An original inverter operation corresponding to NOT K of value logic can be realized. Furthermore, if the powers of a plurality of optical signals are added together using a half mirror or the like and applied to the water source logic device as an input optical signal, an operation equivalent to NAND or NOR can be realized.
例えば、２人力光信号のパワーでレーザ／の同期発振の
閾値を越えるようにすればＮＡＮＤを実現でき、レーザ
／への入力光として波長λ工、近傍の２元を用いればＮ
ＯＲを実現できる。For example, NAND can be realized by making the power of the two-power optical signal exceed the threshold of synchronous oscillation of the laser, and by using the wavelength λ as the input light to the laser and the neighboring two elements, NAND can be realized.
OR can be realized.
次に、第１図と第３図により本発明による光論理デバイ
スの反転出力端子几Ｓフリップ・フロップ動作を説明す
る。なお、ここで言う「反転出力形″／ｌ、ＲＳフリッ
プ・フロップ」とは、通常の電子回路におけるＲＳフリ
ップ・フロップの非反転と反転の１つ出力端子のうち、
反転出力端子に着目した時の動作と等価な動作をする光
ＲＳクリップ・フロップという意味である。同様に、「
非反転出力形光ＲＳフリップ・フロップ」とは、非反転
出力端子に着目した時の動作と等価な動作をする元几Ｓ
クリップ・フロップという意味である。Next, the operation of the inverting output terminal S flip-flop of the optical logic device according to the present invention will be explained with reference to FIGS. 1 and 3. Note that the "inverting output type"/l, RS flip-flop referred to here refers to one of the non-inverting and inverting output terminals of the RS flip-flop in a normal electronic circuit.
This means an optical RS clip-flop that operates equivalent to the operation when focusing on the inverted output terminal. Similarly, '
A non-inverting output type optical RS flip-flop is an optical RS flip-flop with a non-inverting output terminal.
It means clip flop.
この場合のデバイスの構成は、元インバータ動作の場合
と全く同じで、第１図に示すとおりである。レーザｌの
バイアス電流は発振しきい値より大きな値に、またレー
ザ２のバイアス電流は発振しきい値よりやや小さな値に
設定しておく。The configuration of the device in this case is exactly the same as in the original inverter operation, as shown in FIG. The bias current of the laser 1 is set to a value larger than the oscillation threshold, and the bias current of the laser 2 is set to a value slightly smaller than the oscillation threshold.
反転出力端子几Ｓスリップ・フロップ動作においては、
第３図（ａ）に示すようにレーザ／の自走波長λ２．が
レーザ２の注入同期特性のヒステリシスの中央付近にな
るようにレーザ／、レーザ２の波長を選ぶ。レーザ／、
レーザｌの波長の調整は温度またはバイアス電流の調整
で行う。外部からの入力光信号としては、波長λ５（〉
λ２、）のセット光信号と波長λＲ（くλ２□）のリセ
ット・光信号を与える。今、リセット光信号λ、を入力
するとレーザ／はこれに同期し波長へで発振する。レー
ザ２もレーザ／の出力光に同期し八で発振する。続いて
、リセット光信号をＯＦＦにすると、レーザｌの発振波
長は自走波長λ２、に戻る。λ２、はレーザ２の同期特
性のヒステリシスの中央付近にあり、かつレーザ／の出
力光の波長の変化方向がλ□からλア、の方向であるた
め、レーザコも同期してλＦ１で発振を持続する。In the inverted output terminal S slip-flop operation,
As shown in FIG. 3(a), the free-running wavelength λ2. The wavelength of the laser 2 is selected so that the wavelength of the laser 2 is near the center of the hysteresis of the injection locking characteristic of the laser 2. laser/,
The wavelength of the laser I is adjusted by adjusting the temperature or bias current. The input optical signal from the outside has a wavelength of λ5 (>
A set optical signal of wavelength λ2, ) and a reset optical signal of wavelength λR (λ2□) are provided. Now, when a reset optical signal λ is input, the laser oscillates at the wavelength in synchronization with this. Laser 2 also oscillates at 8 in synchronization with the output light of laser 2. Subsequently, when the reset optical signal is turned off, the oscillation wavelength of the laser I returns to the free-running wavelength λ2. λ2 is near the center of the hysteresis of the synchronization characteristic of laser 2, and the direction of change in the wavelength of the output light of the laser is from λ□ to λa, so the laser also synchronizes and continues to oscillate at λF1. do.
