JPH059770B2 - - Google Patents
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- JPH059770B2 JPH059770B2 JP1248122A JP24812289A JPH059770B2 JP H059770 B2 JPH059770 B2 JP H059770B2 JP 1248122 A JP1248122 A JP 1248122A JP 24812289 A JP24812289 A JP 24812289A JP H059770 B2 JPH059770 B2 JP H059770B2
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- Japan
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- electrode
- optical
- bias
- light
- electro
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本考案はフアブリ・ペロー電気光学変調器の原
理を利用した光ゲートアレイに関するものであ
る。
理を利用した光ゲートアレイに関するものであ
る。
（従来の技術）
印加電界に応じて屈折率が変化する電気光学結
晶とフアブリ・ペロー共振器とを組み合わせたフ
アブリ・ペロー電気光学変調器が既知である。第
４図はこのフアブリ・ペロー電気光学変調器の原
理を示す模式図である。光路長Ｌを以て２個の凹
面鏡１及び２を配置し、これら凹面鏡間に電気光
学結晶素子３を配置する。電気光学結晶素子は、
この素子の光軸と直交する方向の両側に対向配置
した電極４ａ及び４ｂを有し、これら電極間にバ
イアス電源５を接続して電気光学結晶素子３に光
軸と直交する方向に電界を与える。図面の左側か
ら周波数変調されるべき光ビームｂを入射させる
と、凹面鏡１と２との間で多重反射を繰り返し、
フアブリ・ペロー共振器全体としての光透過度は
入射光の光周波数すなわち波長に依存し、第５図
に示す光透過特性が得られる。第５図ａは共振器
長Ｌを一定にした場合の光周波数νに対する光透
過度Ｔの関係を示し、第５図ｂは入射光の光周波
数νを一定にした場合の共振器長Ｌと光透過度Ｔ
との関係を示す。第５図ａに示すように、共振器
長Ｌが一定の場合Ｃ／2Lの周期で（Ｃは光速）
狭い透過帯域が発生する。従つて、このフアブ
リ・ペロー共振器は狭帯域の光帯域フイルタとし
て作用することになる。一方、第５図ｂに示すよ
うに、入射光の光周波数が一定の場合共振器の光
学長をわずかに変化させるだけで光透過度を０か
らTnaxまで変化させることができる。従つて、
凹面鏡１と２との間の光路中に配置した電気光学
結晶に印加した電界強度を変化させて共振器の光
路長を微小距離だけ変化させることにより光透過
度を高感度で制御することができる。この場合、
電源５に所定の周波数を持たせれば、共振器の光
学距離も電源５の周波数に応じて変化するから高
感度の光変調器を実現することができる。
晶とフアブリ・ペロー共振器とを組み合わせたフ
アブリ・ペロー電気光学変調器が既知である。第
４図はこのフアブリ・ペロー電気光学変調器の原
理を示す模式図である。光路長Ｌを以て２個の凹
面鏡１及び２を配置し、これら凹面鏡間に電気光
学結晶素子３を配置する。電気光学結晶素子は、
この素子の光軸と直交する方向の両側に対向配置
した電極４ａ及び４ｂを有し、これら電極間にバ
イアス電源５を接続して電気光学結晶素子３に光
軸と直交する方向に電界を与える。図面の左側か
ら周波数変調されるべき光ビームｂを入射させる
と、凹面鏡１と２との間で多重反射を繰り返し、
フアブリ・ペロー共振器全体としての光透過度は
入射光の光周波数すなわち波長に依存し、第５図
に示す光透過特性が得られる。第５図ａは共振器
長Ｌを一定にした場合の光周波数νに対する光透
過度Ｔの関係を示し、第５図ｂは入射光の光周波
数νを一定にした場合の共振器長Ｌと光透過度Ｔ
との関係を示す。第５図ａに示すように、共振器
長Ｌが一定の場合Ｃ／2Lの周期で（Ｃは光速）
狭い透過帯域が発生する。従つて、このフアブ
リ・ペロー共振器は狭帯域の光帯域フイルタとし
て作用することになる。一方、第５図ｂに示すよ
うに、入射光の光周波数が一定の場合共振器の光
学長をわずかに変化させるだけで光透過度を０か
らTnaxまで変化させることができる。従つて、
凹面鏡１と２との間の光路中に配置した電気光学
結晶に印加した電界強度を変化させて共振器の光
路長を微小距離だけ変化させることにより光透過
度を高感度で制御することができる。この場合、
電源５に所定の周波数を持たせれば、共振器の光
学距離も電源５の周波数に応じて変化するから高
