JP5944848B2 - Optical signal buffer memory circuit - Google Patents
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Description
本発明は、光通信、光プロセシング、ならびに光コンピューターにおける光信号バッファメモリ回路に関する。 The present invention relates to optical communication, optical processing, and an optical signal buffer memory circuit in an optical computer.
光信号バッファを実現させる方法としては代表的ものとして以下のような方法が提案されている。 As typical methods for realizing the optical signal buffer, the following methods have been proposed.
[第1の従来技術]
1つ目の方法は、図7に示した様に、長さの異なる光遅延用光導波路ODL−1〜ODL−Nを複数用意し、これら光遅延用光導波路ODL−1〜ODL−Nの入力端に光スイッチOS−1を出力端に光合波器OC−1を配し、入力ポートP−OP−Inから入力した光信号を、光スイッチOS−1を用いて伝搬経路としての光遅延用光導波路ODL−1〜ODL−Nを切り替えることにより、所望の光遅延を与え、出力ポートP−OP−Outから出力するといった方法でバッファメモリとしての機能を実現させるものである。
[First prior art]
In the first method, as shown in FIG. 7, a plurality of optical delay optical waveguides ODL-1 to ODL-N having different lengths are prepared, and the optical delay optical waveguides ODL-1 to ODL-N are prepared. An optical switch OS-1 is disposed at the input end, and an optical multiplexer OC-1 is disposed at the output end. An optical signal input from the input port P-OP-In is optically delayed as a propagation path using the optical switch OS-1. By switching between the optical waveguides ODL-1 to ODL-N, a function as a buffer memory is realized by a method of giving a desired optical delay and outputting from the output port P-OP-Out.
この1つ目の方法に於いては、あらかじめ用意された光遅延用光導波路ODL−1〜ODL−N以外の遅延を付与することが出来ず、光スイッチOS−1で切り替え可能な現実的な光伝搬経路の数に限界がある(現在の市販商用品としては数十程度で、切り替え可能数を大きくするにつれ挿入光損失が増大していくという別の課題もある)ことから、光データ信号列の格納時間に関して極めて限定的な光バッファメモリしか実現できず、切り替え可能な光遅延量のパターンを多くするにつれ、光回路としてより大がかりなものとなっていってしまう。 In this first method, delays other than the optical delay optical waveguides ODL-1 to ODL-N prepared in advance cannot be applied, and the optical switch OS-1 can be used for switching. Because there is a limit to the number of optical propagation paths (the current commercial product is about tens of times, and there is another problem that the insertion optical loss increases as the switchable number increases). Only an extremely limited optical buffer memory can be realized with respect to the storage time of the column, and as the pattern of the switchable optical delay amount increases, the optical circuit becomes larger.
[第2の従来技術]
2つ目の方法は、図8に示した様な光回路を用いて、ファイバーループ或いは光導波路ループO−Loopの中を、入力ポートP−OP−Inから入力した被格納光データ信号列を光増幅器OAで伝搬損失補償等を行いながら周回させて、光スイッチOS−2により所望のタイミングで光データ信号列として取り出し、出力ポートP−OP−Outから出力するといった方法で、所望の光遅延を与えることにより光バッファメモリとしての機能を実現させるものである。
[Second prior art]
The second method uses an optical circuit as shown in FIG. 8 to store a stored optical data signal string input from an input port P-OP-In in a fiber loop or an optical waveguide loop O-Loop. A desired optical delay is obtained by rotating the optical amplifier OA while performing propagation loss compensation and the like, extracting it as an optical data signal sequence at a desired timing by the optical switch OS-2, and outputting it from the output port P-OP-Out. To realize the function as an optical buffer memory.
この方法は、上記1つ目の方法の「切り替え可能な光遅延量のパターンを多くするにつれ、光回路としてより大がかりなものとなっていってしまう。」という課題を克服できることを期待して考案されたと考えられるものであるが、この2つ目の方法に於いては、光データ信号列の周回回数が大きくなるにつれ、周回させるための光導波路ループO−Loopの伝搬損失を補償するための光増幅器OAからのASE(Amplified Spontaneous Emission)等の混入ノイズの影響や、同光導波路ループO−Loopの分散の影響等により光データ信号列の光波形が徐々に崩れ、長くとも100回程度の周回回数よりも長くデータ信号として維持させることが難しいことが知られている(非特許文献1参照)。 This method was devised in the hope that it can overcome the problem of the first method, “As the pattern of switchable optical delay amount increases, the optical circuit becomes larger.” In this second method, as the number of times the optical data signal train is circulated increases, the propagation loss of the optical waveguide loop O-Loop for circulation is compensated. The optical waveform of the optical data signal train gradually collapses due to the influence of mixed noise such as ASE (Amplified Spontaneous Emission) from the optical amplifier OA, the influence of dispersion of the optical waveguide loop O-Loop, etc. It is known that it is difficult to maintain a data signal longer than the number of laps (see Non-Patent Document 1).
本発明の目的は、光通信、光プロセシング、ならびに光コンピューターにおける光信号バッファメモリ回路ならびに光信号バッファ方法において、格納する光信号長に対して任意の整数倍の光遅延を付与して出力させることが可能で、且つ、[第1の従来技術]に記載の光バッファメモリの様に、「調整可能な光遅延量のパターンを多くするにつれ、光回路としてより大がかりなものになる」ことがなく、且つ、[第2の従来技術]に記載の光バッファメモリの様に、「光バッファメモリ回路に使用される損失補償用光増幅器からのASE等の混入ノイズの影響や同光バッファメモリ回路内の光導波に伴う分散効果の影響等による光信号波形劣化に起因した付与可能な光遅延限界が生じてしまう」ことを克服し、原理的に無限の光遅延量を付与することを可能とする光信号バッファメモリ回路を提供することである。 An object of the present invention is to provide an optical signal buffer memory circuit and an optical signal buffer method in an optical communication, an optical processing, and an optical computer with an optical delay of an arbitrary integer multiple of an optical signal length to be stored and output In addition, unlike the optical buffer memory described in [First Prior Art], “the optical circuit becomes larger as the pattern of the adjustable optical delay amount increases”. In addition, as in the optical buffer memory described in [Second Prior Art], “the influence of mixed noise such as ASE from the optical amplifier for loss compensation used in the optical buffer memory circuit or in the optical buffer memory circuit” In principle, there is an optical delay limit that can be applied due to degradation of the optical signal waveform due to the influence of the dispersion effect associated with optical waveguides, etc. It is to provide an optical signal buffer memory circuit to be able to.
つまり、簡単な構成で、波形劣化を招くことがなく、無限の光遅延量を付与することができる光信号バッファメモリ回路を提供することを目的とする。
そして更には、詳細は後述するが、リング型光共振器部による発振挙動を抑え、この影響を排除した状態で所望のマッハ・ツェンダ干渉型の光−光位相変調手段の光干渉特性を評価し、バランス調整を行うことが可能な光信号バッファメモリ回路を提供することを目的とする。
That is, an object of the present invention is to provide an optical signal buffer memory circuit capable of providing an infinite optical delay amount with a simple configuration without causing waveform deterioration.
Furthermore, although details will be described later, the optical interference characteristics of the desired Mach-Zehnder interference type optical-optical phase modulation means are evaluated in a state where the oscillation behavior by the ring optical resonator unit is suppressed and this influence is eliminated. An object of the present invention is to provide an optical signal buffer memory circuit capable of performing balance adjustment.
上記課題を解決する第1の発明の光信号バッファメモリ回路は、
クロック信号光源から出力されたクロック信号光CLK−1を入力するための外部光入力ポートP−OCLK−Inと、前記外部光入力ポートP−OCLK−Inに対してbar側に位置する光出力ポートP−MZ−1−barならびにcross側に位置する光出力ポートP−MZ−1−crossとを有する2つの光干渉アームと、一方の前記光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段L1−1と、他方の前記光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段R1−1とを有し、マッハ・ツェンダ型の干渉器として機能するマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1と、
格納する情報を有する光信号列Data−1を入力するための外部光入力ポートP−Data−Inと直接又は間接に接続され、前記光信号列Data−1を導く光導波路18と、
前記光導波路18と接続されて前記外部光入力ポートP−Data−Inからの光信号列Data−1が入力される光入力ポートP−C1−1、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からの光信号列が入力されるP−C1−2ならびに光出力ポートP−C1−3、P−C1−4とを有し、前記光入力ポートP−C1−2、P−C1−1から入力した光信号列を前記光出力ポートP−C1−3、P−C1−4へと分岐出力させるための光分岐部C−1と、
前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からの光信号列を前記光入力ポートP−C1−2へと導く光導波路14と、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−1に入力するための光入力ポートP−R1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−4からの光信号列を導く光導波路15Rと、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−1に入力するための光入力ポートP−L1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−3からの光信号列を導く光導波路15Lと、
前記光導波路15L又は前記光導波路15R上に設けられ、前記光出力ポートP−C1−3ならびにP−C1−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L1−1ならびにP−R1−1へと到達するタイミングを、前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−1と、
を備え、
前記クロック信号光CLK−1として、RZ(Return to Zero)型の信号光を前記外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力しておき、
前記クロック信号光CLK−1のクロックに同期した前記光信号列Data−1が前記外部光入力ポートP−Data−Inから入力されると、最初は、入力された前記光信号列Data−1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンと同一のデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させ、
以降の周回は、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力された前の周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される当該周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンと同一のデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させて、当該データパターンを当該回路内に維持する構成であって、
前記光位相変調手段R1−1、L1−1の光回路内の光位相変調部c1、c2として、光利得が生じる光半導体増幅器(SOA)を使用しており、
前記光出力ポートP−MZ−1−barからの光信号列を前記光入力ポートP−C1−2へと導く前記光導波路14上、又は、前記光出力ポートP−MZ−1−crossからの光信号列を前記光入力ポートP−C1−2へと導く前記光導波路上に設けられた可変光強度減衰部VA−1を有している、
又は、光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−1に入力するための前記光入力ポートP−R1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−4からの光信号列を導く前記光導波路15R上と、光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−1に入力するための前記光入力ポートP−L1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−3からの光信号列を導く前記光導波路15L上とにそれぞれ設けられた可変光強度減衰部VA−2、VA−2を有している
ことを特徴とする。
The optical signal buffer memory circuit of the first invention for solving the above-mentioned problems is
An external optical input port P-OCLK-In for inputting the clock signal light CLK-1 output from the clock signal light source, and an optical output port located on the bar side with respect to the external optical input port P-OCLK-In Two optical interference arms having P-MZ-1-bar and an optical output port P-MZ-1-cross located on the cross side, and the optical interference arm located on the optical waveguide of one of the optical interference arms Optical phase modulation means L1-1 for modulating the phase of the optical signal train propagating through the inside, and the phase of the optical signal train propagating through the optical interference arm located on the optical waveguide of the other optical interference arm Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-1 which has an optical phase modulation means R1-1 for applying modulation to the light and functions as a Mach-Zehnder type interferometer,
An
An optical input port P-C1-1 connected to the
An
The light from the optical output port P-C1-4 connected to the optical input port P-R1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means R1-1. An
Light from the optical output port P-C1-3 connected to the optical input port P-L1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-1. An
The optical signal trains provided on the
With
As the clock signal light CLK-1, RZ (Return to Zero) type signal light is inputted from the external light input port P-OCLK-In,
When the optical signal string Data-1 synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1 is input from the external optical input port P-Data-In, first, the input optical signal string Data-1 is changed. The phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two optical interference arms, and the clock signal light An optical signal train CLK output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross by turning on or off each pulse of CLK-1. -1-out-DMZ1 is circulated to the optical branching unit C-1 as the same data pattern as the data pattern of the optical signal sequence Data-1.