次に、セント光信号λ５を入力すると、レーザｌは同期
しλ、で発振するが、λ、がレーザ２の同期可能な波長
範囲の外にあるため、レーザコは同期がはずれ発振は停
止する。続いて、セット光信号をＯＦＦにすると、レー
ザｌの発振波長は自走波長λ２、に戻る。λ２、はレー
ザλの同期特性のヒステリシスの中央付近にあり、かつ
レーザｌの出力光の波長の変化方向がλ、から λＦ１
の方向であるため、レーザコは同期がかからず発振停止
状態が持続する。Next, when the cent optical signal λ5 is input, the laser l is synchronized and oscillates at λ, but since λ is outside the synchronizable wavelength range of the laser 2, the laser l loses synchronization and stops oscillation. Subsequently, when the set optical signal is turned off, the oscillation wavelength of the laser I returns to the free-running wavelength λ2. λ2 is near the center of the hysteresis of the synchronization characteristic of the laser λ, and the direction of change in the wavelength of the output light of the laser I is from λ to λF1
Since the direction is , the laser beam is not synchronized and the oscillation stopped state continues.
第３図（ｂ）はこれらの動作を真理値表にまとめたもの
であり、本元論理デバイスが反転出力形元几Ｓフリップ
・フロップ動作をすることがわかる。FIG. 3(b) summarizes these operations in a truth table, and it can be seen that the original logic device operates as an inverted output type original S flip-flop.
また、λ５と への大小関係は任意に決定できるので、
λ、〈λ２、〈λ、 とすれば、非反転出力形［ＲＳＳ
フリラグ７０ツブとすることもできる。Also, since the magnitude relationship between λ5 and can be determined arbitrarily,
λ, <λ2, <λ, then non-inverting output type [RSS
It is also possible to set the free lugs to 70 mm.
〔第２の実施例〕
第り図は、本発明による光論理デバイスの第２の実施例
の構成を示す図である。また、第５図。[Second Embodiment] Figure 2 is a diagram showing the configuration of a second embodiment of the optical logic device according to the present invention. Also, FIG.
第を図はそれぞれ本実施例において注入同期特性本来の
ヒステリシスを利用した元インバータ動作と反転出力形
元几Ｓフリップ・７０ツブ動作を説明する図である。第
７図、第♂図はそれぞれ本実施例において可飽和吸収の
影響で生じた注入同期特性のヒステリシスを利用した元
バッフ了動作と非反転出力形元几Ｓフリップ・７０ツブ
動作を説明する図である。Figure 5 is a diagram illustrating an original inverter operation and an inverted output type original S flip/70 tube operation, respectively, which utilize the hysteresis inherent in injection locking characteristics in this embodiment. FIG. 7 and FIG. It is.
第≠図において、ｌは半導体レーザ、！はタンデム電極
構造の双安定半導体レーザ、３はアイソレータ、≠はλ
／２板、／ ａ＋ ／ ｂ＋ ／ ｃはそれぞれ第１の
半導体レーザの入力端面、出力端面、バイアス電流の入
力端子、Ｊ’ａ、 ｊｂはそれぞれ双安定半導体レーザ
の入力端面、出力端面、ｊｃ、ｊｄは双安定半導体レー
ザの第１．第２のバイアス電流入力端子である。In Figure ≠, l is a semiconductor laser, ! is a bistable semiconductor laser with tandem electrode structure, 3 is an isolator, ≠ is λ
/2 board, /a+/b+/c are the input end face, output end face, and bias current input terminal of the first semiconductor laser, respectively; J'a, jb are the input end face, output end face, jc, respectively of the bistable semiconductor laser; jd is the first .jd of the bistable semiconductor laser. This is a second bias current input terminal.
