JPH0546640B2 - - Google Patents
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- JPH0546640B2 JPH0546640B2 JP59235407A JP23540784A JPH0546640B2 JP H0546640 B2 JPH0546640 B2 JP H0546640B2 JP 59235407 A JP59235407 A JP 59235407A JP 23540784 A JP23540784 A JP 23540784A JP H0546640 B2 JPH0546640 B2 JP H0546640B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
光通信システム、光情報処理システム、光交換
システムやコンピユータ等に使用する光デイジタ
ル論理回路に関するものである。
システムやコンピユータ等に使用する光デイジタ
ル論理回路に関するものである。
〈従来技術〉
近年、光フアイバ技術、光半導体技術の発達に
より、基幹伝送を目的とする長距離光通信システ
ムや分散処理装置間を高効率に接続する光LAN
システムが実用化されている。これらのシステム
において、光技術は、主に、機能装置間の接続手
段として使われ、機能は、専ら、LSIを中心とす
る電子回路技術に負うところが大である。
より、基幹伝送を目的とする長距離光通信システ
ムや分散処理装置間を高効率に接続する光LAN
システムが実用化されている。これらのシステム
において、光技術は、主に、機能装置間の接続手
段として使われ、機能は、専ら、LSIを中心とす
る電子回路技術に負うところが大である。
近未来の高度情報化社会の到来を反映して、処
理する情報の多様化、大容量化がますます進むに
つれて、その処理速度の超高速化、処理の複雑化
が要求されて来ている。これらの要求に対処する
ためには、光技術を接続手段としてのみでなく、
論理処理手段として使う必要が生じて来ている。
理する情報の多様化、大容量化がますます進むに
つれて、その処理速度の超高速化、処理の複雑化
が要求されて来ている。これらの要求に対処する
ためには、光技術を接続手段としてのみでなく、
論理処理手段として使う必要が生じて来ている。
すなわち、伝送されて来た光デイジタル信号
を、光のままで、デイジタル演算処理を行い、そ
の処理結果を光で出力し、他装置へ伝送できる、
光の高速性、広帯域性、無誘導性等の特徴を充分
に生かした光処理装置（光情報処理システム、光
交換システム等）が不可欠となる。
を、光のままで、デイジタル演算処理を行い、そ
の処理結果を光で出力し、他装置へ伝送できる、
光の高速性、広帯域性、無誘導性等の特徴を充分
に生かした光処理装置（光情報処理システム、光
交換システム等）が不可欠となる。
この種の装置実現には、一般の電気論理回路で
用いられていると同様な光論理機能ブロツク、例
えば、光デート（INVERTOR、OR、AND、
EXOR等）や光フリツプフロツプ回路、光シフ
トレジスタ回路、光カウンタ等が構成されなけれ
ばならない。
用いられていると同様な光論理機能ブロツク、例
えば、光デート（INVERTOR、OR、AND、
EXOR等）や光フリツプフロツプ回路、光シフ
トレジスタ回路、光カウンタ等が構成されなけれ
ばならない。
従来、これらの光論理機能ブロツクにおいて
は、実用に供されるものは見当らない。
は、実用に供されるものは見当らない。
〈本発明の目的〉
本発明は、以上を鑑み実用的な光シフトレジス
タを供給することにある。
タを供給することにある。
〈発明の構成〉
本発明の光シフトレジスタ回路は、光フリツプ
フロツプ回路を複数個縦続接続した構成となつて
おり、光フリツプフロツプ回路に、第１、第２、
第３の光双安定素子と、入力光信号と光クロツク
とを合波してその合波光を前記第１の光双安定素
子へ出力する第１の合波器と、前記第１の光双安
定素子からの光出力信号を２分する光分岐器と、
この分割器により２分された光出力信号のうちの
一方の光出力信号を前記光クロツクに対し反転し
た反転光クロツクと合波して前記第２の光双安定
素子へ出力する第２の合波器と、前記分岐器によ
り分割されたもう一方の光出力信号と前記第２の
光双安定素子からの光出力信号とを合波して前記
第３の光双安定素子へ入力する第３の合波器とを
備えたものと、電流クロツク入力端子を備えてい
る第１の光双安定素子と、この第１の光双安定素
子からの光出力信号を２分割する光分岐器と、電
流クロツク入力端子を備え、かつ前記光分岐器に
より２分割された光出力信号のうちの一方の光出
力信号を入力光とする第２の光双安定素子と、こ
の第２の光双安定素子からの光出力信号と前記光
分岐器により２分割されたもう一方の光出力信号
とを合波する合波器と、この合波器からの光出力
信号を入力光とする第３の光双案内素子とを備え
たものの、２種類のものを用いている。また、別
の構成では、光フリツプフロツプ回路を光分岐器
を介して複数個縦続接続し、前記光分岐器の出力
端のうち光フリツプフロツプ回路に接続されてい
ない方の出力端を中間タツプ出力端とした構成か
ら成り、光フリツプフロツプ回路としては前述の
２種類のものをそれぞれ用いている。すなわち本
発明では合計で４種類の光シフトレジスタがあ
る。
フロツプ回路を複数個縦続接続した構成となつて
おり、光フリツプフロツプ回路に、第１、第２、
