JPH06281987A - 光デジタル記憶装置 - Google Patents

光デジタル記憶装置

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JPH06281987A
JPH06281987A JP5068687A JP6868793A JPH06281987A JP H06281987 A JPH06281987 A JP H06281987A JP 5068687 A JP5068687 A JP 5068687A JP 6868793 A JP6868793 A JP 6868793A JP H06281987 A JPH06281987 A JP H06281987A
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optical
light
signal
input
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JP5068687A
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Tamiki Takemori
民樹 竹森
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Hamamatsu Photonics KK
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Hamamatsu Photonics KK
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/42—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成が簡単であり、且つカスケード接続が容
易である、光デジタル記憶装置を提供する。 【構成】 入力クロック信号が「０」から「１」に変化
すると、光選択器１１１の出力には「１」側入力端子の
入力信号すなわち入力クロック信号の「１」への変化の
直前の入力データ信号値が選択される。この値が光選択
器１１２の光選択信号端子に入力されるので、光選択器
１１１の出力はこの値で保持され、出力光信号の値もこ
の値で保持される。再び、入力クロック信号が「０」に
なれば、上記のように入力データ信号と同じ論理値の出
力光信号となる。なお、光選択器の動作は適度の信号遅
延と信号波形の積分とを伴うので、帰還ループにおける
発振は回避される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光信号の担った瞬時的
なデジタル情報を保持する光デジタル記憶装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】電子計算機を頂点とするデジタル電子技
術に対して、情報伝達媒体を電子から光に置き換えた、
演算を高速実行可能なデジタル光技術が注目されてい
る。このデジタル光技術は、当面の目標をデジタル光コ
ンピュータとして、その構築の基礎となる光デジタル素
子に対して、現在、様々な方式・装置の提案・試作がな
されている。こうした光デジタル・システムの構築のた
めに必須な光デジタル素子の１つとして、光信号の担っ
た瞬時的なデジタル情報を保持する機能を有する光デジ
タル記録装置がある。
【０００３】従来、提案・試作されている光デジタル記
憶装置としては次のようなものがあった。
【０００４】（１）エタロン共振器内の非線形光吸収物
質を外部からの光照射の強度を変化させてヒステリシス
特性を有する透過率を制御する方式による光デジタル記
憶装置。
【０００５】（２）レーザダイオード（以後、ＬＤと称
する）の共振器内に非線形光吸収領域を形成し、外部か
ら非線形光吸収領域を光照射して透過率を高めることに
より、レーザ発振を発生させる方式による光デジタル記
憶装置。
【０００６】（３）電気光学結晶を通過する光を受光し