第μ図の光論理デバイスと第１図の光論理デバイスの構
造上の相違点は、第１図の第２の半導体レーザλを第≠
図ではタンデム電極構造の双安定半導体レーザ！に置き
換えた点である。タンデム電極構造の双安定半導体レー
ザは、双安定半導体レーザの一種であり、通常のレーザ
ダイオードの電極を２分割し、各々の電極に別々にバイ
アス電流を流すものである。すなわち、一方の電極下を
元の利得領域、他方の電極下を光の可飽和吸収領域とし
て働かせ、第ｉｏ図に示すように元の入出力特性に双安
定性（ヒステリシス）をもたせている、また、このよう
な双安定半導体レーザに外部から注入光を入射した場合
の注入同期特性には、第１／図に示すように通常の半導
体レーザの注入同期特性に存在する長波長側（右側）の
ヒステリシスに加え・可飽和吸収の影響で生じたヒステ
リシスが短波長側（左側）に存在する。したがって、右
側のヒステリシスを利用して第１の実施例と同様な元イ
ンバータ、反転出力形光几Ｓフリップ・フロップの動作
が実現できるばかりでなく、左側のヒステリシスを利用
して元バッファ、非反転出力形光ＲＳクリップ・７０ツ
ブの動作を実現することも可能である。さらに、第１の
実施例の特長は、双安定半導体レーザのバイアス電流ま
たは温度を変化させることにより、同期可能な波長範囲
を移動させ、右側または左側のヒステリシスを自由に選
択でき、元インバータと元バッファ動作め切り換えや反
転出力形元几５７１Ｊツブ・７０ツブと非反転出力形元
几Ｓクリップ・フロップ動作の −切り換えが容易に行
えることである。The structural difference between the optical logic device in FIG. μ and the optical logic device in FIG. 1 is that the second semiconductor laser λ in FIG.
The figure shows a bistable semiconductor laser with a tandem electrode structure! The point is that it has been replaced with . A bistable semiconductor laser with a tandem electrode structure is a type of bistable semiconductor laser, in which the electrode of a normal laser diode is divided into two, and a bias current is passed through each electrode separately. That is, the area under one electrode functions as the original gain region, and the area under the other electrode functions as a saturable light absorption area, giving bistability (hysteresis) to the original input/output characteristics as shown in Figure io. In addition, the injection locking characteristics when externally injected light enters such a bistable semiconductor laser include the long wavelength side (right side) that exists in the injection locking characteristics of a normal semiconductor laser, as shown in Figure 1. In addition to this hysteresis, there is hysteresis on the short wavelength side (left side) caused by the influence of saturable absorption. Therefore, not only can the operation of the original inverter, inverting output type optical S flip-flop similar to the first embodiment be realized by using the hysteresis on the right side, but also the operation of the original buffer, non-inverting output type S flip-flop can be realized by using the hysteresis on the left side. It is also possible to realize the operation of an output type optical RS clip/70 tube. Furthermore, the feature of the first embodiment is that by changing the bias current or temperature of the bistable semiconductor laser, the synchronizable wavelength range can be moved, and the right or left side hysteresis can be freely selected. It is possible to easily switch between the buffer operation and the inverted output type 571J/70 type and the non-inverted output type S clip/flop operation.
双安定半導体レーザの注入同期特性の右側のヒステリシ
スを利用した元インバータ、反転出力形元几Ｓクリップ
・７０ツブの動作原理は、第１の実施例と全く同様なの
で（第！図、第６図参照）説明を省略し、ここでは、左
側のヒステリシスを利用した元バッフ丁と非反転出力形
元几Ｓフリップ・フロップの動作についてのみ説明する
。The operating principle of the original inverter, inverted output type original S-clip 70 tube that utilizes the hysteresis on the right side of the injection locking characteristic of a bistable semiconductor laser is exactly the same as the first embodiment (Fig. !, Fig. 6). Reference) The explanation will be omitted, and only the operation of the original buffer circuit and the non-inverting output type original S flip-flop using the left-hand hysteresis will be explained here.
