JPH06160920A - 光メモリ - Google Patents
光メモリInfo
- Publication number
- JPH06160920A JPH06160920A JP33500292A JP33500292A JPH06160920A JP H06160920 A JPH06160920 A JP H06160920A JP 33500292 A JP33500292 A JP 33500292A JP 33500292 A JP33500292 A JP 33500292A JP H06160920 A JPH06160920 A JP H06160920A
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- JP
- Japan
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- branch
- waveguide
- light
- optical memory
- refractive index
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速のランダムアクセス可能な光メモリを提
供する。 【構成】 一方の分枝12が非線形性を有するＹ分岐導波
路と、分枝12と光学的に結合された導波路13とを備え
る。導波路13の一端に入射された光は分枝12の等価屈折
率の状態に応じて他端に現れたり現れなかったりし、こ
れにより分枝12の等価屈折率の状態として記録された２
値情報が読出せる。
供する。 【構成】 一方の分枝12が非線形性を有するＹ分岐導波
路と、分枝12と光学的に結合された導波路13とを備え
る。導波路13の一端に入射された光は分枝12の等価屈折
率の状態に応じて他端に現れたり現れなかったりし、こ
れにより分枝12の等価屈折率の状態として記録された２
値情報が読出せる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光コンピュータ等光デー
タを取扱う装置に用いる光メモリに関する。
タを取扱う装置に用いる光メモリに関する。
【０００２】
【従来の技術】光コンピュータに利用するメモリとして
用い得るものとして光磁気ディスクがあるが、読出し、
書込みともに低速であり、光コンピュータの高速性を損
なう。そこで光カー効果を利用した高速のメモリが提案
されている。
用い得るものとして光磁気ディスクがあるが、読出し、
書込みともに低速であり、光コンピュータの高速性を損
なう。そこで光カー効果を利用した高速のメモリが提案
されている。
【０００３】図４はその１例を示しており、一方の分枝
12が正の光カー効果をもつ非線形媒質からなり、幹10と
他方の分枝11が線形媒質からなるＹ分岐導波路である。
前記Ｙ分岐導波路は該導波路に接する物質より高い屈折
率を有し、且つ前記分枝11は正のカー効果を有する分枝
12より等価屈折率が若干大きくなるように構成されてい
る。光が入射していない状態では図５(a) の下側に示す
ように等価屈折率は分枝12が分枝11より低く、従って幹
10に入射した光のパワーが弱い場合は大部分は分枝11へ
分岐され、分枝12,11 夫々の光の振幅は図５(a) の上側
に示した如きモードとなる。
12が正の光カー効果をもつ非線形媒質からなり、幹10と
他方の分枝11が線形媒質からなるＹ分岐導波路である。
前記Ｙ分岐導波路は該導波路に接する物質より高い屈折
率を有し、且つ前記分枝11は正のカー効果を有する分枝
12より等価屈折率が若干大きくなるように構成されてい
る。光が入射していない状態では図５(a) の下側に示す
ように等価屈折率は分枝12が分枝11より低く、従って幹
10に入射した光のパワーが弱い場合は大部分は分枝11へ
分岐され、分枝12,11 夫々の光の振幅は図５(a) の上側
に示した如きモードとなる。
【０００４】正の光カー効果を有する媒質は通過光のパ
ワーに比例してその等価屈折率が高くなる。従って幹10
への入射光のパワーを高めると図５(b) の下側に示すよ
うに分枝12の等価屈折率が高くなっていき、それに伴い
同図の上側に示すように分枝12を通る光の振幅も大きく
なる。更に光パワーが高まると図５(c) に示すように等
価屈折率が分枝12と分枝11とで逆転し、光は殆どが分枝
12側へ移る。
ワーに比例してその等価屈折率が高くなる。従って幹10
