JPH0343720B2 - - 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を解決すべく第３
図に示すように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
光伝送でき、しかも記憶媒体としての偏波面保存
光フアイバを長くすることなく記憶容量を増大で
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、第１
の偏光プリズムと、第１の偏光プリズムの一側面
側に設けられた第１のミラーと、第１の偏光プリ
ズムに関し第１のミラーの反射側に第１の偏光プ
リズムと平行配置に設けられた第２の偏光プリズ
ムと、第１のミラーと同一側の第２の偏光プリズ
ムの一側面側に設けられた第２のミラーと、第１
の偏光プリズムと第２の偏光プリズムとの間に設
けられた偏光スイツチと、第２の偏光プリズムに
関し第２のミラーの反射側または透過側の側面に
その一端部を臨ませ且つその固有偏光軸を第２の
偏光プリズムの透過・反射偏光方向に一致させて
設けられた偏波面保存光フアイバと、偏波面保存
光フアイバの他端部に臨ませて設けられた他端部
から出射された直線偏光の偏波面を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
て、偏光スイツチの切換により信号の記憶（偏波
面保存光フアイバに光信号を往復伝播状態で閉じ
込める）と信号の読出しとを行なうようにしたも
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、端子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ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間および端子５ｂ，５ｃ間
が接続されるクロス状態となり、またOFFにす
ると端子５ａ，５ｃおよび端子５ｂ，５ｄ間が接
続されるスルー状態に切り換わるようになつてい
る。端子５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄには光フアイバ
６，７，８，９がそれぞれ接続されている。

光フアイバ９の先端部には第１の偏光プリズム
１１に平行ビームを入射するためのコリメータ１
０が設けられている。また、第１の偏光プリズム
１１に関しコリメータ１０の透過側には、偏光ス
イツチ１３を介して第２の偏光プリズム１２が設
けられている。第１の偏光プリズム１１と第２の
偏光プリズム１２とは平行配置に設けられてい
る。偏光スイツチ１３はONのときにはこれを通
過する光の偏光面を90度回転し、OFFのときに
は偏光面を回転させずにそのまま通過させる。第
１の偏光プリズム１１に関して偏光スイツチ１３
の反射側の側面にはこれに平行に第１のミラー１
４が設けられている。また第２の偏光プリズム１
２にも、第１の偏光プリズム１１に対する第１の
ミラー１４の同一側方に第２のミラー１５が設け
られている。なお、第１、第２のミラー１４，１
５は第１、第２の偏光プリズム１１，１２の側面
を鏡面とするようにして形成してもよい。

また、第２の偏光プリズム１２に対し偏光スイ
ツチ１３の透過側にはコリメータ１６を介して偏
波面保存光フアイバ（以下、SPFという）１７の
一端部１７ａが臨んで設けられている。コリメー
タ１６は第２の偏光プリズム１２を透過し発散す
る出射光を一端部１７ａに集光するものである。
コリメータ１０，１６としてはロツドレンズなど
を用いる。SPF１７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、その固有偏
光軸Ｘ，Ｙは楕円の長軸方向、短軸方向にある。

SPF１７の一端部１７ａの固有偏光軸Ｘ，Ｙは
第２の偏光プリズム１２の反射偏光方向、透過偏
光方向に一致させる。なお、一端部１７ａの固有
偏光軸Ｘ，Ｙを第２の偏光プリズム１２の透過偏
光方向、反射偏光方向に一致させるようにしても
よい。SPF１７の他端部１７ｂには1/4波長板１
８を介してミラー１９が設けられている。なお、
ミラー１９は1/4波長板１８の背面に銀メツキを
施して形成するようにしてもよい。一端部１７ａ
と他端部１７ｂの固有偏光軸は一致している。な
お90度だけこれら両端間がねじれていてもよい。

次に本実施例の作用について述べる。

光スイツチ５をONにすると、光フアイバ６か
ら伝送されてきた信号は端子５ａ，５ｂを経て光
フアイバ９に入力され、コリメータ１０から第１
の偏光プリズム１１に入射される。この入射され
る光が第１の偏光プリズム１１の透過偏光方向の
直線偏光であるとする。そうすると、この直線偏
光は第１の偏光プリズム１１を透過し、OFF状
態の偏光スイツチ１３をそのまま透過し、更に第
２の偏光プリズム１２を透過した後、コリメータ
１６を介してSPF１７の一端部１７ａにその固有
直線偏光モードの一つであるＹモードで入射す
る。このＹモードの直線偏光は偏光面を変えるこ
となくSPF１７を伝播し他端部１７ｂから出射さ
れる。出射されたＹモードの直線偏光は1/4波長
板１８にて円偏光とされ、ミラー１９で反射され
て逆回転の円偏光とされ、更に1/4波長板１８を
通過してSPF１７の他の直線偏光モード（Ｘモー
ド）で他端部１７ｂに戻される。

