JPH03213833A - 集積型光論理素子の素子特性予測方法 - 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、集積型光論理素子の素子特性予測方法に関す
る。

「従来の技術］ 光情報処理や光コンピユーテイングの分野に必要な光入
力−光出力の論理素子として、ファブリ・ベロー共振器
を用いたものや、５ＥＥＤ、ＢＩＬＥＤ等が知られてい
るが、これらはいずれも集積化が難しいという難点があ
る。

近時、受光素子と発光素子とを組合せて、発光素子から
受光素子へ正の光帰還を持たせ、入力光強度と出力光強
度の間にヒステリシス特性を示し、光スィッチ、光双安
定、光微分利得等の論理動作を行う集積型光論理素子と
して光増幅機能素子が提案された（Ａ、５ａｓａｋｉ　
ｅｔ　ａｌ、ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
　Ｄｅｖｉｃｅｓ、３５　（１９８８）７８０）。

第５図にその１例を断面図として示す。図中、符号５１
はＡｕＺｎ／Ａｕの電極膜、符号５２は（１００）Ｐ−
ＩｎＰ基板、符号５３はＮ−ＩｎＰブロック層、符号５
４はＰ−ＩｎＰクラッド層、符号５５はＮ−ＩｎＧａＡ
ｓＰアクティブ層、符号５６はＮ−ＩｎＰクラッド層、
符号５７はＮ−ＩｎＧａＡｓＰ吸収層、符号５８はＮ−
ＩｎＰバッファ層、符号５９はＮ−ＩｎＰコレクター層
、符号６０はＰ−ＩｎＧａＡｓＰベース層、符号６１は
Ｎ−ＩｎＰエミッター層、符号６２はＡｕＧｅＮｉ／Ａ
ｕ電極層を示している。このような光増幅機能素子は、
受光素子と発光素子のみを有する簡単な構造であるから
モノリシックな集積化が容易であり、アレイ化も可能で
ある。しかも、電圧や負荷抵抗を変えることにより、単
一の素子であるにも拘らず複数の機能に切り換えること
ができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記光増幅機能素子の素子特性の予測即ち素子
の各機能の特性の予測に関しては、これまで図式解決が
試みられているに過ぎず、特定のパラメーターの組に対
しては動作特性が求められるものの、素子パラメーター
が変わったときの素子特性は定性的にしか予測できず、
また所望の素子特性を実現するためのパラメーター値を
予測することができなかった。

このため光増幅機能素子の上記の如き優れた性質にも拘
らず、その設計が極めて面倒であった。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、
その目的とする所は、光増幅機能素子を用いる集積型光
論理素子の素子特性予測方法の提供にある。

［課題を解決するための手段］ 以下、本発明を説明する。

本発明は「発光素子と受光素子とを負荷抵抗とともに電
気的に直列に集積化して、発光素子から受光素子へ正の
光帰還を持たせた集積型光論理素子の素子特性を予測す
る方法」であって、以下の如く特徴づけられる。

集積型光論理素子のバイアス電圧をｖ１動作電流を工、
負荷抵抗をＲＬｑ受光素子の抵抗をＲＰ　Ｄ　ｓ集積型
光論理素子に対する入・出力光強度をそれぞれＰ３．、
、Ｐ。。い受光素子への入力光強度をＰＰ０％発光素子
からの出力光強度をＰＬＥ％発光素子から受光素子への
正の光帰還率をβ、発光素子の電流−出力光強度特性を
ＰＬＥ＝Ｌ（Ｉ）、　（ｄＬ／ｄＩ≧０）、受光素子の
入力光強度−抵抗特性をＲｐｎ＝Ｈ（Ｐｒｏ）−（ｄＨ
／ｄＰｐｎ≦Ｏ）とするとき、これらの間に以下の５方
程式を与える。

