JPS6284620A - 光論理素子 - Google Patents
光論理素子Info
- Publication number
- JPS6284620A JPS6284620A JP22370985A JP22370985A JPS6284620A JP S6284620 A JPS6284620 A JP S6284620A JP 22370985 A JP22370985 A JP 22370985A JP 22370985 A JP22370985 A JP 22370985A JP S6284620 A JPS6284620 A JP S6284620A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- light emitting
- logic element
- optical switch
- light
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、光信号を用いて論理演算を行う光論理素子に
係り、特に光信号の１つを制御信号としてＡＮＤ回路と
ＯＲ回路機能を切換える、素子長が小さい光論理素子に
関するものである。
係り、特に光信号の１つを制御信号としてＡＮＤ回路と
ＯＲ回路機能を切換える、素子長が小さい光論理素子に
関するものである。
よく知られているように、現在の電子計算機の根幹であ
る基本演算は２変数２値論理演算であり、２変数２値論
理演算は２つの入力信号ａ、ｂの値（０，１）に対し第
３図の真理表に示すような１６種類の結果を出力する演
算である。これらの論理演算はさらに複雑な論理を実行
する際の基本となるものであるが、これらは基本論理演
算であるＡＮＤ。
る基本演算は２変数２値論理演算であり、２変数２値論
理演算は２つの入力信号ａ、ｂの値（０，１）に対し第
３図の真理表に示すような１６種類の結果を出力する演
算である。これらの論理演算はさらに複雑な論理を実行
する際の基本となるものであるが、これらは基本論理演
算であるＡＮＤ。
ＯＲ，ＮＯＴの３演算を用いて、複雑な論理演算をすべ
て実行することができる。したがって、光信号を用いて
光論理演算を行い、光コンピュータを構成する上で、こ
れらの論理演算が実行できる光論理素子を実現すること
が、必須の条件になっている。しかしながら従来の光論
理素子は、特開昭５９−３６２３０号に記載のように、
１つの発光素子と光スイッチとを組合せ、２つの電気信
号を基に、Ｅｘ−ＮＯＲ，ＥＸ−ＯＲの論理出力を得る
ように構成されており、上記論理演算の基本であるＡＮ
Ｄ、ＯＲの論理出力を同一構成の素子で得る手法につい
ては考慮されていなかった。
て実行することができる。したがって、光信号を用いて
光論理演算を行い、光コンピュータを構成する上で、こ
れらの論理演算が実行できる光論理素子を実現すること
が、必須の条件になっている。しかしながら従来の光論
理素子は、特開昭５９−３６２３０号に記載のように、
１つの発光素子と光スイッチとを組合せ、２つの電気信
号を基に、Ｅｘ−ＮＯＲ，ＥＸ−ＯＲの論理出力を得る
ように構成されており、上記論理演算の基本であるＡＮ
Ｄ、ＯＲの論理出力を同一構成の素子で得る手法につい
ては考慮されていなかった。
本発明は、２人力２出力端を有する光スイッチと、２つ
の発光素子とにより、１つの発光素子からの光信号を制
御光としてＡＮＤ回路またはＯＲ回路となる単純な構成
の光論理素子を得ることを目的とする。
の発光素子とにより、１つの発光素子からの光信号を制
御光としてＡＮＤ回路またはＯＲ回路となる単純な構成
の光論理素子を得ることを目的とする。
本発明による光論理素子は、２つの入力端と２つの出力
端とを有し、少なくとも一方の入力端から入射した光を
、印加される信号に応じて２つの導波路交差部の屈折率
を変化させ、いずれかの出力端に切替えて出射させる光
スイッチと、２つの入力端とそれぞれ結合された２つの
発光素子とを備えたことにより、ＡＮＤ回路またはＯＲ
回路を構成したものである。すなわち、第４図の基本概
念を示す図を用いて説明すると、光スイッチ３がＯＦＦ
状態のとき発光素子１から光導波路６に入射した光を光
導波路９を経て出力端５に出射し、発光素子２から光導
波路７に入射した光を光導波路８を経て出力端４に出射
するものとする。また光スイッチ３がＯＮ状態のときは
、上記とは逆に、発光素子ｌから光導波路６に入射した
光を光導波路８を経て出力端４に出射し、発光素子２か
ら光導波路７に入射した光を光導波路９を経て出力端５
に出射する。さらに発光素子ｌおよび２をＬｌおよびＬ
ｌとし、Ｓで表わす光スイッチ３がＯＮ状態のときを１
．ＯＦＦ状態のときを０とし、出力端４および５をそれ
ぞれＰ、およびＰ２とし、これらＰ、、Ｐ２に光が出射
したときを１、出射しないときをＯで表わして真理表を
書（と第５図および第６図のようになる。ＬｌがＯＦＦ
状態のときＬｌとＳとに導かれた論理信号のＡＮＤ論理
出力がＰｌから得られ、ＬｌがＯＮ状態のときはり、と
Ｓとに導かれた論理信号のＯＲ論論比出力Ｐ２から得ら
れることになる。
端とを有し、少なくとも一方の入力端から入射した光を
、印加される信号に応じて２つの導波路交差部の屈折率
を変化させ、いずれかの出力端に切替えて出射させる光