Subsequent rounds are the previous rounds of the optical signal train CLK-1-out- output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross. Using the DMZ1, the phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two optical interference arms, and the clock By turning each pulse of the signal light CLK-1 on or off, the rotation output from either the light output port P-MZ-1-bar or the light output port P-MZ-1-cross The optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 is circulated to the optical branching unit C-1 as the same data pattern as the data pattern of the optical signal sequence Data-1, and the data pattern The emissions be configured to maintain in the circuit,
As the optical phase modulators c1 and c2 in the optical circuit of the optical phase modulators R1-1 and L1-1, an optical semiconductor amplifier (SOA) that generates optical gain is used.
The optical signal string from the optical output port P-MZ-1-bar is guided on the
Alternatively, the optical output port P-C1-4 connected to the optical input port P-R1-1 for inputting an optical signal sequence for inducing an optical phase modulation action to the optical phase modulation means R1-1. To the optical input port P-L1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-1. It has variable light intensity attenuating sections VA-2 and VA-2 respectively provided on the
また、第2の発明に係る光信号バッファメモリ回路は、
第1の発明に係る光信号バッファメモリ回路において、
更に、
前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の一方の前記光干渉アームの光導波路上であって、前記光位相変調手段L1−1の後段側に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段L1−2と、
前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の他方の前記光干渉アームの光導波路上であって、前記光位相変調手段R1−1の後段側に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段R1−2と、
当該回路内に維持している前記データパターンのフリップフロップ制御用となる光信号列FF−1を入力するための外部光入力ポートP−FF−Inと、
光入力ポートP−C3−2ならびに光出力ポートP−C3−3、P−C3−4とを有し、前記外部光入力ポートP−FF−Inから入力される前記光信号列FF−1を前記光入力ポートP−C3−2から入力し、前記光出力ポートP−C3−3、P−C3−4へと分岐出力させるための光分岐部C−3と、
前記外部光入力ポートP−FF−Inからの前記光信号列FF−1を前記光入力ポートP−C3−2へと導く光導波路21と、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−2に入力するための光入力ポートP−R1−2に接続されて前記光出力ポートP−C3−4からの光信号列を導く光導波路22Rと、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−2に入力するための光入力ポートP−L1−2に接続されて前記光出力ポートP−C3−3からの光信号列を導く光導波路22Lと、
前記光導波路22L又は前記光導波路22R上に設けられ、前記光出力ポートP−C3−3ならびにP−C3−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L1−2ならびにP−R1−2へと到達するタイミングを、前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−2と、
を備え、
前記光信号列FF−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、前記データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記データパターンを当該回路内に維持した後、前記外部光入力ポートP−FF−Inから前記光信号列FF−1が入力されると、入力した前記光信号列FF−1を用いて、前記位相変調手段R1−2、L1−2を駆動させて、前記位相変調手段R1−1、L1−1から出力された光信号列に位相差を生じさせて、当該光信号列の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンが反転したデータパターンとするフリップフロップを行って、前記光分岐部C−1へ周回させて、
以降の周回は、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力された前の周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される当該周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンが反転したデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させて、当該データパターンを当該回路内に維持する
ことを特徴とする。
An optical signal buffer memory circuit according to a second invention is
In the optical signal buffer memory circuit according to the first invention,
Furthermore,
It is located on the optical waveguide of one of the optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1, and is located behind the optical phase modulation means L1-1 and propagates through the optical interference arm. Optical phase modulation means L1-2 for modulating the phase of the optical signal train;
It is located on the optical waveguide of the other optical interference arm of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1, and is located behind the optical phase modulation means R1-1 and propagates through the optical interference arm. Optical phase modulation means R1-2 for modulating the phase of the optical signal train;
An external optical input port P-FF-In for inputting an optical signal sequence FF-1 for flip-flop control of the data pattern maintained in the circuit;
An optical input port P-C3-2 and optical output ports P-C3-3, P-C3-4, and the optical signal train FF-1 input from the external optical input port P-FF-In An optical branching unit C-3 for inputting from the optical input port P-C3-2 and branching out to the optical output ports P-C3-3 and P-C3-4;
An
The light from the light output port P-C3-4 connected to the light input port P-R1-2 for inputting the light signal sequence for inducing the light phase modulation action to the light phase modulation means R1-2. An
Light from the optical output port P-C3-3 is connected to the optical input port P-L1-2 for inputting an optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-2. An
Optical signal trains provided on the
With
The optical signal string FF-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
After the data pattern is maintained in the circuit, when the optical signal sequence FF-1 is input from the external optical input port P-FF-In, the input optical signal sequence FF-1 is used to The phase modulation means R1-2 and L1-2 are driven to cause a phase difference in the optical signal sequence output from the phase modulation means R1-1 and L1-1, and each pulse of the optical signal sequence is turned on. Alternatively, the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross A flip-flop having a data pattern obtained by inverting the data pattern of the optical signal sequence Data-1 is performed to circulate to the optical branching unit C-1.
Subsequent rounds are the previous rounds of the optical signal train CLK-1-out- output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross. Using the DMZ1, the phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two optical interference arms, and the clock By turning each pulse of the signal light CLK-1 on or off, the rotation output from either the light output port P-MZ-1-bar or the light output port P-MZ-1-cross The optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 is circulated to the optical branching unit C-1 as a data pattern obtained by inverting the data pattern of the optical signal sequence Data-1, and the data pattern The chromatography down and maintains in the circuit.
また、第3の発明に係る光信号バッファメモリ回路は、
第2の発明に係る光信号バッファメモリ回路において、
更に、
当該回路内に維持している前記データパターンを消去する消去制御用となる光信号列ERS−1を入力するための外部光入力ポートP−ERS−Inと、
光入力ポートP−C2−1、P−C2−2ならびに前記光導波路18に接続された光出力ポートP−C2−4を有し、前記光入力ポートP−C2−1ならびにP−C2−2から入力される光信号列を同一の前記光出力ポートP−C2−4へ結合させるための光合波部C−2と、
前記外部光入力ポートP−Data−Inからの光信号列を前記光入力ポートP−C2−1へと導く光導波路16と、
前記外部光入力ポートP−ERS−Inからの光信号列を前記光入力ポートP−C2−2へと導く光導波路17と、
を備え、
前記光信号列ERS−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、前記データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記光信号列Data−1のデータパターンと同じデータパターン又は反転したデータパターンを当該回路内に維持した後、前記外部光入力ポートP−ERS−Inから前記光信号列ERS−1が入力されると、入力された前記光信号列ERS−1と前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される前記光信号列CLK−1−out−DMZ1とを用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1の位相を全てπ変調させ、
且つ、前記光信号列ERS−1の入力と同時に、前記外部光入力ポートP−FF−Inから前記光信号列FF−1が入力されると、入力した前記光信号列FF−1を用いて、前記位相変調手段R1−2、L1−2を駆動させて、前記位相変調手段R1−1、L1−1から出力された光信号列の位相を更にπ変調させて、当該光信号列を前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方から出力することにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からは光出力がない初期状態へ戻す
ことを特徴とする。
An optical signal buffer memory circuit according to a third invention is
In the optical signal buffer memory circuit according to the second invention,
Furthermore,
An external optical input port P-ERS-In for inputting an optical signal string ERS-1 for erasing control for erasing the data pattern maintained in the circuit;
The optical input ports P-C2-1 and P-C2-2 and the optical output port P-C2-4 connected to the
An
An
With
The optical signal string ERS-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
After the same data pattern as the data pattern of the optical signal sequence Data-1 or an inverted data pattern is maintained in the circuit, the optical signal sequence ERS-1 is input from the external optical input port P-ERS-In. The optical signal train ERS-1 and the optical signal train CLK- output from one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross. 1-out-DMZ1 is used to drive the phase modulation means R1-1 and L1-1 so that all the phases of the clock signal light CLK-1 propagating in the two optical interference arms are π. Modulate,
When the optical signal sequence FF-1 is input from the external optical input port P-FF-In simultaneously with the input of the optical signal sequence ERS-1, the input optical signal sequence FF-1 is used. The phase modulation means R1-2 and L1-2 are driven to further π-modulate the phase of the optical signal sequence output from the phase modulation means R1-1 and L1-1, and the optical signal sequence is By outputting from either one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross, the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P- Any one of MZ-1-cross is returned to an initial state in which there is no light output.