て光電変換し、この電気信号を電気光学結晶に正帰還と
なるように伝達する方式による光デジタル記憶装置。
【０００７】（４）ＬＥＤまたはＬＤの出力光をフォト
ダイオード（ＰＤ）で受光し、ＰＤの出力電気信号を帰
還させる方式による光デジタル記憶装置。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の光デジタル装置
は、以上のように構成されるので、各方式について以下
のような問題点があった。
【０００９】（１）エタロン共振器への光照射方式：エ
タロン共振器内の非線形光吸収物質の照射された光の強
度に対する透過率変化のヒステリシス特性を利用するの
で、記憶保持のためにはバイアス光の照射が必須であ
り、また、一度透過率が初期状態（光照射の無い状態）
から変化すると、元の透過率に戻すには、一旦バイアス
光の照射を止めなければならないという問題点がある。
【００１０】（２）ＬＤ共振器内の非線形光吸収物質へ
の光照射方式：ＬＤにバイアス電圧が印加されている
が、非線形光吸収物質の透過度が低いのでレーザ発振し
ていない状態と、外部からの非線形光吸収物質への光照
射により透過度が高まりレーザ発振し、このために自己
保持的に非線形光吸収物質への光照射が高くレーザ発振
する状態とで記憶保持を実現するが、一旦起こったレー
ザ発振を止めるには、ＬＤへのバイアス電圧の印加を止
めなければならないという問題点がある。
【００１１】（３）電気光学結晶への正帰還：電気光学
結晶と光電変換素子とは全く異なる組成の物質であり、
集積化・小形化が困難である、という問題点がある。
【００１２】（４）ＬＥＤまたはＬＤへのＰＤからの帰
還：基本的には電子回路でのフリップフロップの入出力
を光に変換した構造であり、論理素子の構成にあたって
都合の良いシリコンチップと、発光・受光素子の構成に
あたって都合の良いガリウム砒素とを混在させなければ
ならない、という製造上の問題点がある。
【００１３】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであり、バイアス光の照射、複雑な消去操
作などが不要であり、構成が簡単であり、且つカスケー
ド接続が容易である、光デジタル記憶装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段および作用】本発明の光デ
ジタル記憶装置は、２値のデジタル情報を担った第１の
数の光データ信号と第２の数の光選択信号とを入力し、
光選択信号の組のデジタル値に応じて光データ信号のい
ずれかを出力する、遅延機能と積分機能とを有する複数
の光選択器を多段に配置し、第１の光選択器の出力光信
号を第２の光選択器の光選択信号または入力光データ信
号とするとともに、第２の光選択器の出力光信号を第２
の光選択器または第２の光選択器の前段の光選択器の入
力光データ信号光または光選択信号とする帰還接続を含
んで、相互に光接続されることを特徴とする。ここで、
光選択器は、第１の数が２および第２の数が１である２
入力１出力光選択器である、ことを特徴としてもよい。
【００１５】上記の２入力１出力光選択器は、独立に
駆動可能で、駆動態様によって受光した光の透過あるい
は非透過を制御可能な、２つの透過率可変素子または２
つの反射率可変素子と、２つの透過率可変素子または
２つの反射率可変素子を、２値のデジタル情報を担った
入力制御光信号の情報値に応じて、排他的に駆動する駆
動回路と、を含んで構成され、２つの透過率可変素子ま
たは２つの反射率可変素子の一方に入射した光のみを選
択的に透過させる選択器である、ことを特徴としてもよ
い。ここで、透過率可変素子または前記反射率可変素子
は、量子閉じ込めシュタルク効果あるいはワニエ・シュ
タルク局在効果を有するとともに、駆動回路は、透過率
可変素子または反射率可変素子への電荷注入駆動用トラ
ンジスタと、透過率可変素子または反射率可変素子から
の電荷放出用トランジスタと、を含んで構成されること
を特徴としてもよい。
【００１６】また、上記の２入力１出力光選択器は、