感度の光変調器を実現することができる。
（発明が解決しようとする課題）
上述したフアブリ・ペロー電気光学変調器は、
他の周波数変調器に比べて比較的簡単な構成で変
調できる利点を有している。しかも、共振器長を
わずかに変化させるだけで変調することができる
ので、高感度で変調できる大きな利点も併せて具
えている。従つて、このような特性を利用するこ
とにより光論理処理を実行する可能性が想定でき
る。
他の周波数変調器に比べて比較的簡単な構成で変
調できる利点を有している。しかも、共振器長を
わずかに変化させるだけで変調することができる
ので、高感度で変調できる大きな利点も併せて具
えている。従つて、このような特性を利用するこ
とにより光論理処理を実行する可能性が想定でき
る。
従つて、本発明の目的はフアブリ・ペロー電気
光学変調器が有する利点をそのまま利用し種々の
論理演算を行なうことができる光論理ゲートを提
供するものである。
光学変調器が有する利点をそのまま利用し種々の
論理演算を行なうことができる光論理ゲートを提
供するものである。
（課題を解決するための手段）
本発明による光ゲート、印加電界に応じて屈折
率が変化する平面状の電気光学結晶体と、この電
気光学結晶体の両側にそれぞれ形成した第１及び
第２の反射層と、これら反射層上にそれぞれ形成
した第１及び第２の透明電極と、前記第１の透明
電極に第１のバイアス電圧を印加する第１のバイ
アス源と、前記第２の透明電極に第２のバイアス
電圧を印加する第２のバイアス源と、第１の透明
電極の接続を基準電位と第１のバイアス電圧との
間で選択的に切り換える第１のスイツチング素子
と、第２の透明電極の接続を基準電位と第２のバ
イアス電圧との間で選択的に切り換える第２のス
イツチング素子とを具え、 前記電気光学結晶体と、第１及び第２の反射層
と、第１及び第２の透明電極とによつて光共振器
を構成し、この光共振器が、実効共振器長に応じ
て狭帯域光透過ピーク位置と光をほとんど透過し
ない光遮断位置とを交互に占める透過特性を有
し、前記第１及び第２の透明電極に印加される電
位を切り換えることにより前記光共振器の実効共
振器長を制御して光共振器を選択的に光透過ピー
ク位置又は光遮断位置に設定し、前記第１及び第
２の透明電極に印加される電位信号を入力論理信
号として用いることにより２入力光論理処理を行
うことを特徴とする。
率が変化する平面状の電気光学結晶体と、この電
気光学結晶体の両側にそれぞれ形成した第１及び
第２の反射層と、これら反射層上にそれぞれ形成
した第１及び第２の透明電極と、前記第１の透明
電極に第１のバイアス電圧を印加する第１のバイ
アス源と、前記第２の透明電極に第２のバイアス
電圧を印加する第２のバイアス源と、第１の透明
電極の接続を基準電位と第１のバイアス電圧との
間で選択的に切り換える第１のスイツチング素子
と、第２の透明電極の接続を基準電位と第２のバ
イアス電圧との間で選択的に切り換える第２のス
イツチング素子とを具え、 前記電気光学結晶体と、第１及び第２の反射層
と、第１及び第２の透明電極とによつて光共振器
を構成し、この光共振器が、実効共振器長に応じ
て狭帯域光透過ピーク位置と光をほとんど透過し
ない光遮断位置とを交互に占める透過特性を有
し、前記第１及び第２の透明電極に印加される電
位を切り換えることにより前記光共振器の実効共
振器長を制御して光共振器を選択的に光透過ピー
ク位置又は光遮断位置に設定し、前記第１及び第
２の透明電極に印加される電位信号を入力論理信
号として用いることにより２入力光論理処理を行
うことを特徴とする。
本発明では、箔状又は薄膜状の電気光学結晶体
の両側に反射層を形成してフアブリ・ペロー共振
器を構成する。このフアブリ・ペロー共振器の光
軸方向の両側に互いに直交する細条状透明電極を
形成し、一方の側の電極を列電極とし他方の側に
形成した電極を行電極とする。フアブリ・ペロー
共振器の透明電極によつてマトリツクス状に規定
される各区域は、電極に印加される電圧に応じて
実効光学長が変化するから、これら微小区域は微
小面積のフアブリ・ペロー共振器素子を構成する
ことになる。そして、行及び列電極の両方にバイ
アスが印加されたときの各共振器素子の実効光学
長Ｌが、 Ｌ＝λ／2m （ｍは整数、λは入射光の波長）となるように
設定すれば、各共振器素子は高光透過状態とな
る。一方、これ以外のバイアス状態に設定すると
光をほとんど透過しない光遮断状態となる。従つ
て２個のバイアス電圧をそれぞれ入力信号とすれ
ば、AND処理やＥ−OR処理を行なう２入力型の
光論理ゲート素子を実現することができる。
の両側に反射層を形成してフアブリ・ペロー共振
器を構成する。このフアブリ・ペロー共振器の光
軸方向の両側に互いに直交する細条状透明電極を
形成し、一方の側の電極を列電極とし他方の側に