第３の光双安定素子と、入力光信号と光クロツク
とを合波してその合波光を前記第１の光双安定素
子へ出力する第１の合波器と、前記第１の光双安
定素子からの光出力信号を２分する光分岐器と、
この分割器により２分された光出力信号のうちの
一方の光出力信号を前記光クロツクに対し反転し
た反転光クロツクと合波して前記第２の光双安定
素子へ出力する第２の合波器と、前記分岐器によ
り分割されたもう一方の光出力信号と前記第２の
光双安定素子からの光出力信号とを合波して前記
第３の光双安定素子へ入力する第３の合波器とを
備えたものと、電流クロツク入力端子を備えてい
る第１の光双安定素子と、この第１の光双安定素
子からの光出力信号を２分割する光分岐器と、電
流クロツク入力端子を備え、かつ前記光分岐器に
より２分割された光出力信号のうちの一方の光出
力信号を入力光とする第２の光双安定素子と、こ
の第２の光双安定素子からの光出力信号と前記光
分岐器により２分割されたもう一方の光出力信号
とを合波する合波器と、この合波器からの光出力
信号を入力光とする第３の光双案内素子とを備え
たものの、２種類のものを用いている。また、別
の構成では、光フリツプフロツプ回路を光分岐器
を介して複数個縦続接続し、前記光分岐器の出力
端のうち光フリツプフロツプ回路に接続されてい
ない方の出力端を中間タツプ出力端とした構成か
ら成り、光フリツプフロツプ回路としては前述の
２種類のものをそれぞれ用いている。すなわち本
発明では合計で４種類の光シフトレジスタがあ
る。
〈実施例〉
次に本発明について、図面を参照して、詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明の第一の実施例を示す光シフト
レジスタ回路である。本回路は４個の光Ｄフリツ
プフロツプ回路１，２，３，と４を縦属接続して
構成された4bit光シフトレジスタ回路である。光
シフトレジスタ回路動作の説明の前に、まず、光
Ｄフリツプフロツプ回路の構成とその動作の説明
をする。第２図は本発明による光シフトレジスタ
回路の基本回路ブロツクである光Ｄフリツプフロ
ツプ回路で、第３図はその論理動作を示すタイム
チヤートである。両図を参照して以下説明する。
振幅強度ADをもつ光デイジタルデータLDと振幅
強度Acをもつ光クロツクLCが合波器１３で合波
され、光双安定素子１０へ入力される。
レジスタ回路である。本回路は４個の光Ｄフリツ
プフロツプ回路１，２，３，と４を縦属接続して
構成された4bit光シフトレジスタ回路である。光
シフトレジスタ回路動作の説明の前に、まず、光
Ｄフリツプフロツプ回路の構成とその動作の説明
をする。第２図は本発明による光シフトレジスタ
回路の基本回路ブロツクである光Ｄフリツプフロ
ツプ回路で、第３図はその論理動作を示すタイム
チヤートである。両図を参照して以下説明する。
振幅強度ADをもつ光デイジタルデータLDと振幅
強度Acをもつ光クロツクLCが合波器１３で合波
され、光双安定素子１０へ入力される。
光双安定素子１０は、第８図に示すように、光
出力Poutが光入力Pinの変化に対して履歴を示
し、ある入力強度の範囲（PAからPCの範囲）で、
２つの安定な出力光強度をとるものである。ここ
で、光双安定素子１０の特性について、第８図を
参照して、更に詳述する。
出力Poutが光入力Pinの変化に対して履歴を示
し、ある入力強度の範囲（PAからPCの範囲）で、
２つの安定な出力光強度をとるものである。ここ
で、光双安定素子１０の特性について、第８図を
参照して、更に詳述する。
光入力Pinが増すとともに光出力PoutはOAB
と漸増し、低い値PLを保持し、光入力PinがPBに
達すると光出力PoutはＢよりＣに急増し、高い
値PHとなりその後CDと漸増する。逆に、光入力
Pinを減じていくときは、DCEと光出力Poutが漸
減し、光入力PinがPEまでは、光出力Poutは高い
値PHを保持し、光入力PinがPAになると光出力
PoutはＥよりＡに急減し、低い値PLとなり、そ
の後はAOと漸減する。
と漸増し、低い値PLを保持し、光入力PinがPBに
達すると光出力PoutはＢよりＣに急増し、高い
値PHとなりその後CDと漸増する。逆に、光入力
Pinを減じていくときは、DCEと光出力Poutが漸
減し、光入力PinがPEまでは、光出力Poutは高い
値PHを保持し、光入力PinがPAになると光出力
PoutはＥよりＡに急減し、低い値PLとなり、そ
の後はAOと漸減する。
このような光双安定特性を有する素子の一例と
して、第７図に示す光双安定半導体レーザが発表
されている。（小田切、他．タンデム電極構造DC
−PBH光双安定半導体レーザ、電子通信学会全
国大会、No.937（1983））。該光双安定半導体レーザ
は、フアベリペロ共振器面３７，３８に並行に設
けられたスリツト３３によつて、電気的に絶縁さ
れた２分割Ｐ側電極３１，３２を有している。各
電極３１，３２への適切なバイアス電流I1，I2に
より、光入力Pinに対する光出力Poutの関係に、
第８図に示すような双安定特性をもたせることが
できる。さて、第２図と第３図にもどつて、光Ｄ
フリツプフロツプの構成とその論理動作を説明す
る。
して、第７図に示す光双安定半導体レーザが発表
されている。（小田切、他．タンデム電極構造DC
−PBH光双安定半導体レーザ、電子通信学会全
国大会、No.937（1983））。該光双安定半導体レーザ
は、フアベリペロ共振器面３７，３８に並行に設