ほぼ特定の偏光方向を有する直線偏光を受光し、偏光方
向の回転不実施および９０゜回転実施のいずれか一方を
選択的に行う第１の偏波面回転素子と、第１の偏波面
回転素子を介した直線偏光を受光し、偏光方向によって
光路を変化させる複屈折板と、複屈折板を出射した偏
光を受光し、偏光方向の回転不実施および９０゜回転実
施のいずれか一方を選択的に行い、第１の偏波面回転素
子に入力した光と同一の偏光方向を有する光を出力する
第２の偏波面回転素子と、２値のデジタル情報を担っ
た光選択信号を入力し、該光選択信号の担った情報値に
よって、第１および第２の偏波面回転素子を回転不実施
および９０゜回転実施のいずれか一方の動作モードに設
定する偏波面回転制御器と、第２の偏波面回転素子の
特定位置から出力される光のみを通過させる光選択スリ
ット板と、を含んで構成され、光選択信号の情報値によ
って、第１の偏波面回転素子の特定領域に入射した光の
みを選択的に出力する、ことを特徴としてもよい。
【００１７】また、光選択器は、光データ信号を透過
する、電気的に屈折率を可変にできる屈折率可変素子
と、２値のデジタル情報を担った光選択信号を入力
し、該光選択信号の担った情報値によって、屈折率可変
素子の屈折率を変化させる屈折率制御器と、屈折率可
変素子の特定位置から出力される光のみを通過させる光
選択スリット板と、を含んで構成され、光選択信号の情
報値によって、屈折率可変素子の特定領域に入射した光
のみを選択的に出力する、ことを特徴としてもよい。
【００１８】本発明の光デジタル記憶装置では、前段の
光選択器の出力光信号を後段の光選択器の光選択信号ま
たは入力光データ信号とし、且つ、後段の光選択器の出
力光信号を後段の光選択器自身または後段の光選択器の
前段に配置された光選択器の入力光データ信号光または
光選択信号とする帰還接続によって記憶機能を実現して
いる。
【００１９】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の
符号を付し、重複する説明を省略する。また、実施例の
装置の入出力信号は全て光信号である。また、「０」は
光信号が無い場合を、「１」は光信号が有る場合を示
す。なお、以下の光回路図の説明では、信号の分岐点に
は光分岐器が、信号の合流点には光合波器が、夫々配置
され、また光路の設定にはミラー等が使用されるものと
し、図示と説明とを省略する。
【００２０】（第１実施例）本実施例の装置は、入力ク
ロック信号が「０」の時には入力データ信号の論理値と
同じ値の信号を出力し、入力クロック信号が「１」の時
には「０」から「１」に変化する直前の入力データ信号
の論理値を保持して出力する、トランスペアレンシィラ
ッチ（以後、Ｌラッチとも呼ぶ）である。
【００２１】図１は、本実施例の装置の構成図である。
この装置は、既定値用光源（図示せず）と、入力データ
信号（ＩD ）を光選択信号が「０」の場合に出力として
選択される入力側（以後、「０」側入力端子と呼ぶ）で
受光し、入力クロック信号（ＩC ）が光選択信号端子に
入力する光選択器１１１と、「０」側入力端子には光入
力が無く、光選択信号が「１」の場合に出力として選択
される入力側（以後「１」側入力端子と呼ぶ）には既定
値用光源からの光入力（Ｉ1 ）が常に有る光選択器１１
２と、を含んで構成され、光選択器１１１の出力信号は
光選択器１１２の光選択信号端子に入力するとともに出
力光信号となり、光選択器１１２の出力信号は光選択器
１１１の「１」側入力端子に入力する。
【００２２】入力クロック信号が「０」であれば、光選
択器１１１の出力には「０」側入力端子の入力信号すな
わち入力データ信号が選択され、装置外へ出力される。
また、光選択器１１２の光選択信号端子にも入力データ
信号が入力されるので、光選択器１１２の出力信号は入
力データ信号と同じ論理値を有する信号となる。入力ク
ロック信号が「０」から「１」に変化すると、光選択器
１１１の出力には「１」側入力端子の入力信号すなわち
入力クロック信号の「１」への変化の直前の入力データ