Ｖ＝Ｉ（Ｒ，、”ＲＰＤ）　　　　　　　　　　　（１
）Ｐ、Ｄ＝Ｐ、。＋βＰＬＥ　　　　　　　　　　（２
）Ｐｏ。、＝（ｌ−β）ＰＬＥ　　　　　　　　　　（
３）ＰＬ、＝Ｌ（Ｉ）　　　　　　　　　　　　　（４
）Ｒｐｏ＝Ｈ（Ｐｒｏ）　　　　　　　　　　　　（ｓ
）これら方程式（１）〜（５）においてＬ（Ｉ）、　Ｈ
（ｐｐｍ）の関数形を与え、方程式（１）〜（５）を与
え、上記Ｖ。

ＲＬ、βをパラメーターとするＰｌ、、とｐ、ｕ、の関
係Ｐｉ−”ｇ（Ｐｏｕｔ；Ｖ、ＲＬ、β）を得る。そし
て、この関係に基づき素子特性を予測する。

［作　　用］ 第１図は、本発明の対象となる集積型光論理素子の等価
回路を示している。図に於いて、符号１は発光素子、符
号２は受光素子、符号３は負荷抵抗、符号４は定電圧電
源を示している。図の如く、負荷抵抗３の抵抗値をＲＬ
、電源４によるバイアス電圧をｖ１動作電流を工とする
。またＰ、。、Ｐ。。、はそれぞれ集積型光論理素子に
対する入・出力光強度を示し、ｐｐｏ、　ＰＬＥはそれ
ぞれ受・発光素子に対する入・出力光強度を示している
。さらにβは発光素子１から受光素子２への正の光帰還
率を表している。

受光素子２に於ける入力光強度に対する抵抗特性をＲＰ
Ｄとすると、上の方程式（１）は、この等価回路に於け
るキルヒホッフの法則の表現である。

方程式（２）は、受光素子２に入力光強度Ｐ、。と発光
素子１の光出力の一部が光帰還率β（０≦β≦１）で入
射していることを表している。

方程式（３）は、発光素子１からの全出力ＰＬＥから受
光素子２へ光帰還されるβＰＬＥを差し引かれたものが
、集積型光論理素子からの光出力となることを表してい
る。

方程式（４）は、発光素子１の全出力ＰＬＥが動作電流
■の関数であることを示している。このことは、発光素
子１が「電流を光へと変換する変換素子」と見做されて
いることを意味する。

方程式（５）は、受光素子２の抵抗Ｒｒ’Ｄが、入力光
強度ＰＰＤの関数であることを表している。このことは
受光素子２が「入力光強度に応じて変化する抵抗」と見
做されていることに他ならない。

方程式（４）、　（５）に於ける関数Ｌ（Ｉ）、　Ｈ（
Ｐｒｏ）を与えると、方程式（１）〜（５）をＰ、。と
Ｐ。。、に対する連立方程式として解く事ができ、Ｐ、
ｎとＰ　ｏ　ｕ　Ｌの間の関係を、Ｖ、　Ｒ，、βをパ
ラメーターとしてＰ、。・ｇ（Ｐ。。ｔ：Ｖ＋ＲＬ＋β
）（６）と表すことができる。

パラメーターＶ、ＲＬ、　　βを与えればｐ、、、とＰ
　ｏ　ｕ　Ｌの間の関係が定まる。

Ｐ　ｊ　ｎとＰ。、、の間の関係は、大別して第２図（
Ｉ）乃至（ＩＶ）に示す如きものとなる。同図（Ｉ）の
素子特性は微分利得機能であり、同図（ＩＩ）の機能は
リミッタ−機能、（ＩＩＩ）の機能は光双安定機能、（
ＩＶ）の機能は光スイツチ機能である。パラメーターＶ
ＩＲＬＩβの選択により、集積型光論理素子の機能とし
てこれらの機能の何れか１つを選択できる。

方程式（６）が与えられた段階で、上記機能のうちの所
望の機能を選択するには以下の手順で進めば良い。

即ち、微分利得機能に対しては、関数ｇに対して条件 ｇ’（Ｐｐ。、）〉０　　且つ　ｇ（Ｐｐ。、）＞ｏ　
　（７）を加重する。

光双安定機能に対しては、開数ｇに対して条件ｇ’　（
Ｐ、。、）〈Ｏ且つ　ｇ（Ｐ、、、、）＞０且つ　ｇ（
Ｐ７．。）　＞Ｏ（８） を加重する。

光スイツチ機能に対しては、関数ｇに対して条件 ｇ’　（Ｐ、。、）〈０　　且つ　ｇ（Ｐ、、、）＞０
且つ　ｇ（Ｐ、　、　、　）＜０　　　　　　　　　　
　（９）を加重する。