けられたスリツト３３によつて、電気的に絶縁さ
れた２分割Ｐ側電極３１，３２を有している。各
電極３１，３２への適切なバイアス電流I1，I2に
より、光入力Pinに対する光出力Poutの関係に、
第８図に示すような双安定特性をもたせることが
できる。さて、第２図と第３図にもどつて、光Ｄ
フリツプフロツプの構成とその論理動作を説明す
る。
光デイジタルデータLDの振幅強度ADと光クロ
ツクLCの振幅強度ACとを次の関係式が成立する
ように設定する。
ツクLCの振幅強度ACとを次の関係式が成立する
ように設定する。
PEAD≦PB
PEAC≦PB
AD＋ACPC ……(1)
ここで、PB、PCとPEは第８図の光双安定特性
のＢ点、Ｃ点とＤ点での光入力である。すなわ
ち、(1)式は次を意味している。
のＢ点、Ｃ点とＤ点での光入力である。すなわ
ち、(1)式は次を意味している。
光双安定素子10の光出力L10が低い値PL（“０”
状態）を保持している状態で入力光デイジタルデ
ータLDと光クロツクLCとが同時に高い値（“１”
状態）を取つたときのみ光出力L10は高い値PH
（“１”状態）をとることが出来、両入力が不一致
のときは低い値PL（“０”状態）を保持している。
状態）を保持している状態で入力光デイジタルデ
ータLDと光クロツクLCとが同時に高い値（“１”
状態）を取つたときのみ光出力L10は高い値PH
（“１”状態）をとることが出来、両入力が不一致
のときは低い値PL（“０”状態）を保持している。
一方、光双安定素子10の光出力L10が高い値PH
（“１”状態）を保持している状態で、どちらか一
方の入力すなわち入力光デイジタルデータLDか
光クロツクLCかが低い値（“０”状態）を取つて
も光双安定素子10はそのまま高い値（“１”状態）
を保持し、両入力が同時に低い値（“０”状態）
をとつたとき、低い値PL（“０”状態）になる。
これらの関係を第１１図の真理値表に示す。
（“１”状態）を保持している状態で、どちらか一
方の入力すなわち入力光デイジタルデータLDか
光クロツクLCかが低い値（“０”状態）を取つて
も光双安定素子10はそのまま高い値（“１”状態）
を保持し、両入力が同時に低い値（“０”状態）
をとつたとき、低い値PL（“０”状態）になる。
これらの関係を第１１図の真理値表に示す。
従つて、第１図における光双安定素子10には、
第３図に示すように、光クロツクLCの立上時
Cr1，Cr2，……で入力デイジタルデータLDがセ
ツトされ、入力光デイジタルデータの立下時D1，
D2，……でリセツトされた光出力L10が得られ
る。しかしながら、光出力L10には、入力光デイ
ジタルデータLDのパルス幅が忠実に再現されて
いない。そこで、以下の論理により、更に、光出
力L10を加工する必要がある。分岐器１４により、
光出力L10が光出力L101と光出力L100とに二等分
割される。後の動作のため、光出力L101及び光出
力L100の振幅強度は(1)式で示した振幅強度ADを
満足しなければならない。この条件に合うよう
に、光双安定素子１０の光出力L10の高い値PHは
設定されている。光出力L101と光クロツクLCの反
転極性で、振幅強度ACの反転光クロツクCとを
合波器１５で合波し、光双安定素子１１へ入力す
る。光双安定素子１１の特性は光双安定素子１０
のそれと全く同一のものである。従つて、光双安
定素子１１には、反転光クロツクCの立上時
r1，r2……で、光出力L10がセツトされ、反転
光クロツクCの立下時f1，f2……でリセツト
された光出力L11が得られる。
第３図に示すように、光クロツクLCの立上時
Cr1，Cr2，……で入力デイジタルデータLDがセ
ツトされ、入力光デイジタルデータの立下時D1，
D2，……でリセツトされた光出力L10が得られ
る。しかしながら、光出力L10には、入力光デイ
ジタルデータLDのパルス幅が忠実に再現されて
いない。そこで、以下の論理により、更に、光出
力L10を加工する必要がある。分岐器１４により、
光出力L10が光出力L101と光出力L100とに二等分
割される。後の動作のため、光出力L101及び光出
力L100の振幅強度は(1)式で示した振幅強度ADを
満足しなければならない。この条件に合うよう
に、光双安定素子１０の光出力L10の高い値PHは
設定されている。光出力L101と光クロツクLCの反
転極性で、振幅強度ACの反転光クロツクCとを
合波器１５で合波し、光双安定素子１１へ入力す
る。光双安定素子１１の特性は光双安定素子１０
のそれと全く同一のものである。従つて、光双安
定素子１１には、反転光クロツクCの立上時
r1，r2……で、光出力L10がセツトされ、反転
光クロツクCの立下時f1，f2……でリセツト
された光出力L11が得られる。
次に、光出力L100と光出力L11とを合波器１６
で合波し、光出力L16が得られる。光出力１６に
は、第３図に示されているように、光出力L100と
光出力L11との和信号が得られるが、その振幅は
論理レベルになつていない。そこで、光出力L16
を光双安定素子１２へ入力し振幅整形する。光双
安定素子１２の特性は、前述の光双安定素子１０
および１１と異り、第９図に示すように、光入力
Pinが閾値Pthを超えると、光出力Poutが低い値
PLから高い値PHへと急増する比較器特性を有し
ている。この特性を得るには、第７図で示した光
双安定半導体レーザの電流I1とI2を適切な値に設
定すればよい。閾値Tthを第３図に示すように設