このＸモードの直線偏光はSPF１７の一端部１
７ａより第２の偏光プリズム１２へ出射される
が、Ｘモードは第２の偏光プリズム１２の全反射
モードであるため、第２の偏光プリズム１２の接
合面で全反射され第２のミラー１５で反射された
後、更に第２の偏光プリズム１２で全反射されて
SPF１７の一端部１７ａに再びＸモードで戻され
る。そして、SPF１７を伝播し他端部１７ｂから
出射され、1/4波長板１８、ミラー１９、1/4波長
板１８を経てＹモードとなつて他端部１７ｂに戻
される。次いで、このＹモードの直線偏光は一端
部１７ａから出射され第２の偏光プリズム１２に
入射されるが、Ｙモードは第２の偏光プリズム１
２の透過モードであるため、第２の偏光プリズム
１２を透過し偏光スイツチ１３へと入射される。
このときまでには、偏光スイツチ１３はONとな
つており、Ｙモードの直線偏光は偏光スイツチ１
３通過後、Ｘモードとされる。従つて、第２の偏
光プリズム１２と平行配置の第１の偏光プリズム
１１で全反射され第１のミラー１４で反射され、
更に第１の偏光プリズム１１で全反射されて偏光
スイツチ１３に返される。この偏光スイツチ１３
に返されたＸモードの直線偏光は偏光スイツチ１
３を通過した後、Ｙモードとされて第２の偏光プ
リズム１２を透過し再びSPF１７の一端部１７ａ
に入射される。これで、光メモリ光学系における
光信号の往復伝送の１サイクルが完了し、以後、
光信号は上記サイクルを繰り返す。こうして、光
信号へSPF１７を往復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、SPF１
７の２往復が１サイクルであるから、SPF１７の
長さを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＝４・ｆ・ｎ・ｌ／Ｃ となる。即ち、フアイバ長さｌの４倍の情報量を
記憶することができる。具体的な実施例では、ｆ
＝1GHz、ｎ＝1.46、ｌ＝10Km、Ｃ＝３×10⁸m／
ｓとすると、約200kbitの情報がストアできるこ
とが分つた。

SPF１７に記憶された信号を読み出すときに
は、偏光スイツチ１３をOFFにする。こうする
と、第２の偏光プリズム１２から偏光スイツチ１
３に入射したＹモードの直線偏光は、モードを変
えることなく偏光スイツチ１３を通過し、更に第
１の偏光プリズム１１を透過し、光フアイバ９、
光スイツチ５の端子５ｄ，５ｂを経て光フアイバ
７に読み出される。

なお、上記実施例において、光メモリの光路中
に光増幅器を設ければ、光信号の減衰によるスト
ア−タイムの制限が解消される。この場合、ミラ
ー１９に替えて光／電気変換器および電気／光変
換器を用いて増幅する方式がある。また、1/4波
長板１８に替えて、YIGに磁界を印加した磁気旋
光子を用い、光がこのYIGを往復する間に90度偏
波面が回転されるようにしてもよい。更に、SPF
１７の一端部１７ａを第２の偏光プリズム１２に
関し第２のミラー１５の透過側の側面に臨ませて
設けるようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば次のように優れた
効果を奏する。

(1) 光フアイバ・光デバイスのみで構成されてい
るため、電磁誘導を受け難く、電気・磁気遮蔽
を不要にでき、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できる。

(3) 偏波面保存光フアイバに信号を往復させて記
憶するようにしているため、フアイバ長を長く
することなく記憶容量を増大することができ
る。

(4) 光メモリの主要部分が偏波面保存光フアイ
バ、偏光プリズム、ミラー等のパツシブな光デ
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新規な光メモ
リの概略構成図である。 図中、５は光スイツチ、６，７，８，９は光フ
アイバ、１０，１６はコリメータ、１１は第１の
偏光プリズム、１２は第２の偏光プリズム、１３
は偏光スイツチ、１４は第１のミラー、１５は第
２のミラー、１７は偏波面保存光フアイバ、１８
は1/4波長板、１９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 第１の偏光プリズムと、第１の偏光プリズム
   の一側面側に設けられた第１のミラーと、第１の
   偏光プリズムに関し第１のミラーの反射側に第１
   の偏光プリズムと平行配置に設けられた第２の偏
   光プリズムと、第１のミラーと同一側の第２の偏
   光プリズムの一側面側に設けられた第２のミラー
   と、第１の偏光プリズムと第２の偏光プリズムと
   の間に設けられた偏光スイツチと、第２の偏光プ
   リズムに関し第２のミラーの反射側または透過側
   の側面にその一端部を臨ませ且つその固有偏光軸
   を第２の偏光プリズムの透過・反射偏光方向に一
   致させて設けられた偏波面保存光フアイバと、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直線偏光の偏波面を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。