また、リミッタ−機能に対しては、関数ｇに対して条件 （ｇ（Ｐ、、、＋。）〈０且つｇ（Ｐ−１，）＜Ｏ且つ
　ｇ’　（ｐ、。、）＜０）または（ｇ’（Ｐｐ。、）
〉０　且つ　ｇ（Ｐ、、ｔ）〈Ｏ）　（１０）を加重す
る。

上の各式に於いて、「ｇ′」は関数ｇの変数Ｐ。５゜に
よる微分を意味し、「ＰＰ。、」は、関数ｇを変数Ｐ。

。、で２同機分したものが０を与えるＰ。、ｔの値、即
ち関数ｇの変曲点のＰ。。、座標である。

また、ｒｐｍ、ｇ、　’Ｐｍ１ｎＪは、それぞれ関数ｇ
の極大値、極小値を与える変数Ｐ。Ｕ、の値である。

これら条件（７）〜（１０）を用いると、各機能間の区
別がつかなくなる境界条件と４重点の条件として以下の
式（１１）〜（１５）が得られる。

光双安定−光スイツチ間 ：　ｇ（Ｐ、、；。）−〇　且つ　ｇ’　（Ｐ、。、）
〈０（１１）光スィッチ−リミッタ−間 ：　ｇ（Ｐ、、、、）＝Ｏ且つ　ｇ’　（Ｐｐ。ｉ）＜
０　　　（１２）リミッターー微分利得間 ：ｇ（Ｐｐ。、）−〇　且つ　ｇ’　（Ｐｐ。、）＞０
　　　（１３）微分利得−光双安定間 ：　ｇ’　（Ｐ、。、）＝Ｏ且つ　ｇ（Ｐｐ。、）＞Ｏ
（１４）４重点 ：　ｇ（ＰＰ。ｔ）＝ｇ’（Ｐｐ。、）＝Ｏ（１５）上
記境界条件（１１）〜（１４）は、各機能の境界上に於
けるパラメーターの拘束条件を与える。従ってこれら拘
束条件を独立なパラメーターに就いてプロットすると、
これらパラメーターに関する機能の分布状態の図、即ち
機能図を得ることができる。

この機能図では４重点のまわりに上記（１１）〜（１４
）の境界条件により分離される４つの機能領域が広がる
ことになる。上記機能図に各パラメーターの定義域を重
ねると、各機能を実現するためのパラメーターの範囲が
決定される。特に４重点の周りには４機能が接している
ので、パラメーターの定義域内に４重点が存在するなら
、パラメーターを一部変更することで上記４機能を全て
実現することが可能である。

逆に特定の機能に着目した場合は、機能図におけるその
機能の領域が、その機能を実現するためにパラメーター
が満たすべき条件を定めることになる。

［実施例］ 以下、具体的な実施例に即して説明する。

実施例１ 発光素子として発光ダイオード、受光素子としてフォト
トランジスターを組合せて集積型光論理素子を構成する
場合。

発光ダイオードに於いては、動作電流■と出力光強度Ｐ
ＬＨの間に線形な関係が成立つ動作領域で、方程式 ％式％（４） における関数Ｌ（Ｉ）を、比例係数をＡとしてＬ（Ｉ）
＝Ａ・Ｉ　　　　　　　　　　　　　（４−１）と与え
ることができる。

一方、受光素子としてのフォトトランジスターに就いて
は、エミッター接地の電流利得ｈＦＥとコレクター電流
工との間に、周知の如く １１ＦＥｃｃ■’−”’ なる関係がある。ここにｎはエミッター・ベース間ｐｎ
接合の理想因子である。