への入射光のパワーを高めると図５(b) の下側に示すよ
うに分枝12の等価屈折率が高くなっていき、それに伴い
同図の上側に示すように分枝12を通る光の振幅も大きく
なる。更に光パワーが高まると図５(c) に示すように等
価屈折率が分枝12と分枝11とで逆転し、光は殆どが分枝
12側へ移る。
【０００５】次にこの状態から入射光のパワーを低下さ
せ図５(b) の場合と同程度にすると、図５(d) に示すよ
うに、分枝11,12 の等価屈折率の高低関係は、図５(c)
同様に分枝12側が高等価屈折率である状態を維持する。
即ちこのようなヒステレシスを有することを利用するこ
とで２値情報の記憶が行える。つまり図５(b) の状態と
図５(d) の状態とがそれ以前の入射光の強弱に各対応し
た記憶状態となるのである。
せ図５(b) の場合と同程度にすると、図５(d) に示すよ
うに、分枝11,12 の等価屈折率の高低関係は、図５(c)
同様に分枝12側が高等価屈折率である状態を維持する。
即ちこのようなヒステレシスを有することを利用するこ
とで２値情報の記憶が行える。つまり図５(b) の状態と
図５(d) の状態とがそれ以前の入射光の強弱に各対応し
た記憶状態となるのである。
【０００６】非線形媒質としてCdＳx Se1-x （０＜ｘ＜
１）ドープガラスを用いた場合、図５(b) の状態から図
５(c) の状態へ移行させるに必要な光パワーは数百mW〜
数Wであり半導体レーザ等の小型光源の利用が可能であ
る。なお、上記例では正のカー効果を有する分枝を用い
たが、これに代えて負のカー効果を有する分枝を用いて
も光メモリ動作が行える。
１）ドープガラスを用いた場合、図５(b) の状態から図
５(c) の状態へ移行させるに必要な光パワーは数百mW〜
数Wであり半導体レーザ等の小型光源の利用が可能であ
る。なお、上記例では正のカー効果を有する分枝を用い
たが、これに代えて負のカー効果を有する分枝を用いて
も光メモリ動作が行える。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような光メモリは
光入射を止めると図５(a) の状態に戻り、記憶が消えて
しまう。従って多数の光メモリ素子の中から所要の素子
の分枝12からの出射光を得んとするランダムアクセスメ
モリとして構成することは不可能である。これを可能と
するには各素子の分枝12の出力端に強度変調器を設けて
電気信号により所要の素子の出力を得るように切り換え
る構成とすることが考えられるが、読出し速度は強度変
調器の電気的特性に律速され光メモリ本来の高速性が生
かせない。そのため光本来の高速性を生かせた光メモリ
の開発が課題となっている。
光入射を止めると図５(a) の状態に戻り、記憶が消えて
しまう。従って多数の光メモリ素子の中から所要の素子
の分枝12からの出射光を得んとするランダムアクセスメ
モリとして構成することは不可能である。これを可能と
するには各素子の分枝12の出力端に強度変調器を設けて
電気信号により所要の素子の出力を得るように切り換え
る構成とすることが考えられるが、読出し速度は強度変
調器の電気的特性に律速され光メモリ本来の高速性が生
かせない。そのため光本来の高速性を生かせた光メモリ
の開発が課題となっている。
【０００８】本発明はこのような課題を解決するために
なされたものであり、上述の分枝12を要素とする方向性
結合器を組合せることで光学的に記憶データを読出せる
ようにした高速の光メモリを提供することを目的とす
る。
なされたものであり、上述の分枝12を要素とする方向性
結合器を組合せることで光学的に記憶データを読出せる
ようにした高速の光メモリを提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の光メモリは、一
方の分枝が非線形性を有するＹ分岐導波路と、前記分枝
と光学的に結合された導波路とを備え、前記分枝の等価
屈折率に係る２値情報を前記導波路の一端から入射した
光の他端からの出力により読出すべくなしてあることを
特徴とする。
方の分枝が非線形性を有するＹ分岐導波路と、前記分枝
と光学的に結合された導波路とを備え、前記分枝の等価
屈折率に係る２値情報を前記導波路の一端から入射した
光の他端からの出力により読出すべくなしてあることを
特徴とする。
【００１０】
【作用】非線形性を有する分枝と導波路とで方向性結合
器が構成されるが、その動作について説明する。図６は