また、第4の発明に係る光信号バッファメモリ回路は、
クロック信号光源から出力されたクロック信号光CLK−1を入力するための外部光入力ポートP−OCLK−Inと、前記外部光入力ポートP−OCLK−Inに対してbar側に位置する光出力ポートP−MZ−1−barならびにcross側に位置する光出力ポートP−MZ−1−crossとを有する2つの第1の光干渉アームと、一方の前記第1の光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段L1−1と、他方の前記第1の光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段R1−1とを有し、マッハ・ツェンダ型の干渉器として機能するマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1と、
格納する情報を有する光信号列Data−1を入力するための外部光入力ポートP−Data−Inと直接又は間接に接続され、前記光信号列Data−1を導く光導波路18と、
前記光導波路18と接続されて前記外部光入力ポートP−Data−Inからの光信号列Data−1が入力される光入力ポートP−C1−1、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からの光信号列が入力されるP−C1−2ならびに光出力ポートP−C1−3、P−C1−4とを有し、前記光入力ポートP−C1−2、P−C1−1から入力した光信号列を前記光出力ポートP−C1−3、P−C1−4へと分岐出力させるための光分岐部C−1と、
前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からの光信号列を前記光入力ポートP−C1−2へと導く光導波路14と、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−1に入力するための光入力ポートP−R1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−4からの光信号列を導く光導波路15Rと、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−1に入力するための光入力ポートP−L1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−3からの光信号列を導く光導波路15Lと、
前記光導波路15L又は前記光導波路15R上に設けられ、前記光出力ポートP−C1−3ならびにP−C1−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L1−1ならびにP−R1−1へと到達するタイミングを、前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−1と、
を備え、
前記クロック信号光CLK−1として、RZ(Return to Zero)型の信号光を前記外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力しておき、
前記クロック信号光CLK−1のクロックに同期した前記光信号列Data−1が前記外部光入力ポートP−Data−Inから入力されると、最初は、入力された前記光信号列Data−1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記第1の光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンと同一のデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させ、
以降の周回は、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力された前の周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記第1の光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される当該周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンと同一のデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させて、当該データパターンを当該回路内に維持する
光信号バッファメモリ回路において、
更に、
前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の一方の前記第1の光干渉アームの光導波路上であって、前記光位相変調手段L1−1の後段側に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段L1−2と、
前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の他方の前記第1の光干渉アームの光導波路上であって、前記光位相変調手段R1−1の後段側に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段R1−2と、
当該回路内に維持している前記データパターンのフリップフロップ制御用となる光信号列FF−1を入力するための外部光入力ポートP−FF−Inと、
光入力ポートP−C3−2ならびに光出力ポートP−C3−3、P−C3−4とを有し、前記外部光入力ポートP−FF−Inから入力される前記光信号列FF−1を前記光入力ポートP−C3−2から入力し、前記光出力ポートP−C3−3、P−C3−4へと分岐出力させるための光分岐部C−3と、
前記外部光入力ポートP−FF−Inからの前記光信号列FF−1を前記光入力ポートP−C3−2へと導く光導波路21と、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−2に入力するための光入力ポートP−R1−2に接続されて前記光出力ポートP−C3−4からの光信号列を導く光導波路22Rと、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−2に入力するための光入力ポートP−L1−2に接続されて前記光出力ポートP−C3−3からの光信号列を導く光導波路22Lと、
前記光導波路22L又は前記光導波路22R上に設けられ、前記光出力ポートP−C3−3ならびにP−C3−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L1−2ならびにP−R1−2へと到達するタイミングを、前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−2と、
前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方から出力される光信号列を入力するための光入力ポートP−MZ−2−Inと、前記光入力ポートP−MZ−2−Inに対してbar側に位置する光出力ポートP−Data−Outならびにcross側に位置する光出力ポートP−MON−Outとを有する2つの第2の光干渉アームと、一方の前記第2の光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段L−2と、他方の前記第2の光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段R−2とを有し、マッハ・ツェンダ型の干渉器として機能するマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2と、
前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方からの光信号列を前記光入力ポートP−MZ−2−Inへと導く光導波路30と、
当該回路内に維持している前記データパターンの光信号列の出力を行うための光信号出力開閉制御用となる光信号列Gate−1を入力するための外部光入力ポートP−Gate−Inと、
光入力ポートP−C4−2ならびに光出力ポートP−C4−3、P−C4−4とを有し、前記外部光入力ポートP−Gate−Inから入力される前記光信号列Gate−1を前記光入力ポートP−C4−2から入力し、前記光出力ポートP−C4−3、P−C4−4へと分岐出力させるための光分岐部C−4と、
前記外部光入出力ポートP−Gate−Inからの前記光信号列Gate−1を前記光入力ポートP−C4−2へと導く光導波路41と、
光位相変調作用を誘起させるための信号光列を前記光位相変調手段L−2に入力するための光入力ポートP−L2に接続されて前記光出力ポートP−C4−3からの光信号列を導く光導波路42Lと、
光位相変調作用を誘起させるための信号光列を前記光位相変調手段R−2に入力するための光入力ポートP−R2に接続されて前記光出力ポートP−C4−4からの光信号列を導く光導波路42Rと、
前記光導波路42L又は前記光導波路42R上に設けられ、前記光出力ポートP−C4−3ならびにP−C4−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L2ならびにP−R2へと到達するタイミングを、前記前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−3と、
を備え、
前記光信号列FF−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、前記データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記データパターンを当該回路内に維持した後、前記外部光入力ポートP−FF−Inから前記光信号列FF−1が入力されると、入力した前記光信号列FF−1を用いて、前記位相変調手段R1−2、L1−2を駆動させて、前記位相変調手段R1−1、L1−1から出力された光信号列に位相差を生じさせて、当該光信号列の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンが反転したデータパターンとするフリップフロップを行って、前記光分岐部C−1へ周回させて、
以降の周回は、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力された前の周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記第1の光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される当該周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンが反転したデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させて、当該データパターンを当該回路内に維持すると共に、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方から出力される光信号列を、前記光信号列Data−1と同一のデータパターンとして、繰り返し出力される状態に遷移させた後、
前記光信号列Gate−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、当該データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記外部光入力ポートP−Gate−Inから前記光信号列Gate−1が入力されると、入力した前記光信号列Gate−1を用いて、前記光位相変調手段R−2、L−2を駆動させて、前記光入力ポートP−MZ−2−Inから入力されて前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2の2つの前記第2の光干渉アーム中を伝搬している光信号列に位相差を生じさせることにより、前記光信号列Gate−1のデータ長の間だけ、前記光入力ポートP−MZ−2−Inから入力された光信号列を前記光出力ポートP−Data−Outから出力する構成であって、
前記光位相変調手段R1−1、L1−1の光回路内の光位相変調部c1、c2として、光利得が生じる光半導体増幅器(SOA)を使用しており、
前記光出力ポートP−MZ−1−barからの光信号列を前記光入力ポートP−C1−2へと導く前記光導波路14上、又は、前記光出力ポートP−MZ−1−crossからの光信号列を前記光入力ポートP−C1−2へと導く前記光導波路上に設けられた可変光強度減衰部VA−1を有している、
又は、光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−1に入力するための前記光入力ポートP−R1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−4からの光信号列を導く前記光導波路15R上と、光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−1に入力するための前記光入力ポートP−L1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−3からの光信号列を導く前記光導波路15L上とにそれぞれ設けられた可変光強度減衰部VA−2、VA−2を有している
ことを特徴とする。
An optical signal buffer memory circuit according to a fourth invention is
An external optical input port P-OCLK-In for inputting the clock signal light CLK-1 output from the clock signal light source, and an optical output port located on the bar side with respect to the external optical input port P-OCLK-In Two first optical interference arms having P-MZ-1-bar and an optical output port P-MZ-1-cross located on the cross side, on the optical waveguide of one of the first optical interference arms An optical phase modulation means L1-1 for modulating the phase of the optical signal train positioned and propagating in the optical interference arm, and the optical interference arm positioned on the optical waveguide of the other first optical interference arm Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 having optical phase modulation means R1-1 for modulating the phase of the optical signal train propagating therethrough and functioning as a Mach-Zehnder type interferometer ,
An
An optical input port P-C1-1 connected to the
An
The light from the optical output port P-C1-4 connected to the optical input port P-R1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means R1-1. An
Light from the optical output port P-C1-3 connected to the optical input port P-L1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-1. An
The optical signal trains provided on the
With
As the clock signal light CLK-1, RZ (Return to Zero) type signal light is inputted from the external light input port P-OCLK-In,
When the optical signal string Data-1 synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1 is input from the external optical input port P-Data-In, first, the input optical signal string Data-1 is changed. The phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two first optical interference arms, and Light output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross by turning on or off each pulse of the clock signal light CLK-1 The signal train CLK-1-out-DMZ1 is circulated to the optical branching unit C-1 as the same data pattern as the data pattern of the optical signal train Data-1,
Subsequent rounds are the previous rounds of the optical signal train CLK-1-out- output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross. Using DMZ1, the phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two first optical interference arms. By turning on or off each pulse of the clock signal light CLK-1, the light is output from either the light output port P-MZ-1-bar or the light output port P-MZ-1-cross. The optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 of the circulation is circulated to the optical branching unit C-1 as the same data pattern as the data pattern of the optical signal sequence Data-1, and the data In the optical signal the buffer memory circuit to maintain a pattern in said circuit,
Furthermore,
On the optical waveguide of one of the first optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1, located on the rear stage side of the optical phase modulation means L1-1 and in the optical interference arm. Optical phase modulation means L1-2 for modulating the phase of the optical signal train propagating through
On the optical waveguide of the other first optical interference arm of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1, and located on the rear stage side of the optical phase modulation means R1-1, Optical phase modulation means R1-2 for modulating the phase of the optical signal train propagating through
An external optical input port P-FF-In for inputting an optical signal sequence FF-1 for flip-flop control of the data pattern maintained in the circuit;
An optical input port P-C3-2 and optical output ports P-C3-3, P-C3-4, and the optical signal train FF-1 input from the external optical input port P-FF-In An optical branching unit C-3 for inputting from the optical input port P-C3-2 and branching out to the optical output ports P-C3-3 and P-C3-4;
An
The light from the light output port P-C3-4 connected to the light input port P-R1-2 for inputting the light signal sequence for inducing the light phase modulation action to the light phase modulation means R1-2. An
Light from the optical output port P-C3-3 is connected to the optical input port P-L1-2 for inputting an optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-2. An
Optical signal trains provided on the
An optical input port P-MZ-2-In for inputting an optical signal string output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross; , Two optical output ports P-Data-Out located on the bar side with respect to the optical input port P-MZ-2-In and two optical output ports P-MON-Out located on the cross side An optical interference arm, an optical phase modulation means L-2 for modulating the phase of an optical signal train that is located on the optical waveguide of one of the second optical interference arms and propagates through the optical interference arm, and the other And an optical phase modulation means R-2 for modulating the phase of the optical signal train which is located on the optical waveguide of the second optical interference arm and propagates through the optical interference arm, and is a Mach-Zehnder type Functions as an interferometer And Tsu Ha-Zehnder interference type light intensity modulating means MZ-2,
An
An external optical input port P-Gate-In for inputting an optical signal string Gate-1 for optical signal output opening / closing control for outputting an optical signal string of the data pattern maintained in the circuit; ,
An optical input port P-C4-2 and optical output ports P-C4-3 and P-C4-4, and the optical signal string Gate-1 input from the external optical input port P-Gate-In An optical branching unit C-4 for inputting from the optical input port P-C4-2 and branching out to the optical output ports P-C4-3 and P-C4-4;
An
An optical signal train from the optical output port P-C4-3 connected to an optical input port P-L2 for inputting a signal optical train for inducing an optical phase modulation action to the optical phase modulation means L-2. An
An optical signal train from the optical output port P-C4-4 connected to an optical input port PR2-R2 for inputting a signal optical train for inducing an optical phase modulation action to the optical phase modulation means R-2. An
An optical signal train provided on the
With
The optical signal string FF-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
After the data pattern is maintained in the circuit, when the optical signal sequence FF-1 is input from the external optical input port P-FF-In, the input optical signal sequence FF-1 is used to The phase modulation means R1-2 and L1-2 are driven to cause a phase difference in the optical signal sequence output from the phase modulation means R1-1 and L1-1, and each pulse of the optical signal sequence is turned on. Alternatively, the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross A flip-flop having a data pattern obtained by inverting the data pattern of the optical signal sequence Data-1 is performed to circulate to the optical branching unit C-1.
Subsequent rounds are the previous rounds of the optical signal train CLK-1-out- output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross. Using DMZ1, the phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two first optical interference arms. By turning on or off each pulse of the clock signal light CLK-1, the light is output from either the light output port P-MZ-1-bar or the light output port P-MZ-1-cross. The optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 of the circulation is circulated to the optical branching unit C-1 as a data pattern obtained by inverting the data pattern of the optical signal sequence Data-1, and the data An optical signal sequence output from either one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross is stored in the circuit. After making a transition to a state that is repeatedly output as the same data pattern as the column Data-1,
The optical signal string Gate-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
When the optical signal sequence Gate-1 is input from the external optical input port P-Gate-In, the optical phase modulation means R-2 and L-2 are connected using the input optical signal sequence Gate-1. An optical signal that is driven and propagated through the two second optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-2, which is input from the optical input port P-MZ-2-In By generating a phase difference in the column, the optical signal sequence input from the optical input port P-MZ-2-In is converted into the optical output port P-Data only during the data length of the optical signal sequence Gate-1. -Output from Out,
As the optical phase modulators c1 and c2 in the optical circuit of the optical phase modulators R1-1 and L1-1, an optical semiconductor amplifier (SOA) that generates optical gain is used.