まず、第弘図と第７図により、本発明による光論理デバ
イスの注入同期特性の左側のヒステリシス（可飽和吸収
の影響で生じた）を利用した光バッフ了動作を説明する
。First, an explanation will be given of the optical buffer termination operation using the left-hand hysteresis (generated by the influence of saturable absorption) of the injection locking characteristic of the optical logic device according to the present invention, with reference to FIG. 7 and FIG.
レーザｌのバイアス電流は発振しきい値より大きな値に
、また双安定レーザ！のバイアス電流は発振しきい値よ
りやや小さな値に設定しておく。The bias current of the laser l is set to a value larger than the oscillation threshold, and the bistable laser! The bias current is set to a value slightly smaller than the oscillation threshold.
さらに、レーザｌと双安定レーザ！のバイアスおよび温
度の微調整を行うことにより、第７図（ａ）の注入同期
特性の模式図に示すようにレーザｌの同期用能な波長範
囲（入力光に同期して発振する波長範囲）を双安定レー
ザ！の同期可能な波長範囲より短波長側へシフト（波長
→小）させる。今、入力光がない場合、レーザ／は自走
波長λ２、で発振する。双安定レーザ！にはレーザｌの
出力光が入射するが、その波長λｙｌは双安定レーザｊ
の同期波長範囲の外にあるため同期がかからず、双安定
レーザ！は発振しない。すなわち、外部からの入力光が
ない場合（コ値論理の「Ｏ」）には、この光論理デバイ
スの出力光も０ＦＦＣ，２値論理の「０」）となる。Furthermore, laser l and bistable laser! By making fine adjustments to the bias and temperature, the wavelength range in which laser I can be synchronized (the wavelength range in which it oscillates in synchronization with the input light) can be changed, as shown in the schematic diagram of injection locking characteristics in Figure 7(a). A bistable laser! Shift to shorter wavelengths (wavelength → smaller) than the synchronizable wavelength range. Now, when there is no input light, the laser / oscillates at a free-running wavelength λ2. Bistable laser! The output light of laser l is incident on , and its wavelength λyl is equal to that of bistable laser j
Because it is outside the synchronization wavelength range, it cannot be synchronized, making it a bistable laser! does not oscillate. That is, when there is no input light from the outside (“O” in the value logic), the output light of this optical logic device also becomes 0FFC (“0” in the binary logic).
次に、外部からの入力光が入射する場合で、入力光の波
長がレーザ／の同期可能な波長範囲内にあり・かつその
波長範囲内でも長波長側の端に近い波長λ工、であると
きの動作を考える。このとき、レーザｌは入力光に同期
し波長λ工、で発振する。Next, when input light is input from the outside, the wavelength of the input light is within the wavelength range that can be synchronized with the laser, and the wavelength λ is close to the long wavelength end within that wavelength range. Think about the behavior at the time. At this time, the laser l oscillates at a wavelength λ in synchronization with the input light.
双安定レーザ！にはレーザｌの出力光が入射し、その波
長λｆＮは双安定レーザ！の同期波長範囲内にあるため
同期がかかり、双安定レーザ！はレーザ／と同じ波長λ
□、で発振する。すなわち、外部入力光がある場合（２
値論理のｒ／Ｊ ）Ｋは、この光論理デバイスの出力は
０Ｎ（２値論理の「／」）となる。Bistable laser! The output light of laser l is incident on , and its wavelength λfN is a bistable laser! Since it is within the synchronization wavelength range of , it is synchronized and becomes a bistable laser! is the same wavelength λ as the laser /
□, oscillates. In other words, when there is external input light (2
For the value logic r/J)K, the output of this optical logic device is 0N (binary logic "/").