形成した電極を行電極とする。フアブリ・ペロー
共振器の透明電極によつてマトリツクス状に規定
される各区域は、電極に印加される電圧に応じて
実効光学長が変化するから、これら微小区域は微
小面積のフアブリ・ペロー共振器素子を構成する
ことになる。そして、行及び列電極の両方にバイ
アスが印加されたときの各共振器素子の実効光学
長Ｌが、 Ｌ＝λ／2m （ｍは整数、λは入射光の波長）となるように
設定すれば、各共振器素子は高光透過状態とな
る。一方、これ以外のバイアス状態に設定すると
光をほとんど透過しない光遮断状態となる。従つ
て２個のバイアス電圧をそれぞれ入力信号とすれ
ば、AND処理やＥ−OR処理を行なう２入力型の
光論理ゲート素子を実現することができる。
（実施例）
第１図は本発明による光論理ゲート及びその２
次アレイの一例の構成を示すものであり、第１図
ａは斜視図、第１図ｂは上面図、第１図ｃは平面
図である。印加される電界強度に応じて屈折率が
変化する電気光学結晶材料、例えばリン酸二水素
カリウム、リン酸重水素カリウム、タンタル酸リ
チウム、ニオブ酸リチウム、AsGa，InP等から
成る電気光学結晶体１０を用いる。この電気光学
結晶体１０は例えば厚さ50μｍ程度又はそれ以下
の厚さの箔状体又は薄膜のものとすることができ
る。この電気光学結晶体１０の両側に第１及び第
２の反射層１１及び１２をそれぞれ形成する。こ
れら反射層は誘電体多層膜又は金属膜で構成す
る。これら第１及び第２の反射層上に第１透明電
極群EDY1〜EDY4（列電極）及び第２透明電極群
EDX1〜EDX4（行電極）をそれぞれ形成する。こ
れら電極は細条状をなし、例えば第１電極EDY
はＹ方向に延在し第２電極EDXはＹ方向と直交
するＸ方向に延在する。尚、図面を簡略化するた
め４本の電極を用いたが、勿論多数本の電極を用
いることができ、ｍ本及びｎ本の電極を用いれ
ば、ｍ×ｎ個のマトリツクス電極を構成できる。
第１図Ｃに示すように、第１電極群EDY1〜
EDY4をそれぞれ第１のスイツチング素子群
SWY1〜SWY4を介して第１電圧源１３に接続
し、第２電極群EDX1〜EDX4をそれぞれ第２の
スイツチング素子群SWX1〜SWX4を介して第２
電圧源１４に接続する。
次アレイの一例の構成を示すものであり、第１図
ａは斜視図、第１図ｂは上面図、第１図ｃは平面
図である。印加される電界強度に応じて屈折率が
変化する電気光学結晶材料、例えばリン酸二水素
カリウム、リン酸重水素カリウム、タンタル酸リ
チウム、ニオブ酸リチウム、AsGa，InP等から
成る電気光学結晶体１０を用いる。この電気光学
結晶体１０は例えば厚さ50μｍ程度又はそれ以下
の厚さの箔状体又は薄膜のものとすることができ
る。この電気光学結晶体１０の両側に第１及び第
２の反射層１１及び１２をそれぞれ形成する。こ
れら反射層は誘電体多層膜又は金属膜で構成す
る。これら第１及び第２の反射層上に第１透明電
極群EDY1〜EDY4（列電極）及び第２透明電極群
EDX1〜EDX4（行電極）をそれぞれ形成する。こ
れら電極は細条状をなし、例えば第１電極EDY
はＹ方向に延在し第２電極EDXはＹ方向と直交
するＸ方向に延在する。尚、図面を簡略化するた
め４本の電極を用いたが、勿論多数本の電極を用
いることができ、ｍ本及びｎ本の電極を用いれ
ば、ｍ×ｎ個のマトリツクス電極を構成できる。
第１図Ｃに示すように、第１電極群EDY1〜
EDY4をそれぞれ第１のスイツチング素子群
SWY1〜SWY4を介して第１電圧源１３に接続
し、第２電極群EDX1〜EDX4をそれぞれ第２の
スイツチング素子群SWX1〜SWX4を介して第２
電圧源１４に接続する。
電気光学結晶体１０に垂直に平行光ビームｂを
投射すると、入射光は第１反射層１１と第２反射
層１２との間で多重反射を繰返し、従つて電気光
学結晶体１０と第１及び第２の反射層１１及び１
２とによりフアブリ・ペローの共振器が構成され
る。
投射すると、入射光は第１反射層１１と第２反射
層１２との間で多重反射を繰返し、従つて電気光
学結晶体１０と第１及び第２の反射層１１及び１
２とによりフアブリ・ペローの共振器が構成され
る。
一方、電気光学結晶体１０は印加される電界強
度に応じて屈折率が変化し、この屈折率の変化に
よつて光学長が変化する。そして、第１及び第２
電圧源によつて電気光学結晶体に生ずる電界強度
は、第１電圧源のバイアスと第２電圧源のバイア
スとの和のバイアスによつて生ずる電界強度とな
る。従つて、アレイ全体としてのフアブリ・ペロ
ー共振器のうち第１電極群EDYと第２電極群
EDXとによつてマトリツクス状に規定される微
小区域は、第１及び第２のスイツチング素子群に
よつて制御される無バイアス状態、第１電圧源に
よるバイアスだけが印加された状態及び第１及び
第２の電圧源によるバイアスが印加された状態の