信号値が選択される。この値が光選択器１１２の光選択
信号端子に入力されるので、光選択器１１１の出力はこ
の値で保持され、出力光信号の値もこの値で保持され
る。再び、入力クロック信号が「０」になれば、上記の
ように入力データ信号と同じ論理値の出力光信号とな
る。
【００２３】なお、光選択器の動作は適度の信号遅延と
信号波形の積分とを伴うので、帰還ループにおける発振
は回避される。
【００２４】図２は、以上のようなデジタル光記憶装置
を構成するために必要な、カスケード接続可能な、特定
領域で受光した光を選択的に出力する光選択器の第１の
構成図である。この装置は、量子閉じ込めシュタルク効
果またはワニエ・シュタルク局在効果を有する透過率可
変素子５１０、５２０と、これらの素子と図示のように
電気的に接続された透過率制御回路５３０とから構成さ
れる。透過率制御回路５３０は、入力光Ｉを受光するホ
トトランジスタ５３１と、トランジスタ５３２、５３３
と抵抗素子を図のように接続させて構成される。
【００２５】入力光Ｉが入射していないときは、トラン
ジスタ５３２はＯＮ状態であり、トランジスタ５３３は
ＯＦＦ状態となり、透過率可変素子５２０のみに電圧が
印加され、内部に電界が発生しているのでほとんど光を
透過しない。この時、透過率可変素子５３０の内部では
電界が発生していないので、ほとんど光を光透過度で透
過する。入力光Ｉが入射しているときは、一方、トラン
ジスタ５３２はＯＦＦ状態であり、トランジスタ５３３
はＯＮ状態となり、透過率可変素子５３０のみに電圧が
印加され、内部に電界が発生しているのでほとんど光を
透過しない。この時、透過率可変素子５２０の内部では
電界が発生していないので、ほとんど光を光透過度で透
過する。このようにして、カスケード接続可能な、特定
領域で受光した光を選択的に出力する光選択器を構成す
る。なお、透過させる光の受光領域の切り替えにあたっ
て、切り替え前に電圧が印加されていた素子に溜まって
いた電荷の放出のために、透過率可変素子５１０に対し
てはトランジスタ５３２が、透過率可変素子５２０に対
してはトランジスタ５３３が用意されているので、透過
率の切り替えを高速で実行できる。なお、以上の装置で
は透過率可変素子を使用したが、反射率可変素子を使用
してもよい。
【００２６】図３は光選択器の第２の構成図である。こ
の装置は、光路上に順に配置された９０゜ＴＮ液晶から
なる第１の偏波面回転素子６１０と、第１の偏波面回転
素子６１０から出力される光を受光する方解石からなる
複屈折素子６２０と、複屈折素子６２０から出力される
光を受光する９０゜ＴＮ液晶からなる第２の偏波面回転
素子６３０と、第２の偏波面回転素子６３０から出力さ
れる光の一部を透過させる光選択スリット６４０と、第
１および第２の偏波面回転素子６１０、６３０を同時
に、受光した光に対して偏光方向の無回転／９０゜回転
動作を制御する偏向制御器６５０とから構成される。こ
の偏向制御器は、入力光Ｉを受光しない場合には「Ｏ
Ｎ」状態となり、偏波面を回転しない。一方、入力光Ｉ
を受光した場合には「ＯＦＦ」状態となり、偏波面を９
０゜回転させる。
【００２７】この装置で、図のように直線偏光Ａおよび
Ｂが入力された場合を考える。入力光Ｉを偏光制御器６
５０が受光していないときは、偏光制御器６５０が「Ｏ
Ｎ」となり、第１および第２の偏波面回転素子６１０、
６３０は偏波面を回転しないモード状態にある。このと
き、入力直線偏光ＡおよびＢは、偏波面が変化しないで
複屈折素子６２０に入射するので、複屈折素子６２０に
とっては常光となり、直進して複屈折素子６２０を透過
する。この結果、第２の偏波面回転素子を透過した光の
内、Ｂのみが光選択スリットを通過して、図のように出
力される。
【００２８】また、入力光Ｉを偏向制御器６５０が受光
しているときは、偏向制御器６５０が「ＯＦＦ」とな
り、第１および第２の偏波面回転素子６１０、６３０は
偏波面を９０゜回転させるモード状態にある。このと
き、入力直線偏光ＡおよびＢは、偏波面が変化して複屈