定すれば、振幅強度PHをもつ出力光デイジタル
データLOを得ることができる。
で合波し、光出力L16が得られる。光出力１６に
は、第３図に示されているように、光出力L100と
光出力L11との和信号が得られるが、その振幅は
論理レベルになつていない。そこで、光出力L16
を光双安定素子１２へ入力し振幅整形する。光双
安定素子１２の特性は、前述の光双安定素子１０
および１１と異り、第９図に示すように、光入力
Pinが閾値Pthを超えると、光出力Poutが低い値
PLから高い値PHへと急増する比較器特性を有し
ている。この特性を得るには、第７図で示した光
双安定半導体レーザの電流I1とI2を適切な値に設
定すればよい。閾値Tthを第３図に示すように設
定すれば、振幅強度PHをもつ出力光デイジタル
データLOを得ることができる。
結局、出力光デイジタルデータLOには、光ク
ロツクLCの立上時Cr1，Cr2……に同期して、入
力光デイジタルデータLDがラツチされた波形が
得られることになる。
ロツクLCの立上時Cr1，Cr2……に同期して、入
力光デイジタルデータLDがラツチされた波形が
得られることになる。
従つて、第２図の回路は光Ｄフリツプフロツプ
回路として動作することが明らかとなつた。該光
Ｄフリツプフロツプ回路を４段縦属接続すれば第
１図の本発明の第一の実施例による光シフトレジ
スタ回路が実現される。本光シフトレジスタ回路
において、各光Ｄフリツプフロツプ段の光出力
L1，L2，L3とL4は方向性結合器K1，K2，K3と
K4により取りだされ、入力光デイジタルデータ
LDの1bit遅延、2bit遅延、3bit遅延、4bit遅延の
光デイジタルデータが、第４図の如く、得られ
る。
回路として動作することが明らかとなつた。該光
Ｄフリツプフロツプ回路を４段縦属接続すれば第
１図の本発明の第一の実施例による光シフトレジ
スタ回路が実現される。本光シフトレジスタ回路
において、各光Ｄフリツプフロツプ段の光出力
L1，L2，L3とL4は方向性結合器K1，K2，K3と
K4により取りだされ、入力光デイジタルデータ
LDの1bit遅延、2bit遅延、3bit遅延、4bit遅延の
光デイジタルデータが、第４図の如く、得られ
る。
以上述べた第一の実施例での光双安定素子１
０，１１，１２は第７図に示した光双安定半導体
レーザを例にしたが、これに限定されることな
く、光入力に対して光出力が２値安定で、履歴特
性を示す光双安定素子でありさえすれば、本発明
の光シフトレジスタ回路は実現可能であることは
自明である。
０，１１，１２は第７図に示した光双安定半導体
レーザを例にしたが、これに限定されることな
く、光入力に対して光出力が２値安定で、履歴特
性を示す光双安定素子でありさえすれば、本発明
の光シフトレジスタ回路は実現可能であることは
自明である。
尚、上記実施例では光フリツプフロツプ回路を
分岐器を介して接続した例を示したが、前段のフ
リツプフロツプ回路の出力を直接次段のフリツプ
フロツプ回路の入力端に接続してもよい。しか
し、この場合は最終段から出力を取り出すかたち
となるためその応用範囲は上述の実施例のものよ
り狭い。このことは後述の実施例についても同じ
である。
分岐器を介して接続した例を示したが、前段のフ
リツプフロツプ回路の出力を直接次段のフリツプ
フロツプ回路の入力端に接続してもよい。しか
し、この場合は最終段から出力を取り出すかたち
となるためその応用範囲は上述の実施例のものよ
り狭い。このことは後述の実施例についても同じ
である。
次に、本発明の第二の実施例を第５図に示す。
第一の実施例と同様に４個の光Ｄフリツプフロツ
プ回路１，２，３と４を縦属接続した4bit光シフ
トレジスタ回路である。第一の実施例と異る点
は、光Ｄフリツプフロツプ回路１，２，３と４に
使用している光双安定素子１０，１１に与えるク
ロツク信号を電流クロツクICで供給したことであ
る。
第一の実施例と同様に４個の光Ｄフリツプフロツ
プ回路１，２，３と４を縦属接続した4bit光シフ
トレジスタ回路である。第一の実施例と異る点
は、光Ｄフリツプフロツプ回路１，２，３と４に
使用している光双安定素子１０，１１に与えるク
ロツク信号を電流クロツクICで供給したことであ
る。
本実施例による光シフトレジスタ回路の動作を
説明する前に、まず、光Ｄフリツプフロツプ回路
の構成とその動作の説明をする。
説明する前に、まず、光Ｄフリツプフロツプ回路
の構成とその動作の説明をする。
第６図は第二の実施例を構成する光Ｄフリツプ
フロツプ回路である。第一の実施例を構成する光
Ｄフリツプフロツプと同様に、入力光デイジタル
データLDが光双安定半導体レーザ１０へ入力さ
れる。電流クロツクICの立上時に同期して、入力
光デイジタルデータLDがセツトされ、光出力L10
が得られる。光出力L10は分岐器１４により、光
出力L101とL100とに２等分割される。光出力L101
は光双安定半導体レーザ１１へ入力され、反転電
流クロツクCの立上時に同期して光出力L101が
セツトされ、光出力L11が得られる。光出力L11と
光出力L100は合波器１６で合波され、得られた光
出力L16が更に、光双安定半導体レーザ１２へ入
力され、出力光デイジタルデータLOが得られる。
出力光デイジタルデータLOには、入力光デイジ
タルLDを電流クロツクICの立上時でラツチした出
力信号が得られる。
フロツプ回路である。第一の実施例を構成する光
Ｄフリツプフロツプと同様に、入力光デイジタル