３種類のバイアス状態を選択的に占めるフアブ
リ・ペロー共振器素子を構成する。
度に応じて屈折率が変化し、この屈折率の変化に
よつて光学長が変化する。そして、第１及び第２
電圧源によつて電気光学結晶体に生ずる電界強度
は、第１電圧源のバイアスと第２電圧源のバイア
スとの和のバイアスによつて生ずる電界強度とな
る。従つて、アレイ全体としてのフアブリ・ペロ
ー共振器のうち第１電極群EDYと第２電極群
EDXとによつてマトリツクス状に規定される微
小区域は、第１及び第２のスイツチング素子群に
よつて制御される無バイアス状態、第１電圧源に
よるバイアスだけが印加された状態及び第１及び
第２の電圧源によるバイアスが印加された状態の
３種類のバイアス状態を選択的に占めるフアブ
リ・ペロー共振器素子を構成する。
第２図は第１図に示す構成のフアブリ・ペロー
共振器の共振器長Ｌと光透過度との関係を示すグ
ラフである。前述したように、フアブリ・ペロー
共振器は共振器長Ｌが、以下の式を満足する場合
極めて急峻な狭帯域光透過特性を示す。
共振器の共振器長Ｌと光透過度との関係を示すグ
ラフである。前述したように、フアブリ・ペロー
共振器は共振器長Ｌが、以下の式を満足する場合
極めて急峻な狭帯域光透過特性を示す。
Ｌ＝λ／2m
ここで、λは入射光の波長、ｍは整数である。
従つて、無バイアス時の共振器長L0並びに一方
のバイアスだけが印加されたときの共振器長Lo
＋ΔLが光透過ピークの共振器長間の中間に位置
し、第１及び第２のバイアスが共に印加されたと
きの共振器長 Lo＋2ΔLが、Lo＋2ΔL＝λ／2m の条件を満たすように共振器長並びに第１及び第
２の電圧源のバイアス値を設定すれば、各フアブ
リ・ペロー共振器素子は高光透過状態（オン状
態）と光をほとんど透過しない低光透過状態（オ
フ状態）を選択的に占めることができる。この結
果、第１及び第２の電極群EDY及びEDXによつ
てマトリツクス状に規定される区域は、高光透過
状態と低光透過状態を選択的に占める光ゲート素
子として機能し、従つて本例のフアブリ・ペロー
共振器は２次元光ゲートアレイを構成することに
なる。すなわち、２個のバイアス電圧を入力信号
として用いることにより、AND処理を行なう２
入力型光論理ゲートを実現することができる。
尚、フアブリ・ペロー共振器は極めて急峻な狭帯
域光透過特性を有するから、無バイアス時の共振
器長Loを光透過ピークの発生する共振器長の位
置に近づけることにより低い駆動電圧で制御する
こともできる。このように構成すれば、ｉ行ｊ行
で表示されるアドレスのゲート素子をオンさせる
場合、ｉ番目の行電極スイツチング素子を導通状
態とし、列電極のｊ番目のスイツチング素子を導
通状態とすれば選択的にオン状態とすることがで
きる。また、ライン順次で行選択する場合、全て
の列電極用スイツチング素子を導通状態とし、行
電極用スイツチング素子を順次導通状態とするこ
とにより一ライン毎に光ゲート素子をオンさせる
こともできる。
従つて、無バイアス時の共振器長L0並びに一方
のバイアスだけが印加されたときの共振器長Lo
＋ΔLが光透過ピークの共振器長間の中間に位置
し、第１及び第２のバイアスが共に印加されたと
きの共振器長 Lo＋2ΔLが、Lo＋2ΔL＝λ／2m の条件を満たすように共振器長並びに第１及び第
２の電圧源のバイアス値を設定すれば、各フアブ
リ・ペロー共振器素子は高光透過状態（オン状
態）と光をほとんど透過しない低光透過状態（オ
フ状態）を選択的に占めることができる。この結
果、第１及び第２の電極群EDY及びEDXによつ
てマトリツクス状に規定される区域は、高光透過
状態と低光透過状態を選択的に占める光ゲート素
子として機能し、従つて本例のフアブリ・ペロー
共振器は２次元光ゲートアレイを構成することに
なる。すなわち、２個のバイアス電圧を入力信号
として用いることにより、AND処理を行なう２
入力型光論理ゲートを実現することができる。
尚、フアブリ・ペロー共振器は極めて急峻な狭帯
域光透過特性を有するから、無バイアス時の共振
器長Loを光透過ピークの発生する共振器長の位
置に近づけることにより低い駆動電圧で制御する
こともできる。このように構成すれば、ｉ行ｊ行
で表示されるアドレスのゲート素子をオンさせる
場合、ｉ番目の行電極スイツチング素子を導通状
態とし、列電極のｊ番目のスイツチング素子を導
通状態とすれば選択的にオン状態とすることがで
きる。また、ライン順次で行選択する場合、全て
の列電極用スイツチング素子を導通状態とし、行
電極用スイツチング素子を順次導通状態とするこ
とにより一ライン毎に光ゲート素子をオンさせる
こともできる。
尚、上述した実施例では、２個の駆動電圧が印
加されるとオン状態となるアンドゲート形光ゲー
トアレイとしたが、どちらか一方のバイアスが印