折素子６２０に入射するので、複屈折素子６２０にとっ
ては異常光となり、光路が変化して複屈折素子６２０を
透過する。この結果、第２の偏波面回転素子を透過して
偏波面方向が戻された光の内、Ａのみが光選択スリット
を通過して、図のように出力される。
【００２９】なお、以下の実施例においても上記の構成
の光選択器を使用する。
【００３０】（第２実施例）本実施例の装置は、入力ク
ロック信号が「１」の時には入力データ信号の論理値と
同じ値の信号を出力し、入力クロック信号が「０」の時
には「１」から「０」に変化する直前の入力データ信号
の論理値を保持して出力する、トランスペアレンシィラ
ッチ（以後、Ｈラッチとも呼ぶ）である。
【００３１】図４は、本実施例の装置の構成図である。
この装置は、既定値用光源（図示せず）と、入力データ
信号（ＩD ）を「１」側入力端子で受光し、入力クロッ
ク信号（ＩC ）が光選択信号端子に入力する光選択器１
２１と、「０」側入力端子には光入力が無く、「１」側
入力端子には既定値用光源からの光入力（Ｉ1 ）が常に
有る光選択器１２２とを含んで構成され、光選択器１２
１の出力信号は光選択器１２２の光選択信号端子に入力
するとともに、出力光信号となり、光選択器１２２の出
力信号は光選択器１２１の「０」側入力端子に入力す
る。
【００３２】入力クロック信号が「１」であれば、光選
択器１２１の出力には「１」側入力端子の入力信号すな
わち入力データ信号が選択され、装置外へ出力される。
また、光選択器１２２の光選択信号端子にも入力データ
信号が入力されるので、光選択器１２２の出力信号は入
力データ信号と同じ論理値を有する信号となる。入力ク
ロック信号が「１」から「０」に変化すると、光選択器
１２１の出力には「０」側入力端子の入力信号すなわち
入力クロック信号の「０」への変化の直前の入力データ
信号値が選択される。この値が光選択器１２２の光選択
信号端子に入力されるので、光選択器１２１の出力はこ
の値で保持され、出力光信号の値もこの値で保持され
る。再び、入力クロック信号が「１」になれば、上記の
ように入力データ信号と同じ論理値の出力光信号とな
る。
【００３３】なお、第１実施例と同様に、光選択器の動
作は適度の信号遅延と信号波形の積分とを伴うので、帰
還ループにおける発振は回避される。
【００３４】（第３実施例）本実施例の装置は、入力ク
ロック信号が「０」から「１」へ立ち上がる時の入力デ
ータ信号の論理値を保持して出力する、いわゆるエッジ
トリガラッチである。図５は、本実施例の装置の構成図
である。この装置は、上記実施例のＨラッチ部とＬラッ
チ部とを直列に接続するとともに、Ｈラッチ部の帰還信
号とＬラッチ部の帰還信号との一方を選択して出力する
構成を採用している。
【００３５】Ｈラッチ部は、既定値用光源（図示せず）
と、入力データ信号（ＩD ）を「１」側入力端子で受光
し、入力クロック信号（ＩC ）が光選択信号端子に入力
する光選択器１３１と、「０」側入力端子には光入力が
無く、「１」側入力端子には既定値用光源からの光入力
（Ｉ1 ）が常に有る光選択器１３２とを含んで構成さ
れ、光選択器１３１の出力信号は光選択器１３２の光選
択信号端子に入力し、光選択器１３２の出力信号は光選
択器１３１の「０」側入力端子に入力する。
【００３６】Ｌラッチ部は、既定値用光源（図示せず）
と、光選択器１３２の出力信号を「０」側入力端子で受
光し、入力クロック信号（ＩC ）が光選択信号端子に入
力する光選択器１３３と、「０」側入力端子には光入力
が無く、「１」側入力端子には既定値用光源からの光入
力（Ｉ1 ）が常に有る光選択器１３４とを含んで構成さ
れ、光選択器１３３の出力信号は光選択器１３４の光選
択信号端子に入力し、光選択器１３４の出力信号は光選
択器１３３の「１」側入力端子に入力する。
【００３７】更に、光選択器１３２の出力信号は光選択
器１３５の「１」側入力端子に入力し、光選択器１３４
の出力信号は光選択器１３５の「０」側入力端子に入力