The optical signal string from the optical output port P-MZ-1-bar is guided on the
Alternatively, the optical output port P-C1-4 connected to the optical input port P-R1-1 for inputting an optical signal sequence for inducing an optical phase modulation action to the optical phase modulation means R1-1. To the optical input port P-L1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-1. It has variable light intensity attenuating sections VA-2 and VA-2 respectively provided on the
また、第5の発明に係る光信号バッファメモリ回路は、
第4の発明に係る光信号バッファメモリ回路において、
更に、
当該回路内に維持している前記データパターンを消去する消去制御用となる光信号列ERS−1を入力するための外部光入力ポートP−ERS−Inと、
光入力ポートP−C2−1、P−C2−2ならびに前記光導波路18接続された光出力ポートP−C2−4を有し、前記光入力ポートP−C2−1ならびにP−C2−2から入力される光信号列を同一の前記光出力ポートP−C2−4へ結合させるための光合波部C−2と、
前記外部光入力ポートP−Data−Inからの光信号列を前記光入力ポートP−C2−1へと導く光導波路16と、
前記外部光入力ポートP−ERS−Inからの光信号列を前記光入力ポートP−C2−2へと導く光導波路17と、
を備え、
前記光信号列ERS−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、前記データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記光信号列Data−1のデータパターンと同じデータパターン又は反転したデータパターンを当該回路内に維持した後、前記外部光入力ポートP−ERS−Inから前記光信号列ERS−1が入力されると、入力された前記光信号列ERS−1と前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される前記光信号列CLK−1−out−DMZ1とを用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記第1の光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1の位相を全てπ変調させ、
且つ、前記光信号列ERS−1の入力と同時に、前記外部光入力ポートP−FF−Inから前記光信号列FF−1が入力されると、入力した前記光信号列FF−1を用いて、前記位相変調手段R1−2、L1−2を駆動させて、前記位相変調手段R1−1、L1−1から出力された光信号列の位相を更にπ変調させて、当該光信号列を前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方から出力することにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からは光出力がない初期状態へ戻す
ことを特徴とする。
An optical signal buffer memory circuit according to a fifth invention is
In the optical signal buffer memory circuit according to the fourth invention,
Furthermore,
An external optical input port P-ERS-In for inputting an optical signal string ERS-1 for erasing control for erasing the data pattern maintained in the circuit;
The optical input ports P-C2-1 and P-C2-2 and the optical output port P-C2-4 connected to the
An
An
With
The optical signal string ERS-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
After the same data pattern as the data pattern of the optical signal sequence Data-1 or an inverted data pattern is maintained in the circuit, the optical signal sequence ERS-1 is input from the external optical input port P-ERS-In. The optical signal train ERS-1 and the optical signal train CLK- output from one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross. The phase of the clock signal light CLK-1 propagating in the two first optical interference arms by driving the phase modulation means R1-1 and L1-1 using 1-out-DMZ1 Π-modulate all
When the optical signal sequence FF-1 is input from the external optical input port P-FF-In simultaneously with the input of the optical signal sequence ERS-1, the input optical signal sequence FF-1 is used. The phase modulation means R1-2 and L1-2 are driven to further π-modulate the phase of the optical signal sequence output from the phase modulation means R1-1 and L1-1, and the optical signal sequence is By outputting from either one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross, the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P- Any one of MZ-1-cross is returned to an initial state in which there is no light output.
また、第6の発明の光信号バッファメモリ回路は、
第1から第5の発明の何れか1つに係る光信号バッファメモリ回路において、
前記可変光強度減衰部VA−1、又は、前記可変光強度減衰部VA−1、VA−2は、定電圧駆動状態の半導体EA変調器であることを特徴とする。
The optical signal buffer memory circuit of the sixth invention is
In the optical signal buffer memory circuit according to any one of the first to fifth inventions,
The variable light intensity attenuating unit VA-1 or the variable light intensity attenuating units VA-1 and VA-2 are constant voltage drive semiconductor EA modulators.
また、第7の発明の光信号バッファメモリ回路は、
第1から第5の発明の何れか1つに係る光信号バッファメモリ回路において、
前記可変光強度減衰部VA−1、又は、前記可変光強度減衰部VA−1、VA−2は、電界吸収活性層のPL特性が設定動作波長に対して100nm以上短波長側に設定された定電圧駆動状態の半導体EA変調器であることを特徴とする。
The optical signal buffer memory circuit of the seventh invention is
In the optical signal buffer memory circuit according to any one of the first to fifth inventions,
In the variable light intensity attenuating unit VA-1 or the variable light intensity attenuating units VA-1 and VA-2, the PL characteristic of the electroabsorption active layer is set to the short wavelength side by 100 nm or more with respect to the set operation wavelength. The semiconductor EA modulator is in a constant voltage driving state.
本発明によれば、格納する光信号長に対して任意の整数倍の光遅延を付与して出力させることが可能で、且つ、[第1の従来技術]に記載の光バッファメモリにおいて課題であった「調整可能な光遅延量のパターンを多くするにつれ、光回路としてより大がかりなものになってしまう」ことを克服でき、且つ、[第2の従来技術]に記載の光バッファメモリにおいて課題であった「光バッファメモリ回路に使用される損失補償用光増幅器からのASE等の混入ノイズの影響や同光バッファメモリ回路内の光導波に伴う分散効果の影響等による光信号波形劣化に起因した付与可能な光遅延限界が生じてしまう」ことを克服し、原理的に無限の光遅延量を付与することを可能とすることが出来る。
そして更には、リング型光共振器部による発振挙動を抑え、この影響を排除した状態で所望のマッハ・ツェンダ干渉型の光−光位相変調手段の光干渉特性を評価し、バランス調整を行うことを可能とすることができる。
According to the present invention, it is possible to give an optical delay of an arbitrary integer multiple to the optical signal length to be stored for output, and there is a problem in the optical buffer memory described in [First Prior Art]. In the optical buffer memory described in [Second Prior Art], it is possible to overcome the problem that “the optical circuit becomes larger as the pattern of the adjustable optical delay amount increases”. Was caused by optical signal waveform deterioration due to the influence of mixed noise such as ASE from the optical amplifier for loss compensation used in the optical buffer memory circuit and the influence of the dispersion effect accompanying the optical waveguide in the optical buffer memory circuit. In other words, it is possible to provide an infinite optical delay amount in principle.
Further, the oscillation behavior by the ring type optical resonator unit is suppressed, and the optical interference characteristic of the desired Mach-Zehnder interference type optical-optical phase modulation means is evaluated in a state in which this influence is eliminated, and balance adjustment is performed. Can be made possible.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1と図2に示す光信号バッファメモリ回路は、その基本回路構成については同じであるが、図1では光合分岐部C−1の入力側に可変光強度減衰部VA−1が設けられ、図2では光合分岐部C−1の出力側に可変光強度減衰部VA−2,VA−3が設けられている点が異なっている。
図3と図4に示す光信号バッファメモリ回路は、その基本回路構成については同じであるが、図3では光合分岐部C−1の入力側に可変光強度減衰部VA−1が設けられ、図4では光合分岐部C−1の出力側に可変光強度減衰部VA−2,VA−3が設けられている点が異なっている。
The optical signal buffer memory circuit shown in FIGS. 1 and 2 has the same basic circuit configuration, but in FIG. 1, a variable light intensity attenuating unit VA-1 is provided on the input side of the optical coupling / branching unit C-1. FIG. 2 is different in that variable light intensity attenuation units VA-2 and VA-3 are provided on the output side of the optical coupling / branching unit C-1.
The optical signal buffer memory circuits shown in FIGS. 3 and 4 have the same basic circuit configuration, but in FIG. 3, a variable light intensity attenuating unit VA-1 is provided on the input side of the optical coupling / branching unit C-1. FIG. 4 is different in that variable light intensity attenuators VA-2 and VA-3 are provided on the output side of the optical coupling / branching unit C-1.
図1〜図6を参照して、まず、光信号バッファメモリ回路の基本回路構成について説明し、次に可変光強度減衰部VA−1,VA−2,VA−3について説明する。 1 to 6, the basic circuit configuration of the optical signal buffer memory circuit will be described first, and then the variable light intensity attenuators VA-1, VA-2, and VA-3 will be described.
(光信号バッファメモリ回路の基本回路構成の説明)
図1、図2と図3、図4は光信号バッファメモリ回路に光シャッター機能が付加されているか否かが異なるだけであるため、ここでは両者をまとめて説明する。
光信号バッファメモリ回路は、化合物半導体基板上に集積型光回路として作成した平面型光回路であるか、或いは 石英系プレーナ光波回路(PLC)と化合物光半導体デバイスとのハイブリッド集積化により作成された平面型光回路(非特許文献2)であるか、或いは、 シリコン平面基板上に集積型光回路として作成された平面型光回路(非特許文献3)である。 以下、詳細に説明する。
(Description of basic circuit configuration of optical signal buffer memory circuit)
FIGS. 1 and 2 are different from FIGS. 3 and 4 only in whether or not an optical shutter function is added to the optical signal buffer memory circuit.
The optical signal buffer memory circuit is a planar optical circuit created as an integrated optical circuit on a compound semiconductor substrate, or created by hybrid integration of a quartz-based planar lightwave circuit (PLC) and a compound optical semiconductor device. It is a planar optical circuit (Non-Patent Document 2) or a planar optical circuit (Non-Patent Document 3) created as an integrated optical circuit on a silicon planar substrate. Details will be described below.
(構成)
図1〜図4に示す本実施例の光信号バッファメモリ回路において、P−OCLK−Inは、図5の「OC source」に示される様な、「クロック信号光源から出力されるクロック光パルスであって、ピーク光パワーが一定のRZ(Return to Zero)型のクロック信号光」となるクロック信号光CLK−1の外部光入力ポートである。
(Constitution)
In the optical signal buffer memory circuit of this embodiment shown in FIGS. 1 to 4, P-OCLK-In is a clock optical pulse output from the clock signal light source as shown by “OC source” in FIG. This is an external optical input port of the clock signal light CLK-1 that becomes an RZ (Return to Zero) type clock signal light having a constant peak light power.
又、P−Data−Inは、図5の「OD source」に示される様な、「当該光信号バッファメモリ回路へ格納する目的で入力されるデータ用光信号列」となる光信号列Data−1の外部光入力ポートである。 Further, P-Data-In is an optical signal sequence Data- that becomes an “optical signal sequence for data input for the purpose of storing in the optical signal buffer memory circuit” as indicated by “OD source” in FIG. 1 is an external optical input port.
又、P−FF−Inは、図5の「F.F. cntl.」に示される様な、「当該光信号バッファメモリ回路へ格納されたデータ用光信号列の情報のマーク(1)とスペース(0)をすべて反転させる、いわゆる、フリップフロップ操作を行う際に入力されるフリップフロップ制御用光信号列」となる光信号列FF−1の外部光入力ポートである。 Further, P-FF-In indicates “a mark (1) of information of the optical signal train for data stored in the optical signal buffer memory circuit” as shown in “FF cntl.” Of FIG. This is an external optical input port of the optical signal sequence FF- 1 that becomes a so-called flip-flop control optical signal sequence that is input when performing a flip-flop operation that inverts all the spaces (0).