フォトトランジスターの光利得Ｇｏ　ｐ　Ｌ、抵抗ＲＰ
Ｄ、動作電流工、上記ｈＦＥの間には Ｇｏ　ｐ　を共ｈＦＥ Ｇ、、ｔ＝（■／ｅ）／（ｐｐｏ／ｈ・ν）ＣＸ：ｒ／
ｐｒ’。

Ｒｐｏ＝ＶｐＯ／Ｉ　Ｑ：１／Ｉ なる関係が成立つ。ここにｅは電子の電荷、ｈはブラン
ク定数、νは入射光の波長を表す。

上記関係からＲＰＤとＰＰＤの間には Ｒ１１ｒ）工ＰｉＢ が成立つ。

ｐｐｏが０となる極限でも実際のＲｐ　ｎ　′！Ｊ＜（
１）となることはないのでＰｌ、。−〇に於ける抵抗値
をＲ８とする。

またｐｐｏ→ωでもＲＩ’ＤはＯとならないので、この
場合の抵抗値をＲ■とすると、フォトトランジスターの
入力光強度ＰＰＤと抵抗ＲＰＤとの間に、十分な精度を
もって、関係 ＲＰＤ＝Ｒω＋Ｒｏ／（１＋（ｐｐｏ／ｐｃ）”）が成
立つ。従って、方程式 ％式％（５） における関数Ｈ（ＰＰＤ）として Ｈ（ＰＰＤ）−Ｒ■＋Ｒｏ／（１＋（ＰＰＤ／Ｐｃ）’
）　　　　　　（５−１）を与えることができる。ここ
でＰ。はＲＰＤがＲｐ　ｏ　−Ｒ。

およびＲ８ｏＣＰ；８となる境界の入力光強度の値であ
る。

このようにして上記方程式（１）〜（５）が具体的に定
まるので、ＰｌｏとＰ。。、との関係を与える関数ｇを
求めると、関数ｇは十分に高い精度でＰ、。・ｇ（Ｐ。

。、） Ｐｃ［（（Ｒｏ／（Ｒｔ＋Ｒω））＋１１（（Ｐ。。、
／（（１−β）Ｐｌ”））−１）／（１−（Ｐ。。、／
（（１−β沖Ｔじ）））］−””＋（β／（１−β））
・Ｐ。５、　　　　（６−１）と近似できる。

式（６−１）でＰ腎’−Ａ−Ｖ／（Ｒｔ、＋Ｒ■）であ
る。

機能間の境界条件を方程式（１１）〜（１４）に従って
書き下すと次のようになる。

光双安定−光スイツチ間 ：β”＝２ｎ（１＋Ｒ♂）””−（Ｒ：（ｎ−１）−３
）”’／［（Ｒｏ（ｎ＋１）＋Ｓ）”・（Ｒろ（ｎ−１
）＋２ｎ−３）］　　（１１−１）光スィッチ−リミッ
タ−間 ＝βｍ　、２ｎ（１＋Ｒ：　）　ｌ　＋　１　／　＋１
　、　（Ｒ３（ｎ−１）＋Ｓ）　ｌ　／　ｎ　／［（Ｒ
ｏ（ｎ＋１）−３）””（Ｒｏ（ｎ−１）＋２ｎ−３）
］　　（１２−１）リミッターー微分利得間 ：　β−＝２ｎ（ｎｌ　）Ｉ　／　ｎ　、　（１＋Ｒ乙
）　ｌ　＋　Ｉ　／　ｎ　／［（ｎ＋１）”’（Ｒｏ（
ｎ−１）＋２ｎ）］　　　　　　　　　　　　（１３−
１）微分利得−光双安定間 ：β”　＝　（４／　Ｒ１１，）ｎ　（ｎ−１）　−１
＋　Ｉ　／　ｎ　（１＋　Ｒ，１１）　Ｉ　＋　ｌ　／
　ｎ　・（１＋ｎ）−１−１７ｎ　　　　　　　　　　
　（１４−１）となる。ここで、 Ｒ３＝Ｒｏ／（Ｒｔ、＋ＲＣ１３）、　　β“・β・Ｐ
７’Ｂ”／Ｐｃ。