この結合器を示し、導波路１は線形導波路、導波路２は
カー効果媒質からなる非線形導波路である。両導波路
１，２の等価屈折率は導波路２への入射光が弱い場合に
は略等しいように設定されている。この図６において、
導波路１と導波路２との結合部分の長さＬは、導波モー
ドの偶モードと奇モードの伝搬定数差をΔβとすると、 Ｌ＝π（2n−１）／Δβ （ただし、ｎは正整数）、 で選ばれる。この状態で導波路１の一端Ａから導波路２
の等価屈折率に影響を与えない程度のレベルの光を入射
すると、この光は導波路２へ移り、その一端Ｂ′から出
射され、導波路１の他端Ａ′への出力はない。
器が構成されるが、その動作について説明する。図６は
この結合器を示し、導波路１は線形導波路、導波路２は
カー効果媒質からなる非線形導波路である。両導波路
１，２の等価屈折率は導波路２への入射光が弱い場合に
は略等しいように設定されている。この図６において、
導波路１と導波路２との結合部分の長さＬは、導波モー
ドの偶モードと奇モードの伝搬定数差をΔβとすると、 Ｌ＝π（2n−１）／Δβ （ただし、ｎは正整数）、 で選ばれる。この状態で導波路１の一端Ａから導波路２
の等価屈折率に影響を与えない程度のレベルの光を入射
すると、この光は導波路２へ移り、その一端Ｂ′から出
射され、導波路１の他端Ａ′への出力はない。
【００１１】これに対し導波路２に強い光を入射すると
前述のようにその等価屈折率が高くなり、導波路１の一
端Ａから入射した光は導波路２へ移らず、導波路１の他
端Ａ′から出射される。即ち図５(b) の状態, 図５(d)
の状態をその分枝12と光学的に結合した導波路に入射し
た光の出射状態で判定できるのである。
前述のようにその等価屈折率が高くなり、導波路１の一
端Ａから入射した光は導波路２へ移らず、導波路１の他
端Ａ′から出射される。即ち図５(b) の状態, 図５(d)
の状態をその分枝12と光学的に結合した導波路に入射し
た光の出射状態で判定できるのである。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の光メモリの１ビット分を示し
ている。Ｙ分岐導波路が光メモリセルとして用いられ、
幹10、分枝11は線形媒質からなり、分枝12は光カー効果
を有する非線形媒質からなる。分枝12の一部にその一部
を近接させて分枝12との間で方向性結合器を構成する導
波路13が配置されている。導波路13は線形媒質からな
り、その等価屈折率は分枝12の光非入射時の等価屈折率
と略等しい。
ている。Ｙ分岐導波路が光メモリセルとして用いられ、
幹10、分枝11は線形媒質からなり、分枝12は光カー効果
を有する非線形媒質からなる。分枝12の一部にその一部
を近接させて分枝12との間で方向性結合器を構成する導
波路13が配置されている。導波路13は線形媒質からな
り、その等価屈折率は分枝12の光非入射時の等価屈折率
と略等しい。
【００１３】光メモリセルには幹10への入射光のパワー
を弱→中と変じることにより、または強→中とすること
により２値データの書込みが行える。即ち夫々図５(b)
または図５(d) の状態を得ることができる。而して読出
しは導波路13の一端から弱い光を入射して他端でこれを
検出する。図５(b) の状態では検出光はなく、図５(d)
の状態では検出光が得られる。
を弱→中と変じることにより、または強→中とすること
により２値データの書込みが行える。即ち夫々図５(b)
または図５(d) の状態を得ることができる。而して読出
しは導波路13の一端から弱い光を入射して他端でこれを
検出する。図５(b) の状態では検出光はなく、図５(d)
の状態では検出光が得られる。
【００１４】図２は光メモリセル２ビット分を示してい
る。各光メモリセルには夫々に読出し用の導波路131,13
2 が設けられており、導波路131,132 の一端は各別の光
源に接続され、他端は共通接続されている。読出しの場
合にはアクセスすべき光メモリセル用の導波路131 又は
132 に連なる光源を点灯し、それに同調するタイミング
で導波路131,132 の共通の端部出力を見ればよい。つま
り本発明によればランダムアクセスが可能なのである。
る。各光メモリセルには夫々に読出し用の導波路131,13
2 が設けられており、導波路131,132 の一端は各別の光
源に接続され、他端は共通接続されている。読出しの場
合にはアクセスすべき光メモリセル用の導波路131 又は