又、P−ERS−Inは、図5の「ERS cntl.」に示される様な、「当該光信号バッファメモリ回路へ格納された情報をリセットさせる際に入力される消去制御用光信号列」となる光信号列ERS−1の外部光入力ポートである。 Further, P-ERS-In is “an optical signal string for erasure control that is input when resetting the information stored in the optical signal buffer memory circuit” as indicated by “ERS cntl.” In FIG. Is an external optical input port of the optical signal train ERS-1.
又、C−2は、光入力ポートP−C2−1、P−C2−2、光出力ポートP−C2−3、P−C2−4を有し、上記外部光入力ポートP−Data−Inから光導波路16を介して光入力ポートP−C2−1へ入力された入力光信号列Data−1と上記外部光入力ポートP−ERS−Inから光導波路17を介して光入力ポートP−C2−2へ入力された入力光信号列ERS−1を同一の光出力ポートP−C2−4から出力し、後段の2×2光分岐部C−1の一方の光入力ポートP−C1−1へと導く光導波路18へ結合させるための2×1光合波部である。
C-2 has optical input ports P-C2-1, P-C2-2, optical output ports P-C2-3, and P-C2-4. The external optical input port P-Data-In To the optical input port P-C2-1 through the
なお、光信号列Data−1、ERS−1を外部の機器で切り替えて入力できるのであれば、光合波部C−2を用いずに、例えば、上記外部光入力ポートP−Data−Inを光導波路18へ直接接続し、上記外部光入力ポートP−Data−Inから光信号列Data−1又は光信号列ERS−1を光導波路18へ直接入力するようにしてもよい。
In addition, if the optical signal sequences Data-1 and ERS-1 can be switched and input by an external device, for example, the external optical input port P-Data-In is optically transmitted without using the optical multiplexing unit C-2. The optical signal train Data-1 or the optical signal train ERS-1 may be directly input to the
又、MZ−1は、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段として用いる光回路部であり、左右2つの第1の光干渉アーム(光導波路11R、12R、13R及び光導波路11L、12L、13L)を有し、光導波路11R及び光導波路11Lでは、一部を互いに近接して配置して、方向性結合器を構成し、光導波路13R及び光導波路13Lでも、一部を互いに近接して配置して、方向性結合器を構成している。
MZ-1 is an optical circuit unit used as a Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means, and two first optical interference arms on the left and right sides (
又、R1−1、R1−2、L1−1、L1−2は、外部光入力ポートP−OCLK−Inからマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1に入力され、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の左右2つの第1の光干渉アームを伝搬するクロック光信号列(後述する第1のクロック光信号列、第2のクロック光信号列)の位相を変調する光位相変調手段である。光位相変調手段R1−1、R1−2、L1−1、L1−2は2つの方向性結合器の間に配置されており、具体的には、光位相変調手段R1−1は光導波路11Rと光導波路12Rとの間に、光位相変調手段R1−2は光導波路12Rと光導波路13Rとの間に、光位相変調手段L1−1は光導波路11Lと光導波路12Lとの間に、光位相変調手段L1−2は光導波路12Lと光導波路13Lとの間に配置されている。つまり、光位相変調手段R1−2は光位相変調手段R1−1の後段側に、光位相変調手段L1−2は光位相変調手段L1−1の後段側に位置している。
R1-1, R1-2, L1-1, and L1-2 are input from the external optical input port P-OCLK-In to the Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-1, and are Mach-Zehnder interference type. Optical phase for modulating the phase of a clock optical signal sequence (first clock optical signal sequence and second clock optical signal sequence to be described later) propagating through the two left and right first optical interference arms of the optical intensity modulation means MZ-1. Modulation means. The optical phase modulation means R1-1, R1-2, L1-1, and L1-2 are arranged between two directional couplers. Specifically, the optical phase modulation means R1-1 is an
ここで、第1のクロック光信号列は、クロック信号光CLK−1を方向性結合器で分岐した光信号列であり、第2のクロック光信号列は、第1のクロック光信号列が位相変調手段R1−1、L1−1で光位相変調を受けた後の光信号列である。 Here, the first clock optical signal sequence is an optical signal sequence obtained by branching the clock signal light CLK-1 with a directional coupler, and the second clock optical signal sequence is in phase with the first clock optical signal sequence. It is an optical signal train after being subjected to optical phase modulation by the modulation means R1-1 and L1-1.
又、P−MZ−1−crossは、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の外部光入力ポートP−OCLK−Inに対するcross側からの光信号列を出力する光出力ポートである。 P-MZ-1-cross is an optical output port for outputting an optical signal string from the cross side with respect to the external optical input port P-OCLK-In of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1.
又、P−MZ−1−barは、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の外部光入力ポートP−OCLK−Inに対するbar側から当該マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の被光強度変調光となる光信号列CLK−1−out−DMZ1を出力する光出力ポートである。 Further, P-MZ-1-bar is the Mach-Zehnder interference light intensity modulation means MZ-1 from the bar side to the external optical input port P-OCLK-In of the Mach-Zehnder interference light intensity modulation means MZ-1. This is an optical output port that outputs an optical signal train CLK-1-out-DMZ1 that becomes the light intensity modulated light.
又、C−1は、光入力ポートP−C1−1、P−C1−2、光出力ポートP−C1−3、P−C1−4を有し、上記光合波部C−2の光出力ポートP−C2−4からの光信号列を、光導波路18を介して、光入力ポートP−C1−1から入力させるとともに分岐させて、光出力ポートP−C1−3とP−C1−4とから出力させ、又、上記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の光出力ポートP−MZ−1−barからの光信号列を、光導波路14を介して、光入力ポートP−C1−2から入力させるとともに分岐させて、光出力ポートP−C1−3とP−C1−4とから出力させるための光分岐部である。
C-1 has optical input ports P-C1-1, P-C1-2, optical output ports P-C1-3, P-C1-4, and the optical output of the optical multiplexing unit C-2. The optical signal train from the port P-C2-4 is input from the optical input port P-C1-1 and branched through the
又、P−R1−1、P−L1−1は、上記光分岐部C−1の光出力ポートP−C1−3、P−C1−4から出力される光信号列を、光導波路15R、15Lを介して、上記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の2つの第1の光干渉アーム内の光位相変調手段R1−1、L1−1へ入力するための光入力ポートである。
Further, P-R1-1 and P-L1-1 convert the optical signal sequence output from the optical output ports P-C1-3 and P-C1-4 of the optical branching unit C-1 to the
又、C−3は、光入力ポートP−C3−1、P−C3−2、光出力ポートP−C3−3、P−C3−4を有し、上記外部光入力ポートP−FF−Inから、光導波路21を介して、入力された光信号列を分岐させ、光出力ポートP−C3−3ならびにP−C3−4から出力させるための光分岐部である。
C-3 has optical input ports P-C3-1, P-C3-2, optical output ports P-C3-3, and P-C3-4. The external optical input port P-FF-In From the optical output port P-C3-3 and P-C3-4, an optical branching unit for branching the input optical signal train via the
又、P−R1−2、P−L1−2は、上記光分岐部C−3の光出力ポートP−C3−3、P−C3−4から出力される光信号列を、光導波路22R、22Lを介して、上記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の2つの第1の光干渉アーム内の光位相変調手段R1−2、L1−2へ入力するための光入力ポートである。
Further, P-R1-2 and P-L1-2 respectively convert the optical signal sequence output from the optical output ports P-C3-3 and P-C3-4 of the optical branching unit C-3 into the
又、D−D−1は、上記光分岐部C−1で分岐され、光出力ポートP−C1−3ならびにP−C1−4から出力される2つの光信号列にそれぞれ光位相変調手段R1−1、L1−1に到達するまでの光伝搬遅延差を『上記クロック光信号CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満』となるように付与するための光伝搬遅延差付与部であり、ここでは、上記光伝搬遅延差を生じる光路長の光導波路部を光導波路15Lに配置している。
Further, DD-1 is branched by the optical branching unit C-1, and optical phase modulation means R1 is added to two optical signal trains output from the optical output ports P-C1-3 and P-C1-4, respectively. -1 and L1-1 are optical propagation delay difference giving units for giving the optical propagation delay difference so as to be "more than the pulse width of the clock optical signal CLK-1 and less than the pulse repetition period" Here, the optical waveguide portion having the optical path length that causes the above-described optical propagation delay difference is arranged in the
又、D−D−2は、上記光分岐部C−3で分岐され光出力ポートP−C3−3ならびにP−C3−4から出力される2つの光信号列にそれぞれ光位相変調手段R1−2、L1−2に到達するまでの光伝搬遅延差を『上記クロック光信号CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満』となるように付与するための光伝搬遅延差付与部であり、ここでは、上記光伝搬遅延差を生じる光路長の光導波路部を光導波路22Lに配置している。
Further, DD-2 is optical phase modulation means R1- in the two optical signal trains branched from the optical branching section C-3 and output from the optical output ports P-C3-3 and P-C3-4. 2, an optical propagation delay difference providing unit for applying an optical propagation delay difference until reaching L1-2 to be “more than a pulse width of the clock optical signal CLK-1 and less than a pulse repetition period”; Here, an optical waveguide portion having an optical path length that causes the above-described optical propagation delay difference is arranged in the
又、MZ−2は、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段として用いる光回路部であり、左右2つの第2の光干渉アーム(光導波路31R、32R及び光導波路31L、32L)を有し、光導波路31R及び光導波路31Lでは、一部を互いに近接して配置して、方向性結合器を構成し、光導波路32R及び光導波路32Lでも、一部を互いに近接して配置して、方向性結合器を構成している。
MZ-2 is an optical circuit unit used as Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means, and has two right and left second optical interference arms (
又、P−MZ−2−Inは、上記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の光出力ポートP−MZ−1−crossから出力される光信号列を、光導波路30を介して、上記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2へと入力するための光入力ポートである。
P-MZ-2-In transmits an optical signal string output from the optical output port P-MZ-1-cross of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 through the
又、P−Data−Outは、上記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2の光入力ポートP−MZ−2−Inに対するbar側からの光信号列を出力する光出力ポートである。なお、P−MON−Outは、そのcross側からの光信号列を出力する光出力ポートである。 P-Data-Out is an optical output port that outputs an optical signal train from the bar side to the optical input port P-MZ-2-In of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-2. P-MON-Out is an optical output port that outputs an optical signal train from the cross side.
