JPH02173624A - 光ｎｏｔ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ＮＯＴ素子、特に、全光学式の動作が可能
な光ＮＯＴ素子に関する。

〔従来の技術〕

近年の超高速千青報処理技術は、微細加工技術の進歩の
もとに、半導体、超伝導エレクトロニクスなどにより、
著しい進歩をとげている。一方、レーザを中心とした光
エレクトロニクスにおいても、６フ工ムト秒という、光
としては極限に近い極短光パルスの発生も行われており
、前記の半導体。

超伝導エレクトロニクスより遥かに高速で大容量の情報
処理が期待されている。

特に、光の特性を生かして、現在の電子計算機より遥か
に高速で且つ完全な並列演算が可能な光コンピュータの
開発に対して多くの注目を曵めている。

その基本となる光論理素子は、論理演算、情報記憶が高
速に動作することが重要であり、また、２次元あるいは
３次元の並列処理のり油性、さらに、集積化の可能性等
の条件が求められ、これらの条件に対し、高い効率で非
線形応答を示す光学結晶の開発も多く行われており、こ
れらを利用した半導体論理素子が提案されている。

今後も、これらの新しい技術の提案は、より活発に行わ
れ、光情報処理技術が実用化されてぃくことか予想され
る。

〔従来の技術〕

１足来の光ＮＯＴ素子としては、例えば文献「Ｏｐ　Ｉ
　ｕ　ｓＥ、　１９８８年、１月号、７５〜７７頁ｊに
示されているような、誘電体光導波路を利用した、分岐
干渉型光ＮＯＴ素子が考えられている。

第４図は、従来の光ＮＯＴ素子の一例を示すブロック図
である。第４［図に示される光論理素子は、ａ、ｂ２つ
の電極と、分岐、再結合された光導波路Ｃとから構成さ
れる。図に示される先導波路の出力光ｅの強度、Ｐｎは
式、Ｐｒ＋＝Ｐ＋（１＋ＣＣ０３Ｃ２Ｖ）／２にて表わ
される。この式にてＣ＋　、Ｃ２は定数であり、Ｐ、は
入力光ｄの強度である。■は、２つの電ｊ１４ａ、ｂの
間に印加される電圧であり、前出の式において、ｐｏ＝
ｏとなる様な電圧を電ｆｉａ、ｂ間に印加することによ
り、入力光ｄをしゃ断し、光ＮＯＴ素子としての動作を
実現している。

〔発明が解決しようとする課題〕

Ｅ述した従来の光ＮＯＴ素子では、動作を行うのに、電
気信号を使用している為、動作速度が、電気信号の伝達
の速度で限定されてしまい、光信号本来の特徴である高
速性が生かさせないという欠点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光ＮＯＴ素子は、全反射ミラーと、反射率が１
よりも小さい出力結合ミラーとより構成される光共振器
と、この光共振器内に置かれなレーザ媒質と、前記光共
振器内の光軸上に置かれた光シュタルク効果素子と、゛
前記レーザ媒質にレーザ発振を起こさせる為にエネルギ
ーを供給するポンピング部とを含んで構成される。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

第１図に示す光ＮＯＴ素子は、反射率か１．０の全反射
ミラーＭ１と、反射率が１．０よりも小さい出力結合用
ミラーＭ２とより構成される光共振器と、この光共振器
内に置かれたレーザ媒質１と、光共振器内の光軸上に置
かれ、第２図に示される入／出光特性を示す光シュタル
ク効果素子（以下、○ＳＥＤという）２と、レーザ媒質
３にレーザ発振を起こさせる為のエイ・ルギーを供給す
るポンピング部３とを含んで構成される。

次に、本発明の構成要素である０３ＥＤの動作について
、第２図、第３図を用いて説明を行う。

第２図は、この０３ＥＤの入出力特性であり、第３図は
、この特性の説明の為の構成図である。

第２図における縦軸は、０３ＥＤの第３図におけろ入力
光６の光透過率であり、横軸は第３図における制御光８
の強度をあられす。第２図では、次のことを表わしてい
る。

すなわち、入力光６の強度が第２図で示されるＩｔｈよ
り小さい場合は、０３ＥＤは、入力光６を全て出力光７
として透過し、入力光６の強度が、第２図で示されるＩ
Ｌｈより大きい場合は、０３ＥＤは入力光６を全て吸収
され、出力光７は０となる。

次に、動作の状態について説明する。第１図において、
光共振器の出力結合のミラーＭ２から出力信号光５が出
力されている状態を論理１の状態とし、逆に、出力信号
光５が出力されていない状態を論理Ｏの状態とする。又
、第３図における入力光６は、第１図におけるレーザ光
９になり、第３図における制御光８は第１図における入
力信号光４に当るものとする。

第１図において、ポンピング部３は、レーザ媒質１がレ
ーザ発振を持続するのに十分なエネルギーを供給してい
る状態にあるとする。このとき、レーザ媒質１から発生
されるレーザ光９は、ミラーＭｌにより、レーザ媒質１
に正・帰還され、０８ＥＤ２に対する入力光となる。

今、第１図における入力信号光４の強度が０の場合、０
３ＥＤ２は第２図に示す特性図にて、透過率１の状態と
なり、０３ＥＤ２に入力されるレーザ光９は全て透過さ
れ、出力結合ミラーＭ２にて、一部反射され、レーザ媒
質の正帰還されると共に、残りの一部は、出力信号光５
として出される。すなわち、この光ＮＯＴ素子は、論理
１の状態にあることになる。

次に、第１図における入力信号光４の強度が第２図にお
ける■。より大きい場合、○５ＥＤ２は第２図に示す特
性図にて透過率Ｏの状態となり、０８ＥＤ２に入力され
るレーザ光９は全て吸収される。この結果、出力結合ミ
ラーＭ２による正帰還はかからず、従って、出力信号光
５も観測されない。すなわち、この光ＮＯＴ素子は論理
Ｏの状態にあることになる。

これらの動作により、入力信号光のある場合（入力、論
理１の場合）には出力信号光は論理０となり、入力信号
光のない場合（入力、論理０の場合）には、出力信号光
は論理１となり、光ＮＯＴ素子としての動作が実現され
る。

〔発明の効果〕

本発明の光ＮＯＴ素子は、レーザ共振器内部に０ＳＥＤ
を設置し、これの光シュタルク効果という高速なスイッ
チングを利用することにより光Ｎ○Ｔ素子を実現してい
る為、光ＮＯＴ素子の高速な動作を実現できると言う効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図に示す光シュタルク効果素子の入出力特性図、第
３図は第２図における入出力特性の説明図、第４図は従
来の一例を示すブロック図である。 １・・・レーザ媒質、２・・・光シュタルク効果素子、
３・・・ポンピング部、４・・・入力信号光、５・・・
出力信号光。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 全反射ミラーと、反射率が１よりも小さい出力結合ミラ
   ーとより構成される光共振器と、この光共振器内に置か
   れたレーザ媒質と、前記光共振器内の光軸上に置かれた
   光シュタルク効果素子と、前記レーザ媒質にレーザ発振
   を起こさせる為にエネルギーを供給するポンピング部と
   を含むことを特徴とする光ＮＯＴ素子。