スイッチと、２つの入力端とそれぞれ結合された２つの
発光素子とを備えたことにより、ＡＮＤ回路またはＯＲ
回路を構成したものである。すなわち、第４図の基本概
念を示す図を用いて説明すると、光スイッチ３がＯＦＦ
状態のとき発光素子１から光導波路６に入射した光を光
導波路９を経て出力端５に出射し、発光素子２から光導
波路７に入射した光を光導波路８を経て出力端４に出射
するものとする。また光スイッチ３がＯＮ状態のときは
、上記とは逆に、発光素子ｌから光導波路６に入射した
光を光導波路８を経て出力端４に出射し、発光素子２か
ら光導波路７に入射した光を光導波路９を経て出力端５
に出射する。さらに発光素子ｌおよび２をＬｌおよびＬ
ｌとし、Ｓで表わす光スイッチ３がＯＮ状態のときを１
．ＯＦＦ状態のときを０とし、出力端４および５をそれ
ぞれＰ、およびＰ２とし、これらＰ、、Ｐ２に光が出射
したときを１、出射しないときをＯで表わして真理表を
書（と第５図および第６図のようになる。ＬｌがＯＦＦ
状態のときＬｌとＳとに導かれた論理信号のＡＮＤ論理
出力がＰｌから得られ、ＬｌがＯＮ状態のときはり、と
Ｓとに導かれた論理信号のＯＲ論論比出力Ｐ２から得ら
れることになる。
つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図は本発明による光論理素子の一実施例を示す平面
図、第２図は上記第１図に示した破線部分の断面図であ
る。第１図に示したように本実施例では、Ｘ型２×２反
射型光スイッチ１１と分布帰還型レーザ１および２を、
半絶縁性ＩｎＰ基板１０上にモノリシックに集積化して
作製した。上記基板１０上にグレーティング１２を作成
したのち、ＩｎＧａＡｓＰからなる活性層１３およびガ
イド層１４とＩｎＰ層１５の結晶成長をＬＰＥ法により
行った。その後レーザ部１．２以外の上記多層結晶層を
エツチングにより除去し、ＩｎＧａＡｓＰ層を光導波路
１６、ＩｎＰ層をキャップ層１７とする光スイツチ１１
用の多層膜結晶成長をＬＰＥ法で行った。つぎに上記レ
ーザ部１．２および光スイッチ１１と光等波路６．７．
８．９以外の領域を選択的にエツチングしたのち、Ｉｎ
ＧａＡｓＰよりも屈折率が小さいＩｎＰを光導波路を除
いた領域に結晶成長させて、第１図のような３次元光導
波路による光論理素子を作製した。上記実施例の光スイ
ッチ１１は光導波路６．７．８．９の交差部に設けた光
スイッチ１１の反射部に電流を流してキャリアを注入し
、電流をＯＮまたはＯＦＦ状態にすることによって、光
導波路を通過する光を反射あるいは直進させ、スイッチ
ング作用を行わせている。
図、第２図は上記第１図に示した破線部分の断面図であ
る。第１図に示したように本実施例では、Ｘ型２×２反
射型光スイッチ１１と分布帰還型レーザ１および２を、
半絶縁性ＩｎＰ基板１０上にモノリシックに集積化して
作製した。上記基板１０上にグレーティング１２を作成
したのち、ＩｎＧａＡｓＰからなる活性層１３およびガ
イド層１４とＩｎＰ層１５の結晶成長をＬＰＥ法により
行った。その後レーザ部１．２以外の上記多層結晶層を
エツチングにより除去し、ＩｎＧａＡｓＰ層を光導波路
１６、ＩｎＰ層をキャップ層１７とする光スイツチ１１
用の多層膜結晶成長をＬＰＥ法で行った。つぎに上記レ
ーザ部１．２および光スイッチ１１と光等波路６．７．
８．９以外の領域を選択的にエツチングしたのち、Ｉｎ
ＧａＡｓＰよりも屈折率が小さいＩｎＰを光導波路を除
いた領域に結晶成長させて、第１図のような３次元光導
波路による光論理素子を作製した。上記実施例の光スイ
ッチ１１は光導波路６．７．８．９の交差部に設けた光
スイッチ１１の反射部に電流を流してキャリアを注入し
、電流をＯＮまたはＯＦＦ状態にすることによって、光
導波路を通過する光を反射あるいは直進させ、スイッチ
ング作用を行わせている。
本実施例は上記光スイッチ１１における光導波路の交差
角（光導波路６と７または８と９とがなす角）を７°、
光導波路の幅を１０μｍ、レーザ１および２の間隔を５
０μｍとして作製した。この時の素子寸法は約０．１＋
＋＋ｍＸＩＴｆｕｎである。上記実施例ではキャリア注
入型の反射型光スイッチを用いて光論理素子を構成した
が、キャリア注入による屈折率の変化が極めて大きいの
で、交差角をさらに大きくして素子寸法を小さくするこ
とも可能である。
角（光導波路６と７または８と９とがなす角）を７°、
光導波路の幅を１０μｍ、レーザ１および２の間隔を５
０μｍとして作製した。この時の素子寸法は約０．１＋
＋＋ｍＸＩＴｆｕｎである。上記実施例ではキャリア注
入型の反射型光スイッチを用いて光論理素子を構成した
が、キャリア注入による屈折率の変化が極めて大きいの
で、交差角をさらに大きくして素子寸法を小さくするこ
とも可能である。
また２入力端、２出力端をもつ構造の光スイッチであれ
ば（例えば方向性結合器型光スイッチ）本論理素子の光
スイッチとして適用できることはいうまでもない。
ば（例えば方向性結合器型光スイッチ）本論理素子の光
スイッチとして適用できることはいうまでもない。
上記のように本発明による光論理素子は、２つの入力端
と２つの出力端とを有し、少なくとも一方の入力端から
入射した光を、印加される信号に応じていずれかの出力
端に切替えて出射させる光スイッチと、２つの入力端に