又、R−2、L−2は、光入力ポートP−MZ−2−Inからマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2に入力され、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2の左右2つの第2の光干渉アームを伝搬する光信号列の位相を変調する光位相変調手段である。光位相変調手段R−2、L−2は2つの方向性結合器の間に配置されており、光位相変調手段R−2は光導波路31Rと光導波路32Rとの間に、光位相変調手段L−2は光導波路31Lと光導波路32Lとの間に配置されている。
R-2 and L-2 are input from the optical input port P-MZ-2-In to the Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-2, and are Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-2. The optical phase modulation means modulates the phase of the optical signal train propagating through the two right and left second optical interference arms. The optical phase modulation means R-2 and L-2 are arranged between two directional couplers, and the optical phase modulation means R-2 is arranged between the
又、P−Gate−Inは、図5の「Shutter cntl.」に示される様な、「当該光信号バッファメモリ回路へ格納された後、フリップフロップ操作を施されることにより、上記光出力ポートP−MZ−1−crossから出力される光信号列、即ち、当該光信号バッファメモリ回路へ格納する目的で入力された光信号列Dtata−1と同一のデータパターンを有する光信号列を上記光出力ポートP−Data−Outへと導き出力させる際に入力される光シャッター開閉制御用光信号列」となる光信号列Gate−1の外部光入力ポートである。 Further, P-Gate-In is connected to the optical output port by performing a flip-flop operation after being stored in the optical signal buffer memory circuit, as shown in “Shutter cntl.” Of FIG. An optical signal sequence output from the P-MZ-1-cross, that is, an optical signal sequence having the same data pattern as that of the optical signal sequence Ddata-1 input for the purpose of storing in the optical signal buffer memory circuit is used as the optical signal sequence. This is an external optical input port of the optical signal sequence Gate-1 which becomes an optical signal sequence for optical shutter opening / closing control "that is input when the output port P-Data-Out is guided and output.
又、C−4は、光入力ポートP−C4−1、P−C4−2、光出力ポートP−C4−3、P−C4−4を有し、上記外部光入力ポートP−Gate−Inから、光導波路41を介して、入力された光信号列を分岐させ、光出力ポートP−C4−3ならびにP−C4−4から出力させるための光分岐部である。
C-4 has optical input ports P-C4-1, P-C4-2, optical output ports P-C4-3, and P-C4-4. The external optical input port P-Gate-In From the optical output port P-C4-3 and P-C4-4, an optical branching unit for branching the input optical signal train through the
又、P−R2、P−L2は、上記光分岐部C−4の光出力ポートP−C4−3、P−C4−4から出力される光信号列を、光導波路42R、42Lを介して、上記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2の2つの第2の光干渉アーム内の光位相変調手段R−2、L−2へ入力するための光入力ポートである。
Further, P-R2 and P-L2 are optical signal strings output from the optical output ports P-C4-3 and P-C4-4 of the optical branching unit C-4 via the
又、D−D−3は、上記光分岐部C−4で分岐され、光出力ポートP−C4−3ならびにP−C4−4から出力される2つの光信号列にそれぞれ光位相変調手段R−2、L−2に到達するまでの光伝搬遅延差を『上記クロック光信号CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満』となるように付与するための光伝搬遅延差付与部であり、ここでは、上記光伝搬遅延差を生じる光路長の光導波路部を光導波路42Rに配置している。
Further, DD-3 is branched by the optical branching section C-4, and optical phase modulation means R is respectively added to two optical signal trains output from the optical output ports P-C4-3 and P-C4-4. -2 and L-2 are optical propagation delay difference providing units for providing the optical propagation delay difference to be “more than the pulse width of the clock optical signal CLK-1 and less than the pulse repetition period”. Here, the optical waveguide portion having the optical path length causing the above-mentioned optical propagation delay difference is arranged in the
なお、制御用光信号列となる光信号列FF−1、ERS−1、Gate−1は、例えば、これらの光信号列となる光パルス列を発生させる1つ又は各々個別の発生器を用い、クロック信号光CLK−1及び光信号列Data−1(又は光信号列CLK−1−out−DMZ1)と同期する様にして、外部光入力ポートP−FF−In、P−ERS−In、P−Gate−Inから各々入力すればよい。 The optical signal sequences FF-1, ERS-1, and Gate-1 that are optical signal sequences for control use, for example, one or individual generators that generate optical pulse sequences that are optical signal sequences. The external optical input ports P-FF-In, P-ERS-In, and P are synchronized with the clock signal light CLK-1 and the optical signal train Data-1 (or the optical signal train CLK-1-out-DMZ1). -Input only from Gate-In.
ここで、本実施例の光回路は、導波路部分を低損失な半導体導波路で構成すると共に、光位相変調手段R1−1、R1−2、L1−1、L1−2、R−2、L−2として、半導体光増幅器(SOA)を用いるか、或いは、後述する図6(a)〜(d)に示す光位相変調手段からなる光半導体回路を用いるか、或いは、量子ドット型SOA(QD−SOA)を用いるか、或いは、半導体EA(Electro-Absorption)変調器を定電圧駆動で用いる構成として、全体を光半導体で集積化して製作する。 Here, in the optical circuit of the present embodiment, the waveguide portion is constituted by a low-loss semiconductor waveguide, and the optical phase modulation means R1-1, R1-2, L1-1, L1-2, R-2, As L-2, a semiconductor optical amplifier (SOA) is used, or an optical semiconductor circuit comprising optical phase modulation means shown in FIGS. 6A to 6D described later is used, or a quantum dot SOA ( QD-SOA) is used, or a semiconductor EA (Electro-Absorption) modulator is used for constant voltage driving, and the entire structure is integrated with an optical semiconductor.
又は、本実施例の光回路は、光導波路部分をPLCで構成すると共に、光位相変調手段R1−1、R1−2、L1−1、L1−2、R−2、L−2として、SOAを用いるか、或いは、後述する図6(a)〜(d)に示す光位相変調手段からなるPLC−光半導体のハイブリット回路を用いるか、或いは、QD−SOAを用いるか、或いは、半導体EA変調器を定電圧駆動で用いる構成として、全体を石英系プレーナ光波回路(PLC)と光半導体のハイブリッドで製作する(非特許文献4参照)。 Alternatively, in the optical circuit of the present embodiment, the optical waveguide portion is configured by PLC, and the optical phase modulation means R1-1, R1-2, L1-1, L1-2, R-2, L-2 are used as the SOA. Or a PLC-optical semiconductor hybrid circuit comprising optical phase modulation means shown in FIGS. 6A to 6D to be described later, QD-SOA, or semiconductor EA modulation. As a configuration using a constant voltage drive, the whole is manufactured by a hybrid of a quartz-based planar lightwave circuit (PLC) and an optical semiconductor (see Non-Patent Document 4).
又は、本実施例の光回路は、光導波路部分にフォトニック結晶導波路を用いると共に、光位相変調手段R1−1、R1−2、L1−1、L1−2、R−2、L−2に量子ドット群をコア層に埋め込んだ構成とし、全体を一体集積化して製作する(非特許文献5参照)。 Alternatively, the optical circuit of this embodiment uses a photonic crystal waveguide for the optical waveguide portion, and optical phase modulation means R1-1, R1-2, L1-1, L1-2, R-2, L-2. The quantum dot group is embedded in the core layer, and the whole is integrated and manufactured (see Non-Patent Document 5).
本実施例の光回路で用いる光位相変調手段R1−1、R1−2、L1−1、L1−2、R−2、L−2の構成例を、図6(a)〜図6(d)を参照して説明する。
なお、ここでは光−光位相変調手段に入力する2つの光信号列を、便宜的に「被光位相変調信号光」、「光位相変調制御信号光」と呼ぶ。
Configuration examples of the optical phase modulation means R1-1, R1-2, L1-1, L1-2, R-2, L-2 used in the optical circuit of this embodiment are shown in FIGS. ) Will be described.
Here, for convenience, the two optical signal trains input to the optical-optical phase modulation means are referred to as “optical phase modulation signal light” and “optical phase modulation control signal light”.
図6(a)〜図6(d)に示す光−光位相変調手段は、同一平面基板型光回路内に集積化して作成される。
図6(a)〜図6(d)において、a1、a2は当該光−光位相変調手段の光回路全体の一方側の2つの光入出力ポート、a3、a4は当該光−光位相変調手段の光回路全体の他方側の2つの光入出力ポート、b1、b2はマルチモード干渉カプラ(第1、第2の光干渉型合分岐手段)、a9、a10はマルチモード干渉カプラb1の一方の光入出力ポート、a5、a6はマルチモード干渉カプラb1の他方の光入出力ポート、a7、a8はマルチモード干渉カプラb2の一方の光入出力ポート、a11、a12はマルチモード干渉カプラb1の他方の光入出力ポート、e1、e2は当該光−光位相変調手段の光回路全体の一方側の2つの光入出力導波路、e3、e4は当該光−光位相変調手段の光回路全体の他方側の2つの光入出力導波路、e5及びe7とe6及びe8は左右2つの光干渉アームを構成する光導波路、c1、c2は2つの光位相変調部、d1、d2は光位相調整部である。
マルチモード干渉カプラb1は一方側の2つの光入出力ポートa9,a10と他方側の2つの光入出力ポートa5,a6とを有し、マルチモード干渉カプラb2は一方側の2つの光入出力ポートa7,a8と他方側の2つの光入出力ポートa11,a12とを備えている。
The optical-optical phase modulation means shown in FIGS. 6A to 6D are produced by being integrated in the same planar substrate type optical circuit.
6 (a) to 6 (d), a1 and a2 are two optical input / output ports on one side of the entire optical circuit of the optical-optical phase modulation means, and a3 and a4 are the optical-optical phase modulation means. The two optical input / output ports on the other side of the entire optical circuit, b1 and b2 are multimode interference couplers (first and second optical interference type branching means), and a9 and a10 are one of the multimode interference couplers b1. Optical input / output ports, a5, a6 are the other optical input / output ports of the multimode interference coupler b1, a7, a8 are the one optical input / output ports of the multimode interference coupler b2, and a11, a12 are the other of the multimode interference coupler b1. , E1 and e2 are two optical input / output waveguides on one side of the entire optical circuit of the optical-optical phase modulation means, and e3 and e4 are the other optical circuit of the optical-optical phase modulation means. Two optical input / output waveguides on the side The optical waveguide e5 and e7 and e6 and e8 constituting the two left and right optical interference arms, c1, c2 are two optical phase modulation portion, d1, d2 are the optical phase adjusting section.
The multimode interference coupler b1 has two optical input / output ports a9, a10 on one side and two optical input / output ports a5, a6 on the other side, and the multimode interference coupler b2 has two optical input / output ports on one side. Ports a7 and a8 and two optical input / output ports a11 and a12 on the other side are provided.
光回路全体の一方側の2つの光入出力ポートa1、a2は、光導波路全体の一方側の2つの光入出力導波路e1,e2を介してマルチモード干渉カプラb1の一方側の光入出力ポートa9、a10にそれぞれ接続されている。
マルチモード干渉カプラb1の他方側の光入出力ポートa5、a6は、一方側の2つの光導波路e5、e6を介して光位相変調部c1、c2の一方側にそれぞれ接続されている。
光位相変調部c1、c2の他方側は、他方側の2つの光導波路e7、e8を介してマルチモード干渉カプラb2の一方側の光入出力ポートa7、a8にそれぞれ接続されている。即ち、光位相変調部c1、c2は2つの光干渉アーム(光導波路e5、e7と光導波路e6、e8)のそれぞれに設けられている。
マルチモード干渉カプラb2の他方側の光入出力ポートa11、a12は、光回路全体の他方側の2つの光入出力導波路e3、e4を介して光回路全体の他方側の2つの光入出力ポートa1、a2にそれぞれ接続されている。
The two optical input / output ports a1, a2 on one side of the entire optical circuit are connected to the optical input / output on one side of the multimode interference coupler b1 via the two optical input / output waveguides e1, e2 on one side of the entire optical waveguide. They are connected to ports a9 and a10, respectively.