データLDが光双安定半導体レーザ１０へ入力さ
れる。電流クロツクICの立上時に同期して、入力
光デイジタルデータLDがセツトされ、光出力L10
が得られる。光出力L10は分岐器１４により、光
出力L101とL100とに２等分割される。光出力L101
は光双安定半導体レーザ１１へ入力され、反転電
流クロツクCの立上時に同期して光出力L101が
セツトされ、光出力L11が得られる。光出力L11と
光出力L100は合波器１６で合波され、得られた光
出力L16が更に、光双安定半導体レーザ１２へ入
力され、出力光デイジタルデータLOが得られる。
出力光デイジタルデータLOには、入力光デイジ
タルLDを電流クロツクICの立上時でラツチした出
力信号が得られる。
この動作を保証するために、光双安定半導体レ
ーザへの電流クロツクIC（又は、反転電流クロツ
クC）の振幅値と入力光デイジタルデータLD（又
は、光出力I101）の振幅強度ADとに第一の実施例
の場合と類似な条件を付加する必要がある。第１
０図には、入力光デイジタルデータLDの振幅強
度と電流クロツクIcの振幅値への条件を模式的に
示した。
ーザへの電流クロツクIC（又は、反転電流クロツ
クC）の振幅値と入力光デイジタルデータLD（又
は、光出力I101）の振幅強度ADとに第一の実施例
の場合と類似な条件を付加する必要がある。第１
０図には、入力光デイジタルデータLDの振幅強
度と電流クロツクIcの振幅値への条件を模式的に
示した。
第１０図右上は第７図の光双安定半導体レーザ
の注入電流I1と光出力Poutの関係を示したもの
で、注入電流I1が増加し、閾値Ith2以下であると、
光出力Poutは低い値PLを保持している。一旦、
閾値Ith2ををこえると、光出力Poutは高い値PHに
急増し、注入電流I1が増加しても、光出力Poutは
そのまま高い値PHを保持している。注入電流I1が
減少し、閾値Ith1以下になると光出力Poutは高い
値PHから低い値PLへ急減する。注入電流I1に対し
光出力Poutがこのような特性をもつ光双安定半
導体レーザの注入電流I1を閾値Ith1より若干小さ
い値Ib1と閾値Ith1と閾値Ith2との中間値Ib2とに
設定したとき、光双安定半導体レーザの光入力
Pinと光出力Poutとに第１０図左上の関係を得る
ことができる。
の注入電流I1と光出力Poutの関係を示したもの
で、注入電流I1が増加し、閾値Ith2以下であると、
光出力Poutは低い値PLを保持している。一旦、
閾値Ith2ををこえると、光出力Poutは高い値PHに
急増し、注入電流I1が増加しても、光出力Poutは
そのまま高い値PHを保持している。注入電流I1が
減少し、閾値Ith1以下になると光出力Poutは高い
値PHから低い値PLへ急減する。注入電流I1に対し
光出力Poutがこのような特性をもつ光双安定半
導体レーザの注入電流I1を閾値Ith1より若干小さ
い値Ib1と閾値Ith1と閾値Ith2との中間値Ib2とに
設定したとき、光双安定半導体レーザの光入力
Pinと光出力Poutとに第１０図左上の関係を得る
ことができる。
I1＝Ib2の場合は、双安定特性１００が、I1＝
Ib1の場合は、双安定特性１０１が得られる。双
安定特性１００では、光入力Pinが増大して、閾
値Pth1をこえると、光出力Poutが高い値PHにな
り、光入力Pinが減少し、無入力でも、高い値PH
を保持している。一方、双安定特性１０１では、
光入力Pinが増大して、閾値Pth3をこえると光出
力Poutが高い値PHになる。光入力Pinが減少し、
閾値Pth2以下になると、光出力Poutは高い値PH
から低い値PLへ急減する。このとき、閾値Pth1
は閾値Pth2より小さく設定されているものとす
る。電流クロツクICは、第１０図右上と中下に示
すように、低い値（“０”状態）をIb1に、高い値
（“１”状態）をIb2に設定する。
Ib1の場合は、双安定特性１０１が得られる。双
安定特性１００では、光入力Pinが増大して、閾
値Pth1をこえると、光出力Poutが高い値PHにな
り、光入力Pinが減少し、無入力でも、高い値PH
を保持している。一方、双安定特性１０１では、
光入力Pinが増大して、閾値Pth3をこえると光出
力Poutが高い値PHになる。光入力Pinが減少し、
閾値Pth2以下になると、光出力Poutは高い値PH
から低い値PLへ急減する。このとき、閾値Pth1
は閾値Pth2より小さく設定されているものとす
る。電流クロツクICは、第１０図右上と中下に示
すように、低い値（“０”状態）をIb1に、高い値
（“１”状態）をIb2に設定する。
一方、入力光デイジタルデータLDの振幅強度
ADは、第１０図左上と左下に示すように、閾値
Pth2と閾値Pth3の中間値に設定する。さて、入力
光デイジタルデータLDの振幅強度ADと電流クロ
ツクICの振幅値条件を以上のように設定し、第１
０図を参照して、第６図の光双安定半導体レーザ
１０の動作を説明する。
ADは、第１０図左上と左下に示すように、閾値
Pth2と閾値Pth3の中間値に設定する。さて、入力
光デイジタルデータLDの振幅強度ADと電流クロ
ツクICの振幅値条件を以上のように設定し、第１
０図を参照して、第６図の光双安定半導体レーザ
１０の動作を説明する。
尚、光双安定半導体レーザ１１の動作は光双安
定半導体レーザ１０のそれと同じであり、又、光
双安定半導体レーザ１２の動作は、第一の実施例