それぞれ結合された２つの発光素子とを備えたことによ
り、長さ１馴以下の小形であって、しかも論理演算の基
本であるＡＮＤ回路、ＯＲ回路機能をもつ光論理素子を
得ることができるので、光論理演算、光情報処理システ
ムの構成を容易にすることができる。
と２つの出力端とを有し、少なくとも一方の入力端から
入射した光を、印加される信号に応じていずれかの出力
端に切替えて出射させる光スイッチと、２つの入力端に
それぞれ結合された２つの発光素子とを備えたことによ
り、長さ１馴以下の小形であって、しかも論理演算の基
本であるＡＮＤ回路、ＯＲ回路機能をもつ光論理素子を
得ることができるので、光論理演算、光情報処理システ
ムの構成を容易にすることができる。
第１図は本発明による光論理素子の一実施例を示す平面
図、第２図は上記第１図に示した破線部分の断面図、第
３図は２変数２値論理演算が出力する演算の真理表、第
４図は光論理素子の基本概念を示す図、第５図および第
６図は上記光論理素子の演算真理表を示す図である。 １．２・・・発光素子 ４．５・・・出力端 ６、７．８．９・・・光導波路 １１・・・光スイッチ
図、第２図は上記第１図に示した破線部分の断面図、第
３図は２変数２値論理演算が出力する演算の真理表、第
４図は光論理素子の基本概念を示す図、第５図および第
６図は上記光論理素子の演算真理表を示す図である。 １．２・・・発光素子 ４．５・・・出力端 ６、７．８．９・・・光導波路 １１・・・光スイッチ
Claims (4)
- （１）２つの入力端と２つの出力端とを有し、少なくと
も一方の入力端から入射した光を、印加される信号に応
じていずれかの出力端に切替えて出射する光スイッチと
、上記２つの入力端にそれぞれ結合された２つの発光素
子とを備えた光論理素子。 - （２）上記印加される信号は、１つの発光素子からの光
信号であって、他の発光素子に供給される信号と光スイ
ッチに供給される信号との間の、ＡＮＤまたはＯＲ論理
演算を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載した光論理素子。 - （３）上記光スイッチは、半導体基板上に形成した光導
波路が交差する部分の少なくとも一部の屈折率を、変化
させてスイッチングを行う反射型光スイッチであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載
した光論理素子。 - （４）上記発光素子は、半導体基板上に光スイッチとと
もにモノリシックに集積化したことを特徴とする特許請
求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載した光論
理素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22370985A JPS6284620A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 光論理素子 |
| US07/285,367 US4887877A (en) | 1985-10-09 | 1988-12-15 | Optical devices and optical integrated circuits |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22370985A JPS6284620A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 光論理素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6284620A true JPS6284620A (ja) | 1987-04-18 |
Family
ID=16802433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22370985A Pending JPS6284620A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 光論理素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6284620A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63250416A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-18 | Nippon Steel Corp | 耐硫化物応力腐食割れ性の優れた低降伏比鋼材の製造法 |
-
1985
- 1985-10-09 JP JP22370985A patent/JPS6284620A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63250416A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-18 | Nippon Steel Corp | 耐硫化物応力腐食割れ性の優れた低降伏比鋼材の製造法 |
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