132 に連なる光源を点灯し、それに同調するタイミング
で導波路131,132 の共通の端部出力を見ればよい。つま
り本発明によればランダムアクセスが可能なのである。
【００１５】図３は本発明の光メモリの製造方法の説明
図である。GaAsからなる基板31上にGaAlx As1-x （０＜
ｘ＜１）からなるバッファ層32が形成されており、その
上層に線形導波路を形成すべきGaAly As1-y （０＜ｙ＜
１）の単結晶層33及び非線形導波路を形成すべきGaAs井
戸層とAlGaAs障壁層が交互に複数積層されてなるMQW
（Ｍultiple Ｑuautum Ｗell)層34を後者が狭幅の条状
をなすように形成してある。単結晶層33及びMQW 層34の
等価屈折率は略等しく設定し、またｘ＞ｙとしてバッフ
ァ層32より高等価屈折率としているので両層33,34 は共
に導波層として機能することになる。
図である。GaAsからなる基板31上にGaAlx As1-x （０＜
ｘ＜１）からなるバッファ層32が形成されており、その
上層に線形導波路を形成すべきGaAly As1-y （０＜ｙ＜
１）の単結晶層33及び非線形導波路を形成すべきGaAs井
戸層とAlGaAs障壁層が交互に複数積層されてなるMQW
（Ｍultiple Ｑuautum Ｗell)層34を後者が狭幅の条状
をなすように形成してある。単結晶層33及びMQW 層34の
等価屈折率は略等しく設定し、またｘ＞ｙとしてバッフ
ァ層32より高等価屈折率としているので両層33,34 は共
に導波層として機能することになる。
【００１６】両層33,34 の成長方法について述べると、
まずMBE,MOCVD 等の方法によりMQW層をバッファ層32上
の全面に形成し、次いでプラズマCVD 等の方法によりSi
Ｏ2層を全面に積層する。次にフォトリソグラフィ及び
ドライエッチングによりMQW層34に必要な条状にパター
ニングすべくMQW 層, SiＯ2 層の不要部分を除去する。
次いでMOCVD により単結晶層を成長させる。SiＯ2 層上
にはGaAly As1-y の結晶が成長しないので成長条件のコ
ントロールによりMQW 層34と同厚の単結晶層33を形成す
ることができる。最後にエッチングによりSiＯ2 層を除
去する。
まずMBE,MOCVD 等の方法によりMQW層をバッファ層32上
の全面に形成し、次いでプラズマCVD 等の方法によりSi
Ｏ2層を全面に積層する。次にフォトリソグラフィ及び
ドライエッチングによりMQW層34に必要な条状にパター
ニングすべくMQW 層, SiＯ2 層の不要部分を除去する。
次いでMOCVD により単結晶層を成長させる。SiＯ2 層上
にはGaAly As1-y の結晶が成長しないので成長条件のコ
ントロールによりMQW 層34と同厚の単結晶層33を形成す
ることができる。最後にエッチングによりSiＯ2 層を除
去する。
【００１７】次に図２に示す如きパターンの導波路を両
層33,34 上にリッジ導波路として形成する。これにはフ
ォトリソグラフィ及びドライエッチングの方法を用い
る。分枝12の部分をMQW 層34に形成することは言うまで
もない。また単結晶層33側の導波路部分、つまり線形導
波路の部分は非線形導波路の部分(MQW層34の部分) より
も少し幅広とし、非線形導波路の部分より等価屈折率を
少し高くしておく。つまり図５(a) の関係を有するよう
にリッジ導波路の幅を決定する。
層33,34 上にリッジ導波路として形成する。これにはフ
ォトリソグラフィ及びドライエッチングの方法を用い
る。分枝12の部分をMQW 層34に形成することは言うまで
もない。また単結晶層33側の導波路部分、つまり線形導
波路の部分は非線形導波路の部分(MQW層34の部分) より
も少し幅広とし、非線形導波路の部分より等価屈折率を
少し高くしておく。つまり図５(a) の関係を有するよう
にリッジ導波路の幅を決定する。
【００１８】リッジ導波路の幹10へ入射する書込光源と
してはMQW の吸収端より僅かに長波長の半導体レーザを
用いる。半導体レーザ出力が約100 μW のときに図５
(c) の状態が得られ、同じく50μW に低減したときにも
図５(d) の状態が得られた。リッジ導波路131,132 へ入
射する読出し光はより長波長のものを用いるのがよい。
これは非線形導波路に対する影響を回避するためであ
る。なお使用材料は上述の実施例に示したものに限らな