するとともに、入力クロック信号（ＩC ）が光選択器１
３５の光選択信号端子に入力し、光選択器１３５の出力
を出力光信号（ＩO ）としている。
【００３８】入力クロック信号が「０」の時、Ｈラッチ
部は入力データ信号と同一の論理値を持つ信号をＬラッ
チ部へ出力するとともに、光選択器１３５の「１」側入
力端子へ出力する。この時、Ｌラッチ部は保持している
論理値を持つ信号を光選択器１３５の「０」側入力端子
へ出力する。光選択器１３５は出力として「０」側入力
端子の入力信号すなわちＬラッチ部は保持している論理
値を持つ信号を選択する。
【００３９】次に、入力クロック信号が「０」から
「１」へ変化すると、Ｈラッチ部はこの変化の直前の入
力データ信号の値を保持し、出力する。Ｌラッチ部はＨ
ラッチ部の出力信号と同じ論理値を出力する。この結
果、光選択器１３５の出力は、Ｈラッチ部からの入力信
号を選択して出力する。
【００４０】次いで、入力クロック信号が「１」から
「０」へ変化すると、Ｈラッチ部は入力データ信号と同
一の論理値を持つ信号をＬラッチ部へ出力するととも
に、光選択器１３５の「１」側入力端子へ出力する。Ｌ
ラッチ部は、入力クロック信号の変化の直前のＨラッチ
部の出力信号、すなわちＨラッチ部が入力クロック信号
が「０」から「１」へ変化した時に保持した論理値を保
持して出力する。光選択器１３５は出力として「０」側
入力端子の入力信号すなわちＬラッチ部は保持している
論理値を持つ信号を選択する。
【００４１】したがって、この装置は、入力クロック信
号が「０」から「１」へ立ち上がる時の入力データ信号
の論理値を保持して出力する、エッジトリガラッチの機
能を実現する。
【００４２】なお、第１実施例と同様に、光選択器の動
作は適度の信号遅延と信号波形の積分とを伴うので、帰
還ループにおける発振は回避される。
【００４３】（第４実施例）本実施例の装置は、入力セ
ット信号が「１」で出力信号「１」を出力し、入力リセ
ット信号が「１」で出力信号「０」を出力する、ＲＳフ
リップフロップである。
【００４４】図６は、本実施例の装置の構成図である。
この装置は、既定値用光源（図示せず）と、既定値用光
源からの光入力（Ｉ1 ）入力データ信号（ＩD ）を
「１」側入力端子で受光するとともに、リセット信号
（ＩR ）が光選択信号端子に入力する光選択器１４１
と、「０」側入力端子には光入力が無く、「１」側入力
端子には光選択器１４１の出力信号入力するとともに、
セット信号と自身の出力信号と和が光選択信号端子に入
力する光選択器１４２と、を含んで構成され、光選択器
１４２の出力信号を外部への出力光信号としている。
【００４５】セット信号が「０」の状態でリセット信号
が「１」となると、光選択器１４１の出力は「０」とな
り、出力光信号も必ず「０」となる。この結果、光選択
器１４２の光選択信号端子の入力が「０」となる。
【００４６】次に、リセット信号が「０」の状態でセッ
ト信号が「１」となると、光選択器１４１の出力は
「１」であり、選択器１４２の光選択信号端子の入力が
「１」となるので、出力光信号は「１」となるととも
に、光選択器１４２の光選択信号端子の入力が「１」に
保持される。
【００４７】したがって、この装置は、セット信号が
「１」となると「１」を出力し、リセット信号が「１」
となると「０」を出力するとともに、セット信号および
リセット信号が「０」のときには以前のデータを保持し
て出力する、ＲＳフリップフロップの機能を実現する。
【００４８】なお、第１実施例と同様に、光選択器の動
作は適度の信号遅延と信号波形の積分とを伴うので、帰
還ループにおける発振は回避される。
【００４９】更に、図７〜図９の様に光回路を構成して
も、本実施例と同様の動作をするＲＳフリップフロップ
を得ることができる。
【００５０】以上の実施例での光の帰還回路の形成およ
び光で論理接続するための光路の設定は、硝子板をエッ
チングして実施する。こうする事で、大規模な回路を同
時に形成することが可能となる。また、透過波長を選択
することでシリコン基板やＧａＡｓ基板を利用すれば、