の光双安定素子１２のそれと同じであるので、こ
れらの動作説明は省略する。
定半導体レーザ１０のそれと同じであり、又、光
双安定半導体レーザ１２の動作は、第一の実施例
の光双安定素子１２のそれと同じであるので、こ
れらの動作説明は省略する。
電流クロツクICが低い値Ib1（“０”状態）のと
き、光入力Pinと光出力Poutとの関係は、図１０
左上の光双安定特性１０１で支配される。従つて
入力光デイジタルデータLDが高い値AD（“１”状
態）の場合は、その動作点はQ1となり、低い値
（“０”状態）の場合は、その動作点はQ0となり、
いずれの場合も光双安定半導体レーザ１０の光出
力L10は低い値PL（“０”状態）をとる。
き、光入力Pinと光出力Poutとの関係は、図１０
左上の光双安定特性１０１で支配される。従つて
入力光デイジタルデータLDが高い値AD（“１”状
態）の場合は、その動作点はQ1となり、低い値
（“０”状態）の場合は、その動作点はQ0となり、
いずれの場合も光双安定半導体レーザ１０の光出
力L10は低い値PL（“０”状態）をとる。
電流クロツクICが低い値Ib1（“０”状態）から
高い値Ib2（“１”状態）になると、光入力Pinと光
出力Poutとの関係は光双安定特性１００で支配
される。従つて、入力光デイジタルデータLDが
高い値AD（“１”状態）をとれば、その動作点は
Q3となり、光双安定半導体レーザ１０の光出力
L10は高い値PH（“１”状態）をとる。
高い値Ib2（“１”状態）になると、光入力Pinと光
出力Poutとの関係は光双安定特性１００で支配
される。従つて、入力光デイジタルデータLDが
高い値AD（“１”状態）をとれば、その動作点は
Q3となり、光双安定半導体レーザ１０の光出力
L10は高い値PH（“１”状態）をとる。
結局、入力光デイジタルデータLDか電流クロ
ツクICのいずれかが高い値（“１”状態）でも光
双安定半導体レーザ１０の光出力10は高い値PH
（“１”状態）をとれず、両入力が同時に高い値
（“１”状態）のときのみ、高い値PH（“１”状態）
になる。
ツクICのいずれかが高い値（“１”状態）でも光
双安定半導体レーザ１０の光出力10は高い値PH
（“１”状態）をとれず、両入力が同時に高い値
（“１”状態）のときのみ、高い値PH（“１”状態）
になる。
光双安定半導体レーザ１０の光出力L10が高い
値PH（“１”状態）を保持している状態で、電流
クロツクICが入力光デイジタルデータLDより早く
低い値Ib1（“０”状態）になる場合（第１０図の
イの場合）と入力光デイジタルデータLDが電流
クロツクICより早く低い値（“０”）になる場合
（第１０図のロの場合）とが存在する。
値PH（“１”状態）を保持している状態で、電流
クロツクICが入力光デイジタルデータLDより早く
低い値Ib1（“０”状態）になる場合（第１０図の
イの場合）と入力光デイジタルデータLDが電流
クロツクICより早く低い値（“０”）になる場合
（第１０図のロの場合）とが存在する。
イの場合においては、光入力Pinと光出力Pout
との関係は光双安定特性１０１で支配され、動作
点はQ2で、光出力L10は高い値PH（“１”状態）を
保持し、光入力デイジタルデータLDが低い値
（“０”状態）をとると同時に、その動作点はQ0
となり、光出力L10は低い値PL（“０”状態）にな
る。
との関係は光双安定特性１０１で支配され、動作
点はQ2で、光出力L10は高い値PH（“１”状態）を
保持し、光入力デイジタルデータLDが低い値
（“０”状態）をとると同時に、その動作点はQ0
となり、光出力L10は低い値PL（“０”状態）にな
る。
一方、ロの場合においては、光入力Pinと光出
力Poutとの関係は光双安定特性１００で支配さ
れ、動作点はQ4で、光出力L10は高い値PH（“１”
状態）を保持し、電流クロツクICが低い値Ib1
（“０”状態）になると、その動作点はQ0となり、
光出力L10は低い値PL（“０”状態）になる。
力Poutとの関係は光双安定特性１００で支配さ
れ、動作点はQ4で、光出力L10は高い値PH（“１”
状態）を保持し、電流クロツクICが低い値Ib1
（“０”状態）になると、その動作点はQ0となり、
光出力L10は低い値PL（“０”状態）になる。
結局、光双安定半導体レーザ１０の光出力L10
が高い値（“１”状態）を保持している状態で、
どちらか一方の入力すなわち入力光デイジタルデ
ータLDあるいは電流クロツクICかが低い値（“０”
状態）を取つても、光出力L10はそのまま高い値
PH（“１”状態）を保持し、両入力が同時に低い
値（“０”状態）をとつたとき、光出力L10は低い
値PL（“０”状態）になる。
が高い値（“１”状態）を保持している状態で、
どちらか一方の入力すなわち入力光デイジタルデ
ータLDあるいは電流クロツクICかが低い値（“０”
状態）を取つても、光出力L10はそのまま高い値
PH（“１”状態）を保持し、両入力が同時に低い
値（“０”状態）をとつたとき、光出力L10は低い
値PL（“０”状態）になる。
以上の光双安定半導体レーザの動作は、第一の
実施例の場合の光クロツクICでの光双安定素子の
動作と全く同じであることがわかる。従つて、第
二の実施例での光Ｄフリツプフロツプ回路のタイ
ミングチヤートは、第一の実施例での光Ｄフリツ
プフロツプ回路のタイミングチヤート（第３図）
で、光クロツクLCと反転光クロツクCを、各々、
電流クロツクICと反転電流クロツクCに置き換
えたものと等価である。