いことは勿論である。
してはMQW の吸収端より僅かに長波長の半導体レーザを
用いる。半導体レーザ出力が約100 μW のときに図５
(c) の状態が得られ、同じく50μW に低減したときにも
図５(d) の状態が得られた。リッジ導波路131,132 へ入
射する読出し光はより長波長のものを用いるのがよい。
これは非線形導波路に対する影響を回避するためであ
る。なお使用材料は上述の実施例に示したものに限らな
いことは勿論である。
【００１９】
【発明の効果】以上の如き本発明によれば高速の、しか
もランダムアクセス可能な光メモリを実現できる。
もランダムアクセス可能な光メモリを実現できる。
【図１】本発明の光メモリの１ビット分を示す原理説明
図である。
図である。
【図２】本発明の光メモリの２ビット分を示すパターン
図である。
図である。
【図３】本発明の光メモリの２ビット分を示す模式的構
造図である。
造図である。
【図４】光メモリの原理説明図である。
【図５】光メモリの動作説明図である。
【図６】方向性結合回路の原理説明図である。
10 幹 11 分枝 12 分枝 13 導波路 131 導波路 132 導波路
Claims (1)
- 【請求項１】 一方の分枝が非線形性を有するＹ分岐導
波路と、前記分枝と光学的に結合された導波路とを備
え、前記分枝の等価屈折率に係る２値情報を前記導波路
の一端から入射した光の他端からの出力により読出すべ
くなしてあることを特徴とする光メモリ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33500292A JPH06160920A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 光メモリ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33500292A JPH06160920A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 光メモリ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160920A true JPH06160920A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=18283642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33500292A Pending JPH06160920A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 光メモリ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06160920A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5917973A (en) * | 1997-02-14 | 1999-06-29 | Nec Corporation | Waveguide type of optical arrester |
| WO2010137661A1 (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-02 | シチズンホールディングス株式会社 | 光源装置 |
-
1992
- 1992-11-20 JP JP33500292A patent/JPH06160920A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5917973A (en) * | 1997-02-14 | 1999-06-29 | Nec Corporation | Waveguide type of optical arrester |
| WO2010137661A1 (ja) * | 2009-05-28 | 2010-12-02 | シチズンホールディングス株式会社 | 光源装置 |
| US8704447B2 (en) | 2009-05-28 | 2014-04-22 | Citizen Holdings Co., Ltd. | Light source device |
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