この場合の光論理デバイスの動作の真理値表は第７図（
ｂ）のようになる。また、一般にレーザがしきい値近傍
にバイアスしてあり、かつ入力光パワーがあまり大きく
ない場合には、そのレーザは同期状態で利得を有してい
る。したがって、本実施例の光論理デバイスは、人、出
力間の論理は不変で光信号の振幅を増幅する光バツフア
として動作させることができる。さらに、複数の光信号
のパワーをハーフミラ−などで足し合わせ入力光信号と
して水元論理デバイスに与えれば、ＡＮＤやＯＲに相当
する動作も実現できるー
例えば、２入力光信号のパワーでレーザｌの同期発振の
閾値を越えるようにすればＡＮＤを実現でき、レーザｌ
への入力光として波長λ工、近傍の２光を用いればＯＲ
を実現できる。The truth table for the operation of the optical logic device in this case is shown in Figure 7 (
b) Further, in general, when a laser is biased near the threshold value and the input optical power is not very large, the laser has a gain in a synchronous state. Therefore, the optical logic device of this embodiment can be operated as an optical buffer that amplifies the amplitude of an optical signal without changing the logic between the input and the output. Furthermore, if the powers of multiple optical signals are added together using a half mirror or the like and fed to the water source logic device as an input optical signal, operations equivalent to AND or OR can be realized. If the threshold of synchronous oscillation is exceeded, AND can be realized, and the laser l
If you use wavelength λ as input light and two nearby lights, OR
can be realized.
次に、第≠図と第ｒ図により本発明による光論理デバイ
スの注入同期特性の左側のヒステリシスを利用した（可
飽和吸収の影響で生じた）非反転出力形光ＲＳフリップ
・フロップ動作を説明する。Next, the operation of a non-inverting output type optical RS flip-flop using the left-hand hysteresis of the injection locking characteristic of the optical logic device according to the present invention (occurred due to the influence of saturable absorption) will be explained using Figures ≠ and R. do.
この場合のデバイスの構成は・光バツフア動作の場合と
全く同じで、第≠図に示すとおりである。The configuration of the device in this case is exactly the same as in the case of optical buffer operation, and is as shown in FIG.
レーザ／のバイアス電流は発振しきい値よシ大きな値に
、また双安定レーザタのバイアス電流は発振しきい値よ
りやや小さな値に設定しておく。The bias current of the laser is set to a value larger than the oscillation threshold, and the bias current of the bistable laser is set to a value slightly smaller than the oscillation threshold.
フリップ・フロップ動作においては、第ｒ図（ａ）に示
すようにレーザ／の自走波長λ、１が双安定レーザｊの
可飽和吸収の影響で生じた左側のヒステリシスの中央付
近になるようにレーザｌ、双安定レーザよの波長を選ぶ
。レーザ１１双安定レーザタの波長の調整は温度または
バイアス電流の調整で行う。外部からの入力光信号とし
ては、波長λ。In flip-flop operation, as shown in Fig. Select the wavelength of laser L and bistable laser. The wavelength of the bistable laser 11 is adjusted by adjusting the temperature or bias current. The input optical signal from the outside has a wavelength λ.
（〉λＦ１）のセット光信号と波長λＲ（くλ２□）の
リセット光信号を与える。今、セット光信号λ５を入力
する・とレーザ／はこれに同期し波長λ、で発振する。A set optical signal of (>λF1) and a reset optical signal of wavelength λR (×λ2□) are provided. Now, when a set optical signal λ5 is inputted, the laser oscillates at a wavelength λ in synchronization with this.
双安定レーザタもレーザ／の出力光に同期しλ、で発振
する。続いて、セント光信号をＯＦＦにすると、レーザ
／の発振波長は自走波長λ２、に戻る。λ７１は双安定
レーザ！の同期特性の左側のヒステリシスの中央付近に
あり、かつレーザｌの出力光の波長の変化方向がλ、か
ら λＦ１の方向であるため、双安定レーザ！も同期し
てλ２、で発振を持続する。The bistable laser also oscillates at λ in synchronization with the output light of the laser. Subsequently, when the cent optical signal is turned off, the oscillation wavelength of the laser returns to the free-running wavelength λ2. λ71 is a bistable laser! It is near the center of the hysteresis on the left side of the synchronization characteristic, and the direction of change in the wavelength of the output light of laser l is from λ to λF1, so it is a bistable laser! also continues to oscillate at λ2 in synchronization.