The optical input / output ports a5 and a6 on the other side of the multimode interference coupler b1 are connected to one side of the optical phase modulators c1 and c2 via two optical waveguides e5 and e6 on one side, respectively.
The other sides of the optical phase modulators c1 and c2 are connected to the optical input / output ports a7 and a8 on one side of the multimode interference coupler b2 via the other two optical waveguides e7 and e8, respectively. That is, the optical phase modulators c1 and c2 are provided in each of two optical interference arms (optical waveguides e5 and e7 and optical waveguides e6 and e8).
The other optical input / output ports a11 and a12 of the multimode interference coupler b2 are connected to the other two optical input / output waveguides e3 and e4 on the other side of the entire optical circuit. These are connected to ports a1 and a2.
光位相調整部d1,d2は注入電流量に応じて信号光の位相を調整できるものであり、2つの光干渉アームの何れか一方又は両方に設けられている。
即ち、図6(b)では光位相調整部d1が光導波路e7に設けられ、図6(c)では光位相調整部d2が光導波路e8に設けられ、図6(d)では光位相調整部d1,d2が光導波路e7、e8にそれぞれ設けられている。また、これに限らず、図示は省略するが、光位相調整部d1を光導波路e5に設けるか、光位相調整部d2を光導波路e6に設けるか、光位相調整部d1,d2を光導波路e5、e6にそれぞれ設けてもよい。あるいは、光位相調整部d1を光導波路e7に設けて光位相調整部d2を光導波路e6に設けるか、光位相調整部d1を光導波路e5に設けて光位相調整部d2を光導波路e8に設けてもよい。
The optical phase adjusters d1 and d2 can adjust the phase of the signal light in accordance with the amount of injected current, and are provided in one or both of the two optical interference arms.
6B, the optical phase adjustment unit d1 is provided in the optical waveguide e7, the optical phase adjustment unit d2 is provided in the optical waveguide e8 in FIG. 6C, and the optical phase adjustment unit in FIG. 6D. d1 and d2 are provided in the optical waveguides e7 and e8, respectively. Although not limited to this, although not shown, the optical phase adjustment unit d1 is provided in the optical waveguide e5, the optical phase adjustment unit d2 is provided in the optical waveguide e6, or the optical phase adjustment units d1 and d2 are provided in the optical waveguide e5. , E6 may be provided respectively. Alternatively, the optical phase adjustment unit d1 is provided in the optical waveguide e7 and the optical phase adjustment unit d2 is provided in the optical waveguide e6, or the optical phase adjustment unit d1 is provided in the optical waveguide e5 and the optical phase adjustment unit d2 is provided in the optical waveguide e8. May be.
マルチモード干渉カプラb1では、例えば「被光位相変調信号光」と「光位相変調制御信号光」を2つの光入出力ポートa1、a2から光入出力ポートa9、a10を介してそれぞれ入力したとすると、この光入出力ポートa1、a2から入力した「被光位相変調信号光」ならびに「光位相変調制御信号光」をそれぞれ分岐し、分岐した「被光位相変調信号光」の一方と「光位相変調制御信号光」の一方とを合波して光入出力ポートa5から出力し、分岐した「被光位相変調信号光」の他方と「光位相変調制御信号光」の他方とを合波して光入出力ポートa6から出力する。 In the multimode interference coupler b1, for example, “light phase modulated signal light” and “light phase modulation control signal light” are input from the two optical input / output ports a1 and a2 through the optical input / output ports a9 and a10, respectively. Then, the “light phase modulated signal light” and the “light phase modulation control signal light” input from the light input / output ports a1 and a2 are branched, respectively, and one of the branched “light phase modulated signal light” and “light One of the "phase modulation control signal light" is multiplexed and output from the optical input / output port a5, and the other of the branched "light phase modulated signal light" and the other of the "optical phase modulation control signal light" are multiplexed And output from the optical input / output port a6.
同様に、マルチモード干渉カプラb2でも、例えば光位相変調部c1、c2から出力される2つの信号光Sig−1、Sig−2をそれぞれ個別に光入出力ポートa7、a8から入力すると、信号光Sig−1ならびに信号光Sig−2をそれぞれ分岐し、分岐した信号光Sig−1の一方と信号光Sig−2の一方とを合波して光入出力ポートa11から出力し、分岐した信号光Sig−1の他方と信号光Sig−2の他方とを合波して光入出力ポートa12から出力する。 Similarly, in the multi-mode interference coupler b2, for example, when two signal lights Sig-1 and Sig-2 output from the optical phase modulators c1 and c2 are individually input from the optical input / output ports a7 and a8, respectively, Sig-1 and signal light Sig-2 are respectively branched, one of the branched signal light Sig-1 and one of the signal light Sig-2 are combined and output from the optical input / output port a11, and the branched signal light The other of Sig-1 and the other of signal light Sig-2 are multiplexed and output from optical input / output port a12.
光位相変調部c1、c2は、「光位相変調制御信号光」の光強度に応じて屈折率が変化する性質を持つ光導波路構造のものであり、光導波路構造の光半導体増幅器(SOA)であるか、或いは、量子ドット層を含む光導波路構造であるか、或いは、定電圧駆動状態の半導体EA変調器であるかの何れかである。光位相変調部c1は光導波路e5と光導波路e7との間(即ち一方の光干渉アーム)に配置され、光位相変調部c2は光導波路e6と光導波路e8との間(即ち他方の光干渉アーム)に配置されている。 The optical phase modulators c1 and c2 have an optical waveguide structure having a property that the refractive index changes in accordance with the optical intensity of the “optical phase modulation control signal light”, and are optical semiconductor amplifiers (SOA) having an optical waveguide structure. Either an optical waveguide structure including a quantum dot layer, or a semiconductor EA modulator in a constant voltage drive state. The optical phase modulator c1 is disposed between the optical waveguide e5 and the optical waveguide e7 (that is, one optical interference arm), and the optical phase modulator c2 is disposed between the optical waveguide e6 and the optical waveguide e8 (that is, the other optical interference). Arm).
上記の様に光−光位相変調手段として、2つのマルチモード干渉カプラ(MMI)b1、b2が、光位相変調を付加する機能を果たす光位相変調部c1、c2(例えば光半導体増幅器(SOA))を含む光干渉アームで結ばれた構成のマッハ・ツェンダ干渉回路を用いている。 As described above, as the optical-optical phase modulation means, the two multimode interference couplers (MMI) b1 and b2 function as optical phase modulators c1 and c2 (for example, an optical semiconductor amplifier (SOA)) that perform the function of adding optical phase modulation. Mach-Zehnder interference circuit having a configuration connected by an optical interference arm including
このマッハ・ツェンダ干渉回路の2つの光干渉アームの光路長は、図6(a)のように光位相調整部を設けない場合には製作時点で厳密に調整し、図6(b)〜図6(d)などように2つの光干渉アームの一方または両方に光位相調整部d1、d2を設けた場合にはこの光位相調整部d1、d2を用いて使用時に厳密に調整する。 The optical path lengths of the two optical interference arms of the Mach-Zehnder interference circuit are strictly adjusted at the time of manufacture when no optical phase adjustment unit is provided as shown in FIG. When the optical phase adjustment units d1 and d2 are provided in one or both of the two optical interference arms as shown in FIG. 6 (d), the optical phase adjustment units d1 and d2 are used for precise adjustment during use.
このような構成により、例えば、「光位相変調制御信号光」を光入出力ポートa1から入力させ、「被光位相変調信号光」を光入出力ポートa2から入力させて、光位相変調部c1、c2で「光位相変調制御信号光」により「被光位相変調信号光」に光位相変調を加えた後、光位相変調を受けた「被光位相変調信号光」を光入出力ポートa4のみから選択的に出力させ、「光位相変調制御信号光」を光入出力ポートa3のみから選択的に出力させることが可能となる。
或いは、その逆に光入出力ポートa3、a4の何れか一方から「光位相変調制御信号光」を入力させ、光入出力ポートa3、a4の何れか他方から「被光位相変調信号光」を入力させて、光位相変調部c1、c2で「光位相変調制御信号光」により「被光位相変調信号光」に光位相変調を加えた後、光入出力ポートa1、a2の何れか一方のみから選択的に光位相変調を受けた「被光位相変調信号光」を出力させ、光入出力ポートa1、a2の何れか他方のみから選択的に「光位相変調制御信号光」を出力させることも可能である。
或いは、光入出力ポートa1、a2の何れか一方から「光位相変調制御信号光」を入力させ、光入出力ポートa3、a4の何れか一方から「被光位相変調信号光」を入力させて、光位相変調部c1、c2で「光位相変調制御信号光」により「被光位相変調信号光」に光位相変調を加えた後、光入出力ポートa1、a2の何れか他方のみから選択的に光位相変調を受けた「被光位相変調信号光」を出力させ、光入出力ポートa3、a4の何れか他方のみから選択的に「光位相変調制御信号光」を出力させることも可能である。
或いは、その逆に光入出力ポートa3、a4の何れか一方から「光位相変調制御信号光」を入力させ、光入出力ポートa1、a2の何れか一方から「被光位相変調信号光」を入力させて、光位相変調部c1、c2で「光位相変調制御信号光」により「被光位相変調信号光」に光位相変調を加えた後、光入出力ポートa3、a4の何れか他方のみから選択的に光位相変調を受けた「被光位相変調信号光」を出力させ、光入出力ポートa1、a2の何れか他方のみから選択的に「光位相変調制御信号光」を出力させることも可能である。
つまり、光入出力ポートa1,a2,a3,a4のうち、何れか1つの光入出力ポートを「光位相変調制御信号光」を入力させる光入力ポートに設定し、何れか1つの光入出力ポートを「被光位相変調信号光」を入力させる光入力ポートに設定し、何れか1つの光入出力ポートを光位相変調を受けた「被光位相変調信号光」を出力させる光出力ポートに設定し、何れか1つの光入出力ポートを「光位相変調制御信号光」を出力させる光出力ポートに設定することができる。
With such a configuration, for example, “optical phase modulation control signal light” is input from the optical input / output port a1, and “optical phase modulation signal light” is input from the optical input / output port a2, and the optical phase modulation unit c1 C2, after applying optical phase modulation to the “light phase modulated signal light” by the “light phase modulation control signal light”, the “light phase modulated signal light” subjected to the optical phase modulation is applied only to the optical input / output port a4. The optical phase modulation control signal light can be selectively output only from the optical input / output port a3.