加されたときオン状態となり両方のバイアスが印
加されたときオフ状態となる排他的オア形で動作
する光ゲートアレイとすることもできる。
加されるとオン状態となるアンドゲート形光ゲー
トアレイとしたが、どちらか一方のバイアスが印
加されたときオン状態となり両方のバイアスが印
加されたときオフ状態となる排他的オア形で動作
する光ゲートアレイとすることもできる。
第３図ａ及びｂはフアブリ・ペロー変調器を高
速動作させるための一例の構成を示す斜視図であ
る。透明基板２０上に第１の反射層２１を形成
し、この上に電気光学結晶薄膜２２を形成し、電
気光学結晶薄膜上に第２の反射層２３を形成す
る。さらに、第２反射層上に所定の距離だけ離間
させて第１及び第２の細条状電極２４及び２５を
形成し、これら電極端の一端に整合負荷２７を接
続する。そして、第１透明電極と第２電極との間
に変調すべき光ビームを入射させ、第１電極２４
と第２電極２５との間に駆動電圧源２６を接続す
る。一般に電気光学変調器では、電気信号と光信
号とがオーバラツプする部分で電気信号により屈
折率が変化する電気光学相互作用が生じ、この相
互作用により光ビームが変調される。この場合、
低周波数領域においては電気光学相互作用領域が
長いほど変調感度が良好になり、高周波数領域で
は逆に変調特性が劣化してしまう。この理由とし
て、電極の電気伝送特性が高電気周波数において
表皮効果等によつて劣化する他、電気信号の伝送
速度が光の伝達速度と相違するため相互作用領域
を光信号及び電気信号が伝送中に光側から見た場
合の電気信号の位相が反転し、変調効果が相殺さ
れることに起因すると考えられる。相互作用長が
１mm程度の場合この領域を通過する光の走行時間
は高々数ピコ秒程度であるから、電気信号が十分
良好に印加できれば、１mm程度の相互作用長でピ
コ秒で応答する変調器を構成できる。しかしなが
ら、電極長が１mm以上の場合この電極上を数ピコ
秒の電気信号を伝送させることは困難であり、ピ
コ秒の電気的帯域を得るためには電極長を１mmよ
りも一層短く、例えば100μｍ以下にする必要が
ある。しかし、これでは、十分な変調感度を得る
のに必要な相互作用長が不足してしまう。そこ
で、第３図に示すように光が短い電極間を多数回
繰り返し通過するようなフアブリ・ペロー共振器
構造とすれば、電気的に短く光学的には実効的に
長い変調器を構成できる。変調部に対する電極長
は数10μｍであり、変調すべき光ビームを微細径
に集束すれば十分実用化でき、数100GHzの変調
信号でも歪なく変調領域に伝送できる。一方、そ
の変調帯域は光共振器の透過帯域で決まり、共振
器長が10〜20μｍ程度と短いので、フイネスが50
程度でも200〜300GHz程度にできる。
速動作させるための一例の構成を示す斜視図であ
る。透明基板２０上に第１の反射層２１を形成
し、この上に電気光学結晶薄膜２２を形成し、電
気光学結晶薄膜上に第２の反射層２３を形成す
る。さらに、第２反射層上に所定の距離だけ離間
させて第１及び第２の細条状電極２４及び２５を
形成し、これら電極端の一端に整合負荷２７を接
続する。そして、第１透明電極と第２電極との間
に変調すべき光ビームを入射させ、第１電極２４
と第２電極２５との間に駆動電圧源２６を接続す
る。一般に電気光学変調器では、電気信号と光信
号とがオーバラツプする部分で電気信号により屈
折率が変化する電気光学相互作用が生じ、この相
互作用により光ビームが変調される。この場合、
低周波数領域においては電気光学相互作用領域が
長いほど変調感度が良好になり、高周波数領域で
は逆に変調特性が劣化してしまう。この理由とし
て、電極の電気伝送特性が高電気周波数において
表皮効果等によつて劣化する他、電気信号の伝送
速度が光の伝達速度と相違するため相互作用領域
を光信号及び電気信号が伝送中に光側から見た場
合の電気信号の位相が反転し、変調効果が相殺さ
れることに起因すると考えられる。相互作用長が
１mm程度の場合この領域を通過する光の走行時間
は高々数ピコ秒程度であるから、電気信号が十分
良好に印加できれば、１mm程度の相互作用長でピ
コ秒で応答する変調器を構成できる。しかしなが
ら、電極長が１mm以上の場合この電極上を数ピコ
秒の電気信号を伝送させることは困難であり、ピ
コ秒の電気的帯域を得るためには電極長を１mmよ
りも一層短く、例えば100μｍ以下にする必要が
ある。しかし、これでは、十分な変調感度を得る
のに必要な相互作用長が不足してしまう。そこ
で、第３図に示すように光が短い電極間を多数回
繰り返し通過するようなフアブリ・ペロー共振器
構造とすれば、電気的に短く光学的には実効的に
長い変調器を構成できる。変調部に対する電極長
は数10μｍであり、変調すべき光ビームを微細径
に集束すれば十分実用化でき、数100GHzの変調