次に、リセット光信号λ、を入力すると、レーザｌは同
期し八で発振するが、λ□が双安定レーザ！の同期可能
な波長範囲の外にあるため、双安定レーザ！は同期がは
ずれ発振は停止する。続いて、リセット光信号をＯＦＦ
にすると、レーザ／の発振波長は自走波長λ、１に戻る
。λ２．は双安定レーザよの同期特性の左側のヒステリ
シスの中央付近にあり、かつレーザｌの出力光の波長の
変化方向がλ、から λ、１の方向であるため、双安定
レーザ！は同期がかからず発振停止状態が持続する。Next, when a reset optical signal λ is input, the laser l synchronizes and oscillates at 8, but λ□ is a bistable laser! Because it is outside the synchronizable wavelength range of a bistable laser! is out of synchronization and oscillation stops. Then, turn off the reset optical signal
, the oscillation wavelength of the laser returns to the free-running wavelength λ, 1. λ2. is near the center of the hysteresis on the left side of the synchronization characteristic of a bistable laser, and the direction of change in the wavelength of the output light of the laser l is from λ, to λ,1, so the bistable laser! is not synchronized and the oscillation stopped state persists.
第ｒ図（ｂ）はこれらの動作を真理値表Ｋまとめたもの
であυ、水元論理デバイスが非反転出力形光几Ｓフリッ
グ・プロップ動作をすることがわかる。FIG. r(b) summarizes these operations in a truth table υ, and it can be seen that the water source logic device performs a non-inverting output type optical device S flip-prop operation.
また、λ、とへの大小関係は任意に決定できるので、λ
５くλ２、〈λ□ とすれば、反転出力形光几Ｓフリッ
プ・フロップとすることもできる６なお、上記の説明に
おいて便宜上、「右側のヒステリシスを利用した元バッ
フ了」や「左側のヒステリシスを利用した元インバータ
」という表現を用いているが、元バッファや元インバー
タ動作では、ヒステリシス自体は必ずしも必要でなく、
第１Ｉ図の同期特性の「左右どちらの端を利用するか」
ということを示しているにすぎない。Also, since the magnitude relationship between λ and λ can be determined arbitrarily, λ
5 If λ2, <λ□, it can also be made into an inverted output type optical S flip-flop.6 In the above explanation, for convenience, we will refer to ``an original buffer using right-side hysteresis'' and ``left-side hysteresis''. However, in the operation of the original buffer or original inverter, hysteresis itself is not necessarily necessary.
“Which end should be used, left or right?” of the synchronization characteristics in Figure 1I
It just shows that.
なお、レーザｌに外部から元入力を加える代りに、注入
電流を変化させることによっても、出力の波長を変化で
きる。Note that the output wavelength can also be changed by changing the injection current instead of adding an external source input to the laser l.
以上説明したように、本発明によれば、２つの半導体レ
ーザ（または１つの半導体レーザと１つの双安定半導体
レーザ）を組み合わせ、それらの注入同期特性を利用し
て光論理動作を行うので、従来実現のむずかしかった半
導体レーザプロセスに適した元インバータやインバータ
機能付光論理デバイス（ＮＡＮＤ、 Ｎｏ几２反転出力
形元几Ｓフリップ・フロップ等）を容易に実現できる。As explained above, according to the present invention, two semiconductor lasers (or one semiconductor laser and one bistable semiconductor laser) are combined and optical logic operation is performed using their injection locking characteristics. It is now possible to easily realize original inverters and optical logic devices with inverter functions (NAND, No. 2 inverted output type original S flip-flops, etc.) suitable for semiconductor laser processes, which have been difficult to realize.