Ｓ＝　　　　ｏ　　、）−ｎ−Ｒ，”ｎ＋Ｒ，”ｎ２）
である。Ｐｌ”＝Ａ−Ｖ／（ＲＬ＋Ｒｃｏ）である。

この例では独立なパラメーターはβ’、ＲＯ’、ｎであ
る。また４重点の条件は β”・（（ｎ＋１）／（ｎ−１））””且ツＲ♂＝４ｎ
／（ｎ−１）２、、、、、、、、、、、　（１５−１）
である。

パラメーターβ１と門を直交座標軸にとって境界（１１
−１）〜（１４−１）および４重点（１５−１）に従い
機能図を描くと第３図のようになる。

この機能図に基づいて各素子特性を実現するためのパラ
メーターβ“、Ｒ３の領域を求めることができる。また
β”、　Ｒｏ”、　　ｎをＶ、β、ＲＬに就いて解けば
、これらパラメーターＶ、β＋ＲＬに就いての各素子特
性との関連を知ることができる。

実施例２ 発光素子として発光ダイオードを考える。

受光素子としては関数Ｈ（Ｐｐｎ）が Ｈ（ＰｐｏＣＲｏｅｘｐ（−γＰｐｌ））＋ＲＯ）−Ｒ
ｐｎ　　　（５−２）で与えられる仮想的な受光素子を
考える。但し入力光強度ｐｐｏの増加とともに抵抗が単
調に減少することは通常の受光素子と同じである。

これら受光素子と発光素子を組合せた集積型光論理素子
の各素子特性を考察する。

関数Ｌ（Ｉ）としては実施例１に於ける関数形（４−１
）を用いることができる。

Ｒｏ、　Ｒωは実施例１に於けると同じく、ＰＰＤが０
および＋ωのときのＲＰＤを表す。これらにっきＲ８＞
＞Ｒωとする。またγは入力光ＰＰＤに対する抵抗の減
衰率を表す。

この場合、Ｒ８，、とＰ　ｏ　ｕ　ｔの関係は、Ｐ、、
＝（１／γ）　１０ｇ［（ＲＯ／（ＲＬ＋Ｒ■））・（
１／（（Ｐ賢”／Ｐ。。、）・（ｌ−β）−１））］−
（］βバｌ−β）Ｐ。、。

・ｇ（Ｐ。、、）　　　　　　　　　　　　　（６−２
）となる。ここでｐ＝ｘ　”Ａ　’　Ｖ／　（ＲＬ”Ｒ
Ｃｏ）である。

機能間の境界条件を方程式（１１）〜（１４）に従って
書き下すと次のようになる。

光双安定−光スイツチ間 ：　　１０ｇＲｏ”２β”（１＋Ｔ）−１ｏｇ（１＋Ｔ
）＋ｌｏｇ（１−Ｔ）　　（１１−２）光スィッチ−リ
ミッタ−間 ：　ｌｏｇＲ，”＝２β”（１−Ｔ）＋ｌｏｇ（１＋Ｔ
）−１ｏｇ（１−Ｔ）　（１２−２）リミッターー微分
利得間 ：　ｌｏｇＲ，”＝２β”　　　　　　　　　　　　　
（１３−２）微分利得７光双安定間 ：β”＝１　　　　　　　　　　　　　　　　（１４−
１）となる。ここで、 Ｒ３・Ｒｏ／（Ｒｔ＋Ｒ■）、β′＝４β・γ、ｐｎ＋
Ｂｘこの例では独立なパラメーターはβ′とＲ工の２つ
である。また４重点の条件は β”＝１　　且つ　Ｒ：＝ｅ２（１５−１）である。

パラメーターβ“とＲ♂を直交座標軸にとって境界（１
１−１）〜（１４−１）および４重点（１５−１）に従
い機能図を描くと第４図のようになる。

この機能図に基づいて各素子特性を実現するためのパラ
メーターβ１．Ｒ♂の領域を求めることができる。また
β″、Ｒ♂、をＶ、β、ＲＬに就いて解けば、これらパ
ラメーターＶ、β＋ＲＬに就いての各素子特性との関連
を知ることができる。