信号でも歪なく変調領域に伝送できる。一方、そ
の変調帯域は光共振器の透過帯域で決まり、共振
器長が10〜20μｍ程度と短いので、フイネスが50
程度でも200〜300GHz程度にできる。
この場合、変調感度はmm長さの変調器と同程
度、帯域は数10μｍ程度の変調器と同程度にな
る。また、実際の電極長さはmm程度にもcm程度に
もできるので（ただし、高速応答、広帯域動作す
るのは前の数十μｍ部分のみであるが）、第３図
ｂに示すように、光照射する場所を電極に沿つ
て、移動したり、同時にいくつもの光ビームを変
調したりすることも可能になるから、光ビームの
入射部がそれぞれ変調器に対応する。従つて、共
通の電極を用いて変調器アレイを構成できること
になる。これにより、比較的低速のギガヘルツ周
波数領域では電気信号の波形プローブに利用で
き、数百ギガヘルツ領域では電極線路の電気信号
伝送特性検査にも利用できる。
度、帯域は数10μｍ程度の変調器と同程度にな
る。また、実際の電極長さはmm程度にもcm程度に
もできるので（ただし、高速応答、広帯域動作す
るのは前の数十μｍ部分のみであるが）、第３図
ｂに示すように、光照射する場所を電極に沿つ
て、移動したり、同時にいくつもの光ビームを変
調したりすることも可能になるから、光ビームの
入射部がそれぞれ変調器に対応する。従つて、共
通の電極を用いて変調器アレイを構成できること
になる。これにより、比較的低速のギガヘルツ周
波数領域では電気信号の波形プローブに利用で
き、数百ギガヘルツ領域では電極線路の電気信号
伝送特性検査にも利用できる。
本発明は上述した実施例だけに限定されず種々
の変形や変更が可能である。例えば上述し実施例
では２個のバイアスだけを用いたが、共振器全体
にベースバイアスを印加し、このベースバイアス
にさらに第１及び第２のバイアスを重畳して各共
振器素子の光透過状態を選択的に制御することも
できる。
の変形や変更が可能である。例えば上述し実施例
では２個のバイアスだけを用いたが、共振器全体
にベースバイアスを印加し、このベースバイアス
にさらに第１及び第２のバイアスを重畳して各共
振器素子の光透過状態を選択的に制御することも
できる。
（発明の効果）
以上説明したように本発明によれば、電気光学
結晶体の両側に反射層を形成してフアブリ・ペロ
ー共振器を構成し、さらに反射層上に互いに直交
する細条状透明電極をそれぞれ形成しているか
ら、全体としてのフアブリ・ペロー共振器のうち
透明電極によつてマトリツクス状に規定される微
小区域が印加バイアスによつて選択的に制御され
る光ゲート素子を構成する。この結果、電気信号
によつて制御できる２入力型光論理ゲート及び２
次元光ゲートアレイを実現することができる。さ
らに、本発明による光ゲートアレイの各ゲート素
子はそれぞれフアブリ・ペロー共振器素子で構成
されているから、フアブリ・ペロー共振器が持つ
急峻な狭帯域光透過、光反射特性が有効に利用さ
れ、従つて高感度及び低駆動電圧が作動できる。
特に、従来の電気光学変調器はλ／２に相当する
位相差を与える必要があるが、本発明においては
λ／２以下の微小な位相差を与えるだけで駆動で
きる大きな利点が達成される。
結晶体の両側に反射層を形成してフアブリ・ペロ
ー共振器を構成し、さらに反射層上に互いに直交
する細条状透明電極をそれぞれ形成しているか
ら、全体としてのフアブリ・ペロー共振器のうち
透明電極によつてマトリツクス状に規定される微
小区域が印加バイアスによつて選択的に制御され
る光ゲート素子を構成する。この結果、電気信号
によつて制御できる２入力型光論理ゲート及び２
次元光ゲートアレイを実現することができる。さ
らに、本発明による光ゲートアレイの各ゲート素
子はそれぞれフアブリ・ペロー共振器素子で構成
されているから、フアブリ・ペロー共振器が持つ
急峻な狭帯域光透過、光反射特性が有効に利用さ
れ、従つて高感度及び低駆動電圧が作動できる。
特に、従来の電気光学変調器はλ／２に相当する
位相差を与える必要があるが、本発明においては
λ／２以下の微小な位相差を与えるだけで駆動で
きる大きな利点が達成される。
さらに、箔状または薄膜状の電気光学結晶体の
両側に反射層を直接形成し、これら反射層上に細
条状透明電極を直接形成しているから、薄形でし
かも小型な光ゲートアレイを実現できる。
両側に反射層を直接形成し、これら反射層上に細
条状透明電極を直接形成しているから、薄形でし
かも小型な光ゲートアレイを実現できる。
第１図ａ〜ｃは本発明による光ゲートアレイの
一例の構成を示す斜視図、上面図、平面図、第２
図は共振器長Ｌと光透過度との関係を示すグラ
フ、第３図ａ及びｂはフアブリ・ペロー変調器を
高速動作させる構成を示す斜視図、第４図は従来
のフアブリ・ペロー電気光学変調器の構成を示す
線図、第５図ａ及びｂはフアブリ・ペロー変調器