特に、双安定半導体レーザを用いる場合には、元インバ
ータやインバータ機能付光論理デバイスとしてだけでな
く、元バッフ了やインバータ機能のない光論理デバイス
（ＡＮＤ、 ＯＲ＋非反転出力形光ＲＳフリップ・フロ
ップ等）が実現できる。さらに、この場合は、バイアス
電流または温度の切シ換えにより反転出力形と非反転出
力形の動作の切シ換えを行うことも可能である。In particular, when using a bistable semiconductor laser, it can be used not only as an inverter or an optical logic device with an inverter function, but also as an optical logic device without an inverter function (AND, OR + non-inverting output type optical RS flip-flop). etc.) can be realized. Furthermore, in this case, it is also possible to switch between the inverting output type and non-inverting output type operation by switching the bias current or temperature.
第１図は本発明の第１の実施例の構成図、第２図は第１
の実施例の元インバータ動作を示す説明図（（ａ）は注
入同期特性、（ｂ）は動作真理値表）、第３図は第１の
実施例の反転出力形光ＲＳフリップ・フロップ動作を示
す説明図（（ａ）は注入同期特性、（ｂ）は動作真理値
表）、第μ図は本発明の第２の実施例の構成図、第５図
は第２の実施例において注入同期特性の右側のヒステリ
シスを利用した元インバータ動作を示す説明図（（ａ）
は注入特性、（ｂ）は動作真理値表）、第３図は第２の
実施例において注入同期特性の右側のヒステリシスを利
用した反転出力形元几Ｓクリップ・フロップ動作を示す
説明図（（ａ）は注入同期特性、（ｂ）は動作真理値表
）、第７図は第２の実施例において注入同期特性の左側
のヒステリシスを利用した元バッファ動作を示す説明図
（（ａ）は注入同期特性、（ｂ）は動作真理値表）、第
ざ図は第２の実施例におい°て注入同期特性の左側のヒ
ステリシスを利用した非反転出力形光ＲＳフリップ・フ
ロップ動作を示す説明図（（ａ）は注入同期特性、（ｂ
）は動作真理値表）、第り図は一般的な半導体レーザの
注入同期特性の概念の説明図、第ｉｏ図は双安定半導体
レーザの光入出力特性を示す図、第１１図は双安定半導
体レーザの注入同期特性の概念の説明図である。
／、２・・・第１．第２の半導体レーザ、３・・・アイ
／レータ、グ・・・λ／２板、！・・・タンデム電極構
造の双安定半導体レーザ、／ａ、 λａ・・・第１．
第２の半導体レーザの入力端面、／ｂ、２ｂ・・・第１
゜第２の半導体レーザの出力端面、／ ｃ ） ｊ ｃ
・・・第１、第２の半導体レーザのバイアス電流の入力
端子、！ａ・・・タンデム電極構造の双安定半導体レー
ザの入力端面、！ｂ・・・タンデム電極構造の双安定半
導体レーザの出力端面、ｊｃ、ｊｄはタンデム電極構造
の双安定半導体レーザのバイアス電流の第１．第２の入
力端子、Ｐ工、・・・入力光信号パワー、ｐ ｏａ’ｒ
・・・ 出力光信号パワー、λ□５・・・入力光信号波
長、λ。。、・・・出力光信号波長、λ５・・・セット
光信号波長、八・・・リセット光信号波長、λ２、・・
・半導体レーザｌの自走波長。FIG. 1 is a configuration diagram of the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration diagram of the first embodiment of the present invention.
