JPS6347741A - 光論理デバイス - 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。

〔従来の技術〕

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。

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。

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。

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。

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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

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。

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。

〔問題を解決するための手段〕

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。

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。

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。

〔作　用〕

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔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。

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。

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。

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。

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
。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（〉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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔発明の効果〕

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光の強度を２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。
2. （２）上記第２の半導体レーザが双安定半導体レーザで
   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. （３）上記強度の異る入力光信号が２値の光信号であり
   、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。