発光素子として利用できるのは実施例１．２で取り上げ
た電流と出力光強度が線形な関係を持つ発光ダイオード
に限らず、電流と出力光強度の関係が非線形なレーザー
ダイオードも利用できる。また受光素子もフォトトラン
ジスターに限らずフォトコンダクタ−やフォトダイオー
ドが利用可能であるし、あるいはこれらとＦＥＴの組み
合わせを一つの受光素子として考えて本発明の素子特性
予測方法を適用することが可能である。

集積型光論理素子に実際に機能設定を行うためには上記
各パラメーターの値を知る必要がある。

これらパラメーターの内Ｖ、Ｒｔは動作時に決定できる
が、β＊　ＲＯ＋　Ｒｃｏ、　Ａ、　ｎ、　ＰＣｏγは
素子作製後に具体的な素子ごとに個別的に決まるもので
あり、何らかの方法により決定する必要がある。以下に
は、これらパラメーターを決定し、素子の機能設定を行
う方法の具体的１例を説明する。

この方法は、集積型光論理素子の電流−出力光強度特性
と電流−電圧−人力光強度特性がらβ、Ｒ８，Ｒ■等の
パラメーターを決定し、その結果に基づき機能設定を行
う方法である。

この方法の手順を大まかに示すのが第６図（ＩＩＩ）の
フロー図であり、素子特性を測定する工程と、その結果
に基づきフィッティングにより各パラメーターを決定す
る工程と、機能図に基づき素子機能を設定する工程とか
らなっている。

まず素子特性の測定に就き説明すると、集積型光論理素
子の電流−出力光強度特性は第６図（Ｉ）に示すように
して行う。

即ち、集積型光論理素子１０に抵抗１２を介して定電流
源１４から電流を流し、電流値を変化させて素子１０の
出力光強度を測定する。出力光強度は素子１０から出力
された光を集光レンズ１６で受光素子１８に集光させて
測定する。

このようにして集積型光論理素子１０の電流−出力光強
度特性が測定される。

集積型光論理素子の電流−電圧−人力光強度特性は第６
図（ＩＩ）に示すようにして行う。

集積型光論理素子ｌＯに抵抗１１、定電圧電源１７、電
流計１３、電圧計１５を図のごとく接続し、レーザーダ
イオード等の発光素子２０からの光を集光レンズ１９で
集光して集積型光論理素子１０に照射して入力させる。

入力光強度を変化させ、それに伴う電流計１３、電圧計
１５の数値の変化を測定すれば電流−電圧−人力光強度
特性を測定できる。

次に、フィッティングによる各パラメーターの決定を説
明する。この決定工程は第６図（ＩＶ）に示すような手
順で行われる。

上記のように測定された電流−出力光強度特性によりパ
ラメーターＡが定まる（前述の式（４−Ｉ）参照）。

また電流−電圧−人力光強度特性と実験により求められ
た特性から非線形最適化を行うことで素子に固有のパラ
メーター；β、　Ｒｏ、　ＲωＨｎ＋Ｐｃ、γを決定で
きる。即ち、電流−電圧−人力光強度特性における入力
光強度に対する電圧のピーク値、即ち電流を変化させて
電圧が最大となったときの電圧値を測定し、この曲線と
モデルから予測される曲線とを適合させる方法である。

入力光が十分に強く、集積型光論理素子がオンになって
いるときの電流−電圧の関係からＲωを定めることがで
きる。また入力光強度が０の場合からパラメーターを一
つ消去することができる。入力光強度がＯでない場合か
ら、残りのパラメーターがフィッティングにより求めら
れる。

このようにパラメーターを少しずつ決定すると、全ての
パラメーターを一度に決定するよりも楽にパラメーター
決定を行うことができる。

このようにして素子固有のパラメーターが決定されたら
、第６図（Ｖ）に示すような手順で機能設定を行う。

即ち、上記の如く決定された素子固有のパラメーターに
対しＶと院とを変化させて、機能図（第３゜４図参照）
上にプロットするとプロット点の軌跡が描かれる。この
軌跡が所望の機能を表す領域内にあるときの■とＲｔと
は、この所望の機能を実現するために設定するべきバイ
アス電圧および負荷抵抗を与えることになる。

［発明の効果］ 以上、本発明によれば、集積型光論理素子の素子特性予
測方法を提供できる。

この方法によれば、集積型光論理素子を設計するにあた
って、所望の素子特性を得るためのパラメーターの範囲
やパラメーター間の条件等を定量的に予測できるので、
集積型光論理素子の設計が極めて容易になる。また発光
素子、受光素子として種々の具体的素子に対して適用が
可能である。

そして構成素子単位の特性と光帰還率のみで集積型光論
理素子の機能を知ることができるので集積素子の設計に
極めて適している。

実際に本発明を実施するに当たっては上述した手順をプ
ログラミング化し、Ｌ（Ｉ）、　Ｈ（ＰＰＤ）を入力す
ると、自動的に機能図が描かれてパラメーターと素子特
性との関連が演算されるようにするのが良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は集積型光論理素子の等価回路を示す図、第２図
は集積型光論理回路の４つの素子機能を説明する図、第
３図および第４図は実施例を説明するための図、第５図
は集積型光論理素子の構造の１例を示す図、第６図は具
体的な機能設定方法の１例を説明するための図である。 １１００発光素子、２００．受光素子、３００．負荷抵
抗、４゜６．定電圧電源

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 発光素子と受光素子とを負荷抵抗とともに電気的に直列
   に集積化して、発光素子から受光素子へ正の光帰還を持
   たせた集積型光論理素子の素子特性を予測する方法であ
   って、 バイアス電圧をＶ、動作電流をＩ、負荷抵抗をＲ＿Ｌ、
   受光素子の抵抗をＲ＿Ｐ＿Ｄ、集積型光論理素子に対す
   る入・出力光強度をそれぞれＰ＿ｉ＿ｎ、Ｐ＿ｏ＿ｕ＿
   ｔ、受光素子への入力光強度をＰ＿Ｐ＿Ｄ、発光素子か
   らの出力光強度をＰ＿Ｌ＿Ｅ、発光素子から受光素子へ
   の正の光帰還率をβ、発光素子の電流−出力光強度特性
   をＰ＿Ｌ＿Ｅ＝Ｌ（Ｉ）、（ｄＬ／ｄＩ≧０）、受光素
   子の入力光強度−抵抗特性をＲ＿Ｐ＿Ｄ＝Ｈ（Ｐ＿Ｐ＿
   Ｄ）、（ｄＨ／ｄＰ＿Ｐ＿Ｄ≦０）とするとき、Ｖ＝Ｉ
   （Ｒ＿Ｌ＋Ｒ＿Ｐ＿Ｄ）（１） Ｐ＿Ｐ＿Ｄ＝Ｐ＿ｉ＿ｎ＋βＰ＿Ｌ＿Ｅ（２）Ｐ＿ｏ＿
   ｕ＿ｔ＝（１−β）Ｐ＿Ｌ＿Ｅ（３）Ｐ＿Ｌ＿Ｅ＝Ｌ（
   Ｉ）（４） Ｒ＿Ｐ＿Ｄ＝Ｈ（Ｐ＿Ｐ＿Ｄ）（５） なる方程式（１）〜（５）においてＬ（Ｉ）、Ｈ（Ｐ＿
   Ｐ＿Ｄ）の関数形を与え、上記方程式（１）〜（５）を
   解いて、上記Ｖ、Ｒ＿Ｌ、βをパラメーターとするＰ＿
   ｉ＿ｎとＰ＿ｏ＿ｕ＿ｔの関係Ｐ＿ｉ＿ｎ＝ｇ（Ｐ＿ｏ
   ＿ｕ＿ｔ；Ｖ、Ｒ＿Ｌ、β）を得、この関係に基づき、
   素子特性を予測することを特徴とする、集積型光論理素
   子の素子特性予測方法。