An explanatory diagram showing the original inverter operation of the first embodiment ((a) shows the injection locking characteristic, (b) shows the operation truth table), and FIG. 3 shows the operation of the inverted output type optical RS flip-flop of the first embodiment. ((a) is the injection locking characteristic, (b) is the operation truth table), FIG. μ is the configuration diagram of the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is the injection locking characteristic in the second embodiment. Explanatory diagram showing the original inverter operation using the hysteresis on the right side of the characteristic ((a)
(b) is an injection characteristic, (b) is an operation truth table), and FIG. (a) is an injection-locked characteristic, (b) is an operation truth table), and FIG. (b) is an operation truth table), and Figure (b) is an explanatory diagram showing the operation of a non-inverting output type optical RS flip-flop that utilizes the hysteresis on the left side of the injection locking characteristic in the second embodiment ( (a) is the injection locking characteristic, (b)
) is an operation truth table), Figure 1 is an explanatory diagram of the concept of injection locking characteristics of a general semiconductor laser, Figure io is a diagram showing the optical input/output characteristics of a bistable semiconductor laser, and Figure 11 is a diagram of the bistable semiconductor laser. FIG. 2 is an explanatory diagram of the concept of injection locking characteristics of a semiconductor laser. /, 2... 1st. Second semiconductor laser, 3...Eye/Later, G...λ/2 plate,! ...Bistable semiconductor laser with tandem electrode structure, /a, λa...1st.
Input end face of second semiconductor laser, /b, 2b...first
゜Output end face of second semiconductor laser, / c ) j c
...Bias current input terminal for the first and second semiconductor lasers,! a... Input end face of bistable semiconductor laser with tandem electrode structure,! b... Output end face of the bistable semiconductor laser with tandem electrode structure, jc and jd are the first . Second input terminal, P... input optical signal power, p oa'r
... Output optical signal power, λ□5... Input optical signal wavelength, λ. . ,... Output optical signal wavelength, λ5... Set optical signal wavelength, 8... Reset optical signal wavelength, λ2,...
・Free-running wavelength of semiconductor laser l.
Claims (3)
論理デバイスにおいて、強度の異る入力光信号を波長の
異る出力光信号に変換する第１の半導体レーザと、上記
第１の半導体レーザの出力光信号を入力光信号に用い、
波長の異る入力光信号を強度の異る出力光信号に変換す
る第２の半導体レーザとを備えることを特徴とする光論
理デバイス。(1) In an optical logic device that performs logical operations by making the intensity of light correspond to binary logic, a first semiconductor laser that converts input optical signals of different intensities into output optical signals of different wavelengths; The output optical signal of the semiconductor laser is used as the input optical signal,
and a second semiconductor laser that converts input optical signals with different wavelengths into output optical signals with different intensities.
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光論
理デバイス。(2) The optical logic device according to claim 1, wherein the second semiconductor laser is a bistable semiconductor laser.
、上記強度の異る出力光信号が２値の光信号であり、上
記波長の異る入力光信号が２値の光信号であり、上記波
長の異る出力光信号が２値の光信号であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の光論理デバイス。(3) The input optical signals with different intensities are binary optical signals, the output optical signals with different intensities are binary optical signals, and the input optical signals with different wavelengths are binary optical signals. 2. The optical logic device according to claim 1, wherein the output optical signals having different wavelengths are binary optical signals.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19101486A JPH0687108B2 (en) | 1986-08-14 | 1986-08-14 | Optical logic device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19101486A JPH0687108B2 (en) | 1986-08-14 | 1986-08-14 | Optical logic device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6347741A true JPS6347741A (en) | 1988-02-29 |
| JPH0687108B2 JPH0687108B2 (en) | 1994-11-02 |
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ID=16267442
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|---|---|---|---|
| JP19101486A Expired - Fee Related JPH0687108B2 (en) | 1986-08-14 | 1986-08-14 | Optical logic device |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0687108B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0575036A2 (en) * | 1992-06-15 | 1993-12-22 | Research Development Corporation Of Japan | Optical device |
-
1986
- 1986-08-14 JP JP19101486A patent/JPH0687108B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0575036A2 (en) * | 1992-06-15 | 1993-12-22 | Research Development Corporation Of Japan | Optical device |
| EP0575036A3 (en) * | 1992-06-15 | 1995-01-04 | Japan Res Dev Corp | Optical device. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0687108B2 (en) | 1994-11-02 |
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