Or, conversely, “optical phase modulation control signal light” is input from either one of the optical input / output ports a3 and a4, and “optical phase modulation signal light” is input from either one of the optical input / output ports a3 and a4. After inputting and applying optical phase modulation to the “light phase modulated signal light” by the “optical phase modulation control signal light” in the optical phase modulators c 1 and
Alternatively, “optical phase modulation control signal light” is input from either one of the optical input / output ports a1 and a2, and “optical phase modulation signal light” is input from either one of the optical input / output ports a3 and a4. After optical phase modulation is applied to the “light phase modulated signal light” by the “optical phase modulation control signal light” in the optical phase modulation units c1 and c2, the optical phase modulation units c1 and c2 are selectively selected from only one of the optical input / output ports a1 and a2. It is also possible to output “optical phase modulated signal light” that has undergone optical phase modulation, and to selectively output “optical phase modulation control signal light” from only one of the optical input / output ports a3 and a4. is there.
Or, conversely, "optical phase modulation control signal light" is input from either one of the optical input / output ports a3 and a4, and "optical phase modulation signal light" is input from either one of the optical input / output ports a1 and a2. After the optical phase modulation is applied to the “phase modulated signal light” by the “optical phase modulation control signal light” in the optical phase modulation units c1 and c2, only one of the optical input / output ports a3 and a4 is applied. From the optical input / output ports a1 and a2 and to selectively output the “optical phase modulation control signal light”. Is also possible.
That is, one of the optical input / output ports a1, a2, a3, a4 is set as an optical input port for inputting “optical phase modulation control signal light”, and any one optical input / output port is set. The port is set as an optical input port for inputting “light phase modulated signal light”, and any one of the optical input / output ports is set as an optical output port for outputting “light phase modulated signal light” subjected to optical phase modulation. By setting, one of the optical input / output ports can be set as an optical output port for outputting “optical phase modulation control signal light”.
図1〜図4中の光位相変調手段R1−1では、「光位相変調制御信号光」は光信号列Data−1又は光信号列CLK−1−out−DMZ1であり、光入出力ポートa1に該当する光入力ポートP−R1−1から入力し、「被光位相変調信号光」は第1のクロック光信号列であり、光導波路11Rが接続された光位相変調手段R1−1の光入力ポート(光入出力ポートa2に該当する)から入力されることになり、光導波路12Rが接続された光位相変調手段R1−1の光出力ポート(光入出力ポートa4に該当する)から光位相変調を受けた第1のクロック光信号列(第2の第1のクロック光信号列)のみを選択的に出力することになる。また、図1〜図4では図示を省略しているが、何も結合されていない空きの光位相変調手段R1−1の光出力ポート(光入出力ポートa3に該当する)からは「光位相変調制御信号光」(光信号列Data−1又は光信号列CLK−1−out−DMZ1)が出力される。
In the optical phase modulation means R1-1 in FIGS. 1 to 4, the “optical phase modulation control signal light” is the optical signal sequence Data-1 or the optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1, and the optical input / output port a1. The “light-phase-modulated signal light” is the first clock optical signal train, and the light of the optical phase-modulating means R1-1 connected to the
図1〜図4中の光位相変調手段L1−1では、「光位相変調制御信号光」は光信号列Data−1又は光信号列CLK−1−out−DMZ1であり、光入出力ポートa1に該当する光入力ポートP−L1−1から入力し、「被光位相変調信号光」は第1のクロック光信号列であり、光導波路11Lが接続された光位相変調手段L1−1の光入力ポート(光入出力ポートa2に該当する)から入力されることになり、光導波路12Lが接続された光位相変調手段L1−1の光出力ポート(光入出力ポートa4に該当する)から光位相変調を受けた第1のクロック光信号列(第2のクロック光信号列)のみを選択的に出力することになる。また、図1〜図4では図示を省略しているが、何も結合されていない空きの光位相変調手段L1−1の光出力ポート(光入出力ポートa3に該当する)からは「光位相変調制御信号光」(光信号列Data−1又は光信号列CLK−1−out−DMZ1)が出力される。
In the optical phase modulation means L1-1 in FIGS. 1 to 4, the “optical phase modulation control signal light” is the optical signal sequence Data-1 or the optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1, and the optical input / output port a1. The “light phase modulated signal light” is the first clock optical signal train, and the light of the optical phase modulation means L1-1 to which the
図1〜図4中の光位相変調手段R1−2では、「光位相変調制御信号光」はフリップフロップ制御用の光信号列FF−1であり、光入出力ポートa1に該当する光入力ポートP−R1−2から入力し、「被光位相変調信号光」は光位相変調手段R1−1で光位相変調を受けた後の第1のクロック光信号列(第2のクロック光信号列)であり、光導波路12Rが接続された光位相変調手段R1−2の入力ポート(光入出力ポートa4に該当する)から入力されることになり、光導波路13Rが接続された光位相変調手段R1−2の出力ポート(光入出力ポートa2に該当する)から光位相変調を受けた第2のクロック光信号列のみを選択的に出力することになる。また、図1〜図4では図示を省略しているが、何も結合されていない空きの光位相変調手段R1−2の光出力ポート(光入出力ポートa3に該当する)からは「光位相変調制御信号光」(光信号列FF−1)が出力される。
In the optical phase modulation means R1-2 in FIGS. 1 to 4, the “optical phase modulation control signal light” is an optical signal sequence FF-1 for flip-flop control, and an optical input port corresponding to the optical input / output port a1. The first clock optical signal sequence (second clock optical signal sequence) after being input from P-R1-2 and subjected to optical phase modulation by the optical phase modulation means R1-1. And is input from the input port (corresponding to the optical input / output port a4) of the optical phase modulation means R1-2 to which the
図1〜図4中の光位相変調手段L1−2では、「光位相変調制御信号光」はフリップフロップ制御用の光信号列FF−1であり、光入出力ポートa1に該当する光入力ポートP−L1−2から入力し、「被光位相変調信号光」は光位相変調手段L1−1で光位相変調を受けた後の第1のクロック光信号列(第2のクロック光信号列)であり、光導波路12Lが接続された光位相変調手段L1−2の入力ポート(光入出力ポートa4に該当する)から入力されることになり、光導波路13Lが接続された光位相変調手段L1−2の出力ポート(光入出力ポートa2に該当する)から光位相変調を受けた第2のクロック光信号列のみを選択的に出力することになる。また、図1〜図4では図示を省略しているが、何も結合されていない空きの光位相変調手段L1−2の光出力ポート(光入出力ポートa3に該当する)からは「光位相変調制御信号光」(光信号列FF−1)が出力される。
In the optical phase modulation means L1-2 in FIGS. 1 to 4, the “optical phase modulation control signal light” is an optical signal sequence FF-1 for flip-flop control, and an optical input port corresponding to the optical input / output port a1. The first clock optical signal sequence (second clock optical signal sequence) after being input from P-L1-2 and subjected to optical phase modulation by the optical phase modulation means L1-1. And is input from the input port (corresponding to the optical input / output port a4) of the optical phase modulation means L1-2 to which the
図3、図4中の光位相変調手段R−2では、光位相変調制御信号光」は光シャッター開閉制御用光信号列」となる光信号列Gate−1であり、光入出力ポートa1に該当する光入力ポートP−R2から入力し、「被光位相変調信号光」はマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の光出力ポートP−MZ−1−crossから出力されてマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2へ入力される光信号列であり、光導波路31Rが接続された光位相変調手段R−2の入力ポート(光入出力ポートa2に該当する)から入力されることになり、光導波路32Rが接続された光位相変調手段R−2の出力ポート(光入出力ポートa4に該当する)から光位相変調を受けた前記光信号列(被光位相変調信号光)のみを選択的に出力することになる。また、図3、図4では図示を省略しているが、何も結合されていない空きの光位相変調手段R−2の光出力ポート(光入出力ポートa3に該当する)からは「光位相変調制御信号光」(光信号列Gate−1)が出力される。
In the optical phase modulation means R-2 in FIGS. 3 and 4, the optical phase modulation control signal light is an optical signal sequence Gate-1 which becomes an optical signal sequence for optical shutter opening / closing control, and is connected to the optical input / output port a1. The “optical phase-modulated signal light” is input from the corresponding optical input port P-R2, and is output from the optical output port P-MZ-1-cross of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1. An optical signal string input to the Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-2 and input from an input port (corresponding to the optical input / output port a2) of the optical phase modulation means R-2 to which the
図3、図4中の光位相変調手段L−2では、光位相変調制御信号光」は光シャッター開閉制御用光信号列」となる光信号列Gate−1であり、光入出力ポートa1に該当する光入力ポートP−L2から入力し、「被光位相変調信号光」はマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の光出力ポートP−MZ−1−crossから出力されてマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2へ入力される光信号列であり、光導波路31Lが接続された光位相変調手段L−2の入力ポート(光入出力ポートa2に該当する)から入力されることになり、光導波路32Lが接続された光位相変調手段L−2の出力ポート(光入出力ポートa4に該当する)から光位相変調を受けた前記光信号列(被光位相変調信号光)のみを選択的に出力することになる。また、図3、図4では図示を省略しているが、何も結合されていない空きの光位相変調手段L−2の光出力ポート(光入出力ポートa3に該当する)からは「光位相変調制御信号光」(光信号列Gate−1)が出力される。
In the optical phase modulation means L-2 in FIGS. 3 and 4, the optical phase modulation control signal light is an optical signal sequence Gate-1 which becomes an optical signal sequence for optical shutter opening / closing control, and is connected to the optical input / output port a1. The “optical phase-modulated signal light” is input from the corresponding optical input port P-L2, and is output from the optical output port P-MZ-1-cross of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1. This is an optical signal string input to the Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-2 and input from the input port (corresponding to the optical input / output port a2) of the optical phase modulation means L-2 to which the
次に、本実施例の光信号バッファメモリ回路における動作、具体的には、データ保持(バファリング)、フリップフロップ、出力、格納データ消去について、図1、図2を参照して説明する。 Next, operations in the optical signal buffer memory circuit of this embodiment, specifically, data holding (buffering), flip-flop, output, and stored data erasing will be described with reference to FIGS.
(動作−データ保持)
スタンダードなマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段に於いては、干渉器を構成する2つの光干渉アームを光が伝搬する際に位相差が生じない状態が、変調駆動が行われていない状態であり、このとき、入力側に対してcross側から光信号が100%出力される。一方、位相差がπとなる状態のときbar側から光信号が100%出力される。
(Operation-Data retention)
In the standard Mach-Zehnder interferometric light intensity modulation means, the state where no phase difference occurs when light propagates through the two optical interference arms constituting the interferometer is the state where modulation driving is not performed. Yes, at this time, 100% of the optical signal is output from the cross side with respect to the input side. On the other hand, when the phase difference is π, an optical signal is output 100% from the bar side.
従って、図1に示された光信号バッファメモリ回路にクロック信号光CLK−1が外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力される場合、クロック光信号CLK−1は100%光出力ポートP−MZ−1−crossから出力され、光出力ポートP−MZ−1−barからは何らかの光出力は得られない状態(光信号バッファメモリ回路が何ら情報を保持していない空の状態:初期状態)となっている。 Therefore, when the clock signal light CLK-1 is input from the external optical input port P-OCLK-In to the optical signal buffer memory circuit shown in FIG. 1, the clock optical signal CLK-1 is the 100% optical output port P-. State output from MZ-1-cross and no optical output is obtained from optical output port P-MZ-1-bar (empty state in which optical signal buffer memory circuit does not hold any information: initial state) It has become.
このとき、図5の「OD source」に示される様に、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力され続けているクロック信号光CLK−1