現状のエッチング技術が利用できるとともに、量子閉じ
込めシュタルク効果またはワニエシュタルク局在効果を
利用した素子を同時に製作可能となる。
【００５１】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく様々な変形が可能である。例えば、光選択器を、
光データ信号を受光する、電気的に屈折率を可変にでき
る屈折率可変素子と、２値のデジタル情報を担った光
選択信号を入力し、該光選択信号の担った情報値によっ
て、前記屈折率可変素子の屈折率を変化させる屈折率制
御器と、屈折率可変素子の特定位置から出力される光
のみを通過させる光選択スリット板と、を含んで構成
し、光選択信号の情報値によって、屈折率可変素子の特
定領域に入射した光のみを選択的に出力することとして
もよい。また、実施例では、単純な１ビット・ラッチあ
るいは１ビット・フリップフロップを示したが、これら
を組み合わせた多ビットの光デジタル記憶装置としても
よい。
【００５２】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の光
デジタル記録装置によれば、カスケード接続可能な光選
択器を多段に配置し、相互に光接続して構成するので、
光デジタル記憶装置自身もカスケード接続が可能であ
り、他の光デジタル演算装置と組み合わせることによ
り、カウンタ、シフトレジスタなど、および更に大規模
な光デジタル装置が実現可能となる。
【００５３】また、本発明の特定領域で受光した光を選
択的に出力する光選択器によれば、量子閉じ込めシュタ
ルク効果あるいはワニエ・シュタルク局在効果を有する
透過率可変素子または反射率可変素子を２つ組み合わ
せ、各素子における光の透過／非透過を制御する素子の
電荷の注入／放出に夫々駆動用トランジスタを用意し、
選択指示情報を担った入力光信号の情報値に従って、一
方が電荷注入モードであれば他方は電荷放出モードとし
たので、排他的に一方のみが透過状態となるよう制御が
高速に切り替わるとともに、カスケード接続が容易な光
デジタル記憶装置を提供できる。
【００５４】また、本発明の特定領域で受光した光を選
択的に出力する他の光選択器によれば、特定方向に偏光
した直線偏光を、選択指示情報を担った入力信号光の情
報値に従って、第１の偏波面回転素子における入射光に
対する偏光方向の無回転／９０゜回転動作を制御し、複
屈折素子における入射光の常光／異常光を切り替え、光
路を変化させることにより、常光の場合には第１の特定
領域で受光した光を、異常光の場合には第２の特定領域
で受光した光を光選択スリットによって出力することと
し、出力光の偏光方向を第２の偏波面回転素子で入力光
と同一になることが保証されるので、出力光の選択を高
速に実行できるとともに、カスケード接続が容易な光デ
ジタル記憶装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の光デジタル記憶装置（Ｌ
ラッチ）の構成図である。
【図２】光選択器の構成図である。
【図３】光選択器の構成図である。
【図４】本発明の第２実施例の光デジタル記憶装置（Ｈ
ラッチ）の構成図である。
【図５】本発明の第３実施例の光デジタル記憶装置（エ
ッジトリガラッチ）の構成図である。
【図６】本発明の第３実施例の光デジタル記憶装置（Ｒ
Ｓフリップフロップ）の構成図である。
【図７】他のＲＳフリップフロップの構成図である。
【図８】他のＲＳフリップフロップの構成図である。
【図９】他のＲＳフリップフロップの構成図である。
【符号の説明】
１１１，１１２，１２１，１２２，１３１，１３２，１
３３，１３４，１３５，１４１，１４２…光選択器、５
１０，５２０…透過率可変素子、５３０…透過率制御回
路、６１０，６３０…偏波面回転素子、６２０…複屈折
素子、６４０…光選択スリット、６５０…偏向制御器。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ２値のデジタル情報を担った第１の数の