の光透過特性を示すグラフである。 １０……電気光学結晶体、１１，１２……反射
層、１３，１４……電圧源、EDY1〜EDY4……
第１電極、EDX1〜EDX2……第２電極、SWY1
〜SWY4……第１スイツチング素子、SWX1〜
SWX4……第２スイツチング素子。
一例の構成を示す斜視図、上面図、平面図、第２
図は共振器長Ｌと光透過度との関係を示すグラ
フ、第３図ａ及びｂはフアブリ・ペロー変調器を
高速動作させる構成を示す斜視図、第４図は従来
のフアブリ・ペロー電気光学変調器の構成を示す
線図、第５図ａ及びｂはフアブリ・ペロー変調器
の光透過特性を示すグラフである。 １０……電気光学結晶体、１１，１２……反射
層、１３，１４……電圧源、EDY1〜EDY4……
第１電極、EDX1〜EDX2……第２電極、SWY1
〜SWY4……第１スイツチング素子、SWX1〜
SWX4……第２スイツチング素子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 印加電界に応じて屈折率が変化する平面状の
電気光学結晶体と、この電気光学結晶体の両側に
それぞれ形成した第１及び第２の反射層と、これ
ら反射層上にそれぞれ形成した第１及び第２の透
明電極と、前記第１の透明電極に第１のバイアス
電圧を印加する第１のバイアス源と、前記第２の
透明電極に第２のバイアス電圧を印加する第２の
バイアス源と、第１の透明電極の接続を基準電位
と第１のバイアス電圧との間で選択的に切り換え
る第１のスイツチング素子と、第２の透明電極の
接続を基準電位と第２のバイアス電圧との間で選
択的に切り換える第２のスイツチング素子とを具
え、 前記電気光学結晶体と、第１及び第２の反射層
と、第１及び第２の透明電極とによつて光共振器
を構成し、この光共振器が、実効共振器長に応じ
て狭帯域光透過ピーク位置と光をほとんど透過し
ない光遮断位置とを交互に占める透過特性を有
し、前記第１及び第２の透明電極に印加される電
位を切り換えることにより前記光共振器の実効共
振器長を制御して光共振器を選択的に光透過ピー
ク位置又は光遮断位置に設定し、前記第１及び第
２の透明電極に印加される電位信号を入力論理信
号として用いることにより２入力光論理処理を行
うことを特徴とする光論理ゲート。 ２ 印加電界に応じて屈折率が変化する平面状の
電気光学結晶体と、この電気光学結晶体の両側に
それぞれ形成した第１及び第２の反射層と、これ
ら反射層上にそれぞれ形成した第１及び第２の透
明電極と、前記第１の透明電極に第１のバイアス
電圧を印加する第１のバイアス源と、前記第２の
透明電極に第２のバイアス電圧を印加する第２の
バイアス源と、第１の透明電極の接続を基準電位
と第１のバイアス電圧との間で選択的に切り換え
る第１のスイツチング素子と、第２の透明電極の
接続を基準電位と第２のバイアス電圧との間で選
択的に切り換える第２のスイツチング素子とを具
え、 前記電気光学結晶体と、第１及び第２の反射層
と、第１及び第２の透明電極とによつて光共振器
を構成し、この光共振器が、実効共振器長に応じ
て狭帯域光透過ピーク位置と光をほとんど透過し
ない光遮断位置とを交互に占める透過特性を有
し、前記第１及び第２の透明電極に印加される電
位を切り換えることにより前記光共振器の実効共
振器長を制御し、前記光共振器が、少なくとも第
１及び第２のバイアス電圧が透明電極に印加され
たとき、光透過ピーク位置を占めるように設定
し、前記透明電極に印加される電位信号を入力論
理信号として用いることにより２入力光論理処理
を行うことを特徴とする光論理ゲート。 ３ 印加電界に応じて屈折率が変化する平面状の
電気光学結晶体と、この電気光学結晶体の両側に
それぞれ形成した第１及び第２の反射層と、第１
反射層上に形成され、互いに平行に延在する複数
の細条状透明電極から成る第１電極群と、第２反
射層上に形成され、第１電極の延在方向と直交す
る方向に互いに平行に延在する複数の細条状透明
電極から成る第２電極群と、前記第１電極群の各
電極に第１のバイアス電圧を印加する第１のバイ
アス源と、第２電極群の各電極に第２のバイアス
電圧を印加する第２バイアス源と、第１電極群の
各電極の接続を基準電位と第１バイアス源との間
で選択的に切り換える第１のスイツチング素子群
と、第２電極群の各電極を基準電位と第２バイア
ス源との間で選択的に切り換える第２のスイツチ
ング素子群とを具え、前記電気光学結晶体と、第
１及び第２の反射層と、第１及び第２の電極群と
によつて、マトリツクス状に配列された複数の光
共振器から成る光共振器アレイを構成し、これら
光共振器が、実効共振器長に応じて狭帯域光透過
ピーク位置と光をほとんど透過しない光遮断位置
とを交互に占める透過特性を有し、前記第１及び
第２の透明電極に印加される電位を切り換えるこ