実施例の場合の光クロツクICでの光双安定素子の
動作と全く同じであることがわかる。従つて、第
二の実施例での光Ｄフリツプフロツプ回路のタイ
ミングチヤートは、第一の実施例での光Ｄフリツ
プフロツプ回路のタイミングチヤート（第３図）
で、光クロツクLCと反転光クロツクCを、各々、
電流クロツクICと反転電流クロツクCに置き換
えたものと等価である。
さて、第５図にもどつて、第二の実施例の光シ
フトレジスタの説明を継続する。
フトレジスタの説明を継続する。
以上説明した光Ｄフリツプフロツプ回路が４段
縦属接続され、分岐器K1，K2，K3とK4を介し
て、各段の光出力L1，L2，L3とL4が得られる。
光双安定半導体レーザ１０には電流クロツクICに
より、光双安定半導体レーザ１１には、電気的反
転器INV１，INV２，INV３，INV４で得られ
た反転電流クロツクCにより、クロツキングさ
れる。電流クロツクICと反転電流クロツクCは
電気クロツクECにより供給される。以上の論理
動作は、第４図に示す第一の実施例による光シフ
トレジスタ動作図において、光クロツクLCを電
気クロツクECに置きかえることで理解され、第
二の実施例は第一の実施例と同様な光シフトレジ
スタ動作が実現できる。
縦属接続され、分岐器K1，K2，K3とK4を介し
て、各段の光出力L1，L2，L3とL4が得られる。
光双安定半導体レーザ１０には電流クロツクICに
より、光双安定半導体レーザ１１には、電気的反
転器INV１，INV２，INV３，INV４で得られ
た反転電流クロツクCにより、クロツキングさ
れる。電流クロツクICと反転電流クロツクCは
電気クロツクECにより供給される。以上の論理
動作は、第４図に示す第一の実施例による光シフ
トレジスタ動作図において、光クロツクLCを電
気クロツクECに置きかえることで理解され、第
二の実施例は第一の実施例と同様な光シフトレジ
スタ動作が実現できる。
以上の第一、第二の実施例の説明において、光
双安定素子、結合器、分岐器、合波器は、個別の
部品として取扱つたがこれらの機能を一枚の基板
上で集積化すれば、小型で、経済的な光シフトレ
ジスタ回路が実現できることは自明である。又、
以上の実施例では、4bit光シフトレジスタを例に
とつて説明したが、これに制限されることなく、
該光Ｄフリツプフロツプを任意多数個縦続接続す
れば多数ビツトの光シフトレジスタ回路を実現で
きることは明らかである。
双安定素子、結合器、分岐器、合波器は、個別の
部品として取扱つたがこれらの機能を一枚の基板
上で集積化すれば、小型で、経済的な光シフトレ
ジスタ回路が実現できることは自明である。又、
以上の実施例では、4bit光シフトレジスタを例に
とつて説明したが、これに制限されることなく、
該光Ｄフリツプフロツプを任意多数個縦続接続す
れば多数ビツトの光シフトレジスタ回路を実現で
きることは明らかである。
〈発明の効果〉
以上説明したように、本発明により、光双安定
素子を基本素子とした小型で集積化に適した光シ
フトレジスタ回路が実現され、伝送されて来た光
デイジタル信号を光のままでデイジタル演算処理
が可能となり、光情報処理システム、光交換シス
テム、光コンピユータ構築のために不可欠な光機
能回路が提供される。
素子を基本素子とした小型で集積化に適した光シ
フトレジスタ回路が実現され、伝送されて来た光
デイジタル信号を光のままでデイジタル演算処理
が可能となり、光情報処理システム、光交換シス
テム、光コンピユータ構築のために不可欠な光機
能回路が提供される。
第１図は本発明の第一の実施例による光シフト
レジスタ回路図、第２図は本発明の第一の実施例
の光シフトレジスタ回路を構成する光Ｄフリツプ
フロツプの回路図、第３図は光Ｄフリツプフロツ
プ回路のタイミングチヤート、第４図は光シフト
レジスタ回路のタイミングチヤート、第５図は本
発明の第二の実施例による光シフトレジスタ回路
図、第６図は第二の実施例の光シフトレジスタ回
路を構成する光Ｄフリツプフロツプ回路、第７図
は光双安定半導体レーザの概要図、第８図と第９
図は光双安定素子の光入力−光出力特性図、第１
０図は光双安定半導体レーザのバイアス電流−光
入力−光出力特性図、第１１図は光フリツプフロ
ツプの真理値表を示す図である。 １，２，３，４……光Ｄフリツプフロツプ回
路、１０，１１，１２……光双安定素子、LD…
…入力光デイジタルデータ、LC……光クロツク、
ＬC……反転光クロツク、IC……電流クロツク、
ＩC……反転電流クロツク、L1，L2，L3，L4……
各段での光出力。
レジスタ回路図、第２図は本発明の第一の実施例
の光シフトレジスタ回路を構成する光Ｄフリツプ
フロツプの回路図、第３図は光Ｄフリツプフロツ
プ回路のタイミングチヤート、第４図は光シフト
レジスタ回路のタイミングチヤート、第５図は本
発明の第二の実施例による光シフトレジスタ回路
図、第６図は第二の実施例の光シフトレジスタ回
路を構成する光Ｄフリツプフロツプ回路、第７図
は光双安定半導体レーザの概要図、第８図と第９
図は光双安定素子の光入力−光出力特性図、第１
０図は光双安定半導体レーザのバイアス電流−光
入力−光出力特性図、第１１図は光フリツプフロ
ツプの真理値表を示す図である。 １，２，３，４……光Ｄフリツプフロツプ回
路、１０，１１，１２……光双安定素子、LD…
…入力光デイジタルデータ、LC……光クロツク、
ＬC……反転光クロツク、IC……電流クロツク、
ＩC……反転電流クロツク、L1，L2，L3，L4……