    光データ信号と第２の数の光選択信号とを入力し、前記
    光選択信号の組のデジタル値に応じて前記光データ信号
    のいずれかを出力する、遅延機能と積分機能とを有する
    複数の光選択器を多段に配置し、第１の光選択器の出力
    光信号を第２の光選択器の光選択信号または入力光デー
    タ信号とするとともに、前記第２の光選択器の出力光信
    号を前記第２の光選択器または前記第２の光選択器の前
    段の光選択器の入力光データ信号光または光選択信号と
    する帰還接続を含んで、相互に光接続されることを特徴
    とする光デジタル記憶装置。
  2. 【請求項２】 前記光選択器は、第１の数が２および第
    ２の数が１である２入力１出力光選択器である、ことを
    特徴とする請求項１記載の光デジタル記憶装置。
  3. 【請求項３】 前記光選択器は、 独立に駆動可能で、駆動態様によって受光した光の透過
    あるいは非透過を制御可能な、２つの透過率可変素子ま
    たは２つの反射率可変素子と、 前記２つの透過率可変素子または２つの反射率可変素子
    を、２値のデジタル情報を担った入力制御光信号の情報
    値に応じて、排他的に駆動する駆動回路と、 を含んで構成され、２つの透過率可変素子または２つの
    反射率可変素子の一方に入射した光のみを選択的に透過
    させる選択器である、ことを特徴とする請求項２記載の
    光デジタル記憶装置。
  4. 【請求項４】 前記透過率可変素子または前記反射率可
    変素子は、量子閉じ込めシュタルク効果あるいはワニエ
    ・シュタルク局在効果を有するとともに、 前記駆動回路は、前記透過率可変素子または反射率可変
    素子への電荷注入駆動用トランジスタと、前記透過率可
    変素子または反射率可変素子からの電荷放出用トランジ
    スタと、 を含んで構成されることを特徴する請求項３記載の光デ
    ジタル記憶装置。
  5. 【請求項５】 前記光選択器は、 ほぼ特定の偏光方向を有する直線偏光を受光し、偏光方
    向の回転不実施および９０゜回転実施のいずれか一方を
    選択的に行う第１の偏波面回転素子と、 前記第１の偏波面回転素子を介した直線偏光を受光し、
    偏光方向によって光路を変化させる複屈折板と、 前記複屈折板を出射した偏光を受光し、偏光方向の回転
    不実施および９０゜回転実施のいずれか一方を選択的に
    行い、前記第１の偏波面回転素子に入力した光と同一の
    偏光方向を有する光を出力する第２の偏波面回転素子
    と、 ２値のデジタル情報を担った光選択信号を入力し、該光
    選択信号の担った情報値によって、前記第１および第２
    の偏波面回転素子を回転不実施および９０゜回転実施の
    いずれか一方の動作モードに設定する偏波面回転制御器
    と、 前記第２の偏波面回転素子の特定位置から出力される光
    のみを通過させる光選択スリット板と、 を含んで構成され、前記情報を担った光信号の情報値に
    よって、前記第１の偏波面回転素子の特定領域に入射し
    た光のみを選択的に出力する、ことを特徴とする請求項
    ２記載の光デジタル記憶装置。
  6. 【請求項６】 前記光選択器は、 光データ信号を受光する、電気的に屈折率を可変にでき
    る屈折率可変素子と、 ２値のデジタル情報を担った光選択信号を入力し、該光
    選択信号の担った情報値によって、前記屈折率可変素子
    の屈折率を変化させる屈折率制御器と、 前記屈折率可変素子の特定位置から出力される光のみを
    通過させる光選択スリット板と、 を含んで構成され、前記光選択信号の情報値によって、
    前記屈折率可変素子の特定領域に入射した光のみを選択
    的に出力する、ことを特徴とする請求項１記載の光デジ
    タル記憶装置。
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