とにより前記各光共振きの実効共振器長を制御し
て各光共振器を選択的に光透過ピーク位置又は光
遮断位置にそれぞれ設定し、前記透明電極に印加
される電位信号を入力論理信号として用いること
により２入力光論理処理を行うことを特徴とする
光論理ゲートアレイ。 ４ 印加電界に応じて屈折率が変化する平面状の
電気光学結晶体と、この電気光学結晶体の両側に
それぞれ形成した第１及び第２の反射層と、第１
反射層上に形成され、互いに平行に延在する複数
の細条状透明電極から成る第１電極群と、第２反
射層上に形成され、第１電極の延在方向と直交す
る方向に互いに平行に延在する複数の細条状透明
電極から成る第２電極群と、前記第１電極群の各
電極に第１のバイアス電圧を印加する第１のバイ
アス源と、第２電極群の各電極に第２のバイアス
電圧を印加する第２バイアス源と、第１電極群の
各電極の接続を基準電位と第１バイアス源との間
で選択的に切り換える第１のスイツチング素子群
と、第２電極群の各電極の接続を基準電位と第２
バイアス源との間で選択的に切り換える第２のス
イツチング素子群とを具え、前記電気光学結晶体
と、第１及び第２の反射層と、及び第１及び第２
の電極群とによつて、マトリツクス状に配列され
た狭帯域光透過特性を有する複数の光共振器から
成る光共振器アレイを形成し、各光共振器の実効
共振器長を第１及び第２のバイアス電圧によつて
選択的に制御し、第１及び第２のバイアス電圧の
両方が印加されたとき実効共振器長を光透過ピー
ク位置に設定し、これ以外のバイアス状態におい
ては入射光をほとんど透過しない光遮断状態に設
定し、或は、第１のバイアス電圧又は第２のバイ
アス電圧だけが印加されたとき実効共振器長を光
透過ピーク位置に設定し、これ以外のバイアス状
態においては入射光をほとんど透過しない光遮断
に設定し、前記第１及び第２の透明電位に印加さ
れる電位信号を入力論理信号として用いることに
より２入力光論理処理を行うことを特徴とする光
論理ゲートアレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24812289A JPH03110517A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 光論理ゲート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24812289A JPH03110517A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 光論理ゲート |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03110517A JPH03110517A (ja) | 1991-05-10 |
| JPH059770B2 true JPH059770B2 (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=17173560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24812289A Granted JPH03110517A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 光論理ゲート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03110517A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5017765B2 (ja) * | 2004-03-30 | 2012-09-05 | 日本電気株式会社 | 光変調器とその製造方法並びに変調光学系とこれを用いた光インターコネクト装置並びに光通信装置 |
| JP2006350031A (ja) * | 2005-06-16 | 2006-12-28 | Rohm Co Ltd | 光変調器およびそれを用いた光制御装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56135824A (en) * | 1980-03-26 | 1981-10-23 | Mitsubishi Electric Corp | Fabry-perot interferometer |
-
1989
- 1989-09-26 JP JP24812289A patent/JPH03110517A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03110517A (ja) | 1991-05-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |