JPH0343719B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は偏波面保存光フアイバに光信号を往復
させて記憶させる新規なダイナミツクメモリ型の
光メモリに関する。

［従来の技術］ 従来の光メモリは、光照射やパルス電界などに
より光デイスクメモリ等の記憶媒体に情報を固定
的または半固定的に記憶するスタテイツクメモリ
であり、記憶媒体に記憶された情報は記憶媒体に
光をあてることによりその反射・透過・屈折など
の変化として読み出される。また、半導体メモリ
はもちろん、従来の光メモリの記憶方式は電磁式
が主流である。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、上記電磁式のメモリでは、電磁誘導
の影響を受け易く、これを防ぐための遮蔽が必要
となり、装置が大型となつてしまう。更に、コン
ピユータ間やメモリ間などを光フアイバによりデ
ータ転送する際には、電気／光変換および光／電
気変換が必ず要求される。

そこで、本発明者は上記問題点を解決すべく第
３図に示すような光学式のダイナミツク光メモリ
を提案した。この光メモリは、光スイツチ１とそ
の入・出力側端子間にループ状に接続された信号
記憶用光フアイバ２とからなり、入力フアイバ３
から伝送されてきた光信号を光スイツチ１をON
（クロス状態）として端部２ａから信号記憶用光
フアイバ２に読み込み、この読み込まれた光信号
が端部２ｂに達する前に光スイツチ１をOFF（ス
ルー状態）にして端部２ａに光信号を戻す。こう
して、信号記憶用光フアイバ２と光スイツチ１と
により形成される閉ループに光信号を周回させて
記憶する。また記憶された光信号の読み出しは、
光スイツチ１をONとし出力フアイバ４から読み
出す。

この光メモリは無誘導で光伝送が容易である等
のメリツトがあるが、記憶容量が信号記憶用光フ
アイバ２の長さに比例する。即ち、信号記憶用光
フアイバ２の長さをｌ、群屈折率をｎ、光速度を
Ｃ、光信号の変調速度を決定するクロツク周波数
をｆとすると、光メモリの記憶容量はｆ・（ｎ・
ｌ）／Ｃ［ビツト］となる。従つて、ストアでき
る情報量を増大させるためにはｆを一定とする
と、信号記憶用光フアイバ２の長さｌを長くしな
ければならない。

［発明の目的］ 本発明の目的は、電気・磁気遮蔽が不要でメモ
リ装置を軽量・小型にできると共に、電気／光変
換や光／電気変換をすることなく容易かつ迅速に
光伝送ができ、しかも信号を信号記憶用の偏波面
保存光フアイバを往復させることによりフアイバ
長を増大させることなく記憶容量を倍増できる光
メモリを提供することにある。

［発明の概要］ 上記の目的を達成するために、本発明は、ｎ×
ｎ（ｎ≧２）マトリツクスの光スイツチと、光ス
イツチの入・出力側端子間にループ状に接続され
た信号入出力用の偏波面保存光フアイバと、この
偏波面保存光フアイバに設けられた偏光プリズム
と、偏光プリズムの一側面にその一端部が臨ませ
て設けられた信号記憶用の偏波面保存光フアイバ
と、この偏波面保存光フアイバの他端部とこれに
臨ませて設けられたミラーとの間に設けられた1/
４波長板とを備えて、光スイツチの切換により信
号記憶用の偏波面保存光フアイバに信号を往復さ
せて記憶させると共に信号を取り出すようになし
たものである。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を添付図面に従つて詳述
する。

第１図において、５は２×２マトリツクスの光
スイツチであり、入力側端子５ａ，５ｂと出力側
端子５ｃ，５ｄとを有する。この光スイツチ５は
電気光学的効果を利用した導波路形のもので、光
スイツチ５をONとすると端子５ａ，５ｄ間が接
続されると共に端子５ｂ，５ｃ間が接続される。
即ちクロス状態となる。また光スイツチ５を
OFFにすると端子５ａ，５ｂ間および端子５ｂ，
５ｄ間がそれぞれ接続されるスルー状態に切り換
わる。光スイツチ５の入力側端子５ａには入力用
光フアイバ６が、出力側端子５ｃには出力用光フ
アイバ７が接続されている。また、入力側端子５
ｂと出力側端子５ｄとの間にはループ状に信号入
出力用の偏波面保存光フアイバ（以下偏波面保存
光フアイバを単にSPFという）８が接続されてい
る。

SPF８には偏光プリズム９が設けられている。
偏光プリズム９の側面９ａと９ｃおよび側面９ｂ
と９ｄは互いに透過側になり、また側面９ａと９
ｂおよび側面９ｃと９ｄは互いに反射側になる。
偏光プリズム９の側面９ｃにはこれに臨んで信号
記憶用のSPF１０の一端部１０ａが設けられてい
る。また、SPF１０の他端部１０ｂには1/4波長
板１１が設けられると共に1/4波長板１１の後方
にはミラー１２が設けられている。

SPF１０（PSF８も）は、第２図に拡大示する
ように、コアに対し等方でない応力が加わるよう
にした楕円ジヤケツト型フアイバであり、固有偏
光軸Ｘ、Ｙは楕円の長軸方向、短軸方向にある。
SPF１０の一端部１０ａと他端部１０ｂの固有偏
光軸は一致しており、これらは偏光プリズム９の
透過偏光方向および反射偏光方向に合わせてあ
る。また、PSF８の偏光プリズム９両側の結合端
部の固有偏光軸も一致し、それらは偏光プリズム
９の透過偏光方向、反射偏光方向に合致している
が、偏光プリズム９の側面９ｄのSPF８の結合端
部と入力側端子５ｂのSPF８の結合端部との間は
空間的に90度ねじれている。

次に本実施例の作用について述べる。

光スイツチ５をONとすると、入力用光フアイ
バ６から伝送されてきた信号は光スイツチ５の入
力側端子５ａ、出力側端子５ｄを経てSPF８に入
力され、SPF８に導かれ側面９ａにより偏光プリ
ズム９に入射される。この入射される光が偏光プ
リズム９の透過偏光方向の直線偏光とすると、こ
の直線偏光は偏光プリズム９を透過し適当な集光
装置により集光されてSPF１０の一端部１０ａか
らその一つの固有直線偏光モード（仮にＹモード
とする）に結合され、SPF１０の他端部１０ｂへ
と伝送される。他端部１０ｂから出射された直線
偏光は1/4波長板１１により円偏光とされ、ミラ
ー１２で反射されて逆回転の円偏光とされた後、
１／４波長板１１を通過しSPF１０の他の固有直線
偏光モード（Ｘモード）とされ、再び他端部１０
ｂに入射される。このＸモードの直線偏光は偏波
面を変えることなくSPF１０を伝播し一端部１０
ａから偏光プリズム９に入射するが、偏光プリズ
ム９の反射偏光方向の直線偏光であるため偏光プ
リズム９の接合面で反射され側面９ｄよりSPF８
の結合端部に入射される。SPF８に入射された直
線偏光（Ｘモード）はSPF８により光スイツチ５
の入力側端子５ｂに導かれるが、SPF８の偏光プ
リズム９の側面９ｄの結合端部と光スイツチ５の
入力側端子５ｂの結合端子との間は空間的に90度
ねじつてあるので、入力側端子５ｂではＹモード
となり、出力側端子５ｄ、SPF８、偏光プリズム
９を経由して再びSPF１０にＹモードの直線偏光
が入射される。ただし、光スイツチ５がONとな
り信号読込を開始してから、光信号がSPF１０を
往復しSPF８を通つて光スイツチ５の入力側端子
５ｂに達するまでには光スイツチ５をOFFにし
ておくものとする。

かくして、光信号はSPF１０，８に伝送状態で
記憶されることになる。この光メモリに記憶され
る情報量Ｂは、長尺なSPF１０のフアイバ長を
ｌ、群屈折率をｎ、光速度をＣ、光信号のパルス
列の変調速度を決定するクロツク周波数をｆとす
ると、 Ｂ＝２・ｆ・ｎ・ｌ／Ｃ となる。光信号をSPF１０を往復させて記憶させ
る方式となつているため、フアイバ長ｌの２倍の
情報量を記憶させることができる。具体的な実施
例では、ｆ＝500MHz、ｎ＝1.46、ｌ＝２Km、Ｃ
＝３×10⁸m／ｓとして、約9.7kbitの情報がメモ
リできることが分つた。

SPF８，１０に記憶された信号を読み出すとき
には、光スイツチ５をONにして入力側端子５
ｂ、出力側端子５ｃ間を接続し、出力用光フアイ
バ７から信号を出力させる。信号の読み出しは、
光スイツチ５をONした時刻から２（ｎ・ｌ）／
Ｃ［SEC］の整数倍の時間が経過した時刻とする。

なお、上記実施例において、出力用光フアイバ
７から信号を受けてこれを記憶し、この記憶した
信号を入力用光フアイバ６に読み出すようにする
こともできる。この場合、入力側端子５ａ，５ｂ
が出力側端子となり、出力側端子５ｃ，５ｄが入
力側端子となる。また、SPF８などに光中継増幅
器を設けるようにすれば、光信号の強度を保持で
きメモリのストア−タイムの制限を取り除くこと
ができる。また、２×２マトリツクスではなく、
ｎ×ｎ（ｎ≧３）マトリツクスの光スイツチを用
いれば、２×２マトリツクスの上記実施例の光メ
モリに対し記憶容量を（ｎ−１）倍に増大でき
る。この場合、偏光プリズム９、1/4波長板１１、
ミラー１２を共用するようにしてもよい。更にな
お、上記実施例における1/4波長板１１にかえ、
90度偏波旋光子として、YIGに磁界を印加した磁
気旋光子を用いるようにしてもよい。この場合、
往復で偏光面が90度回転するようにする。また、
上記実施例において、SPF１０の一端部１０ａを
偏光プリズム９の側面９ｂに臨ませて設けるよう
にしてもよい。

［発明の効果］ 以上の説明により明らかなように、本発明によ
れば次の如き優れた効果を発揮することができ
る。

(1) 光フアイバ・光デバイスのみで構成されてい
るため、電磁誘導を受けにくく、電気・磁気遮
蔽を不要とし得、記憶装置の軽量・小型化が図
れる。

(2) コンピユータ間やメモリー間などを光フアイ
バにより信号を転送する場合、電気／光変換や
光／電気変換を行なうことなく光スイツチの切
換により容易かつ迅速に光伝送を実施すること
ができる。

(3) 偏波面保存光フアイバを往復させて信号を記
憶させるようにしているため、フアイバ長を増
大させることなく記憶容量を倍増できる。

(4) 光メモリの主要部が偏波面保存光フアイバ、
偏光プリズムなどのパツシブな光デバイスであ
るため、信頼性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光メモリの一実施例を示
す概略構成図、第２図は同光メモリの偏波面保存
光フアイバの端面図、第３図は本発明をなすに先
だつて本発明者によつて提案された光メモリの概
略構成図である。 図中、５は光スイツチ、６は入力用光フアイ
バ、７は出力用フアイバ、８は信号入出力用の偏
波面保存光フアイバ、９は偏光プリズム、１０は
信号記憶用の偏波面保存光フアイバ、１１は1/4
波長板、１２はミラー、Ｘ，Ｙは固有偏光軸であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力側端子のうちの１つが信号書込用端子と
   されると共に出力側端子のうちの１つが信号読出
   用端子とされるｎ×ｎ（ｎ≧２）マトリツクスの
   光スイツチと、光スイツチの他の入・出力側端子
   間にループ状に接続された信号入出力用の偏波面
   保存光フアイバと、この偏波面保存光フアイバに
   設けられた偏光プリズムと、偏光プリズムの両側
   の上記偏波面保存光フアイバのうちの一側に対し
   偏光プリズムの透過側に他側に対し反射側となる
   偏光プリズムの一側面にその一端部が臨ませて設
   けられ信号を往復させて記憶させるための信号記
   憶用の偏波面保存光フアイバと、この偏波面保存
   光フアイバの他端部に臨ませて設けられ他端部か
   ら出射された光の偏波面を90度回転させて他端部
   に戻すための90度偏波面旋光子とを備えたことを
   特徴とする光メモリ。