各段での光出力。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光フリツプフロツプ回路を複数個縦続接続し
た構成から成り、さらに、前記光フリツプフロツ
プ回路が、第１、第２、第３の光双安定素子と、
入力光信号と光クロツクとを合波してその合波光
を前記第１の光双安定素子へ出力する第１の合波
器と、前記第１の光双安定素子からの光出力信号
を２分する光分岐器と、この分岐器により２分さ
れた光出力信号のうちの一方の光出力信号を前記
光クロツクに対し反転した反転光クロツクと合波
して前記第２の光双安定素子へ出力する第２の合
波器と、前記分岐器により分割されたもう一方の
光出力信号と前記第２の光双安定素子からの光出
力信号とを合波して前記第３の光双安定素子へ入
力する第３の合波器とから成ることを特徴とする
光シフトレジスタ回路。 ２ 光フリツプフロツプ回路を光分岐器を介して
複数個縦続接続し、前記光分岐器の出力端のうち
光フリツプフロツプ回路に接続されていない方の
出力端を中間タツプ出力端とした構成から成り、
さらに、前記光フリツプフロツプ回路が、第１、
第２、第３の光双安定素子と、入力光信号と光ク
ロツクとを合波してその合波光を前記第１の光双
安定素子へ出力する第１の合波器と、前記第１の
光双安定素子からの光出力信号を２分する光分岐
器と、この分岐器により２分された光出力信号の
うちの一方の光出力信号を前記光クロツクに対し
反転した反転光クロツクと合波して前記第２の光
双安定素子へ出力する第２の合波器と、前記分岐
器により分割されたもう一方の光出力信号と前記
第２の光双安定素子からの光出力信号とを合波し
て前記第３の光双安定素子へ入力する第３の合波
器とから成ることを特徴とする光シフトレジスタ
回路。 ３ 光フリツプフロツプ回路を複数個縦続接続し
た構成から成り、さらに、前記光フリツプフロツ
プ回路が、電流クロツク入力端子を備えている第
１の光双安定素子と、この第１の光双安定素子か
らの光出力信号を２分割する光分岐器と、電流ク
ロツク入力端子を備え、かつ、前記光分岐器によ
り２分割された光出力信号のうちの一方の光出力
信号を入力光とする第２の光双安定素子と、この
第２の光双安定素子からの光出力信号と前記光分
岐器により２分割さたもう一方の光出力信号とを
合波する合波器と、この合波器からの光出力信号
を入力光とする第３の光双安定素子とから成るこ
とを特徴とする光シフトレジスタ回路。 ４ 光フリツプフロツプ回路を光分岐器を介して
複数個縦続接続し、前記光分岐器の出力端のうち
光フリツプフロツプ回路に接続されていない方の
出力端を中間タツプ出力とした構成から成り、さ
らに、前記光フリツプフロツプ回路が、電流クロ
ツク入力端子を備えている第１の光双安定素子
と、この第１の光双安定素子からの光出力信号を
２分割する光分岐器と、電流クロツク入力端子を
備え、かつ前記光分岐器により２分割された光出
力信号のうちの一方の光出力信号を入力光とする
第２の光双安定素子と、この第２の光双安定素子
からの光出力信号と前記光分岐器により２分割さ
れたもう一方の光出力信号とを合波する合波器
と、この合波器からの光出力信号を入力光とする
第３の光双安定素子とから成ることを特徴とする
光シフトレジスタ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59235407A JPS61115299A (ja) | 1984-11-08 | 1984-11-08 | 光シフトレジスタ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59235407A JPS61115299A (ja) | 1984-11-08 | 1984-11-08 | 光シフトレジスタ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61115299A JPS61115299A (ja) | 1986-06-02 |
| JPH0546640B2 true JPH0546640B2 (ja) | 1993-07-14 |
Family
ID=16985633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59235407A Granted JPS61115299A (ja) | 1984-11-08 | 1984-11-08 | 光シフトレジスタ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61115299A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5032010A (en) * | 1988-12-19 | 1991-07-16 | Gte Laboratories Incorporated | Optical serial-to-parallel converter |
-
1984
- 1984-11-08 JP JP59235407A patent/JPS61115299A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61115299A (ja) | 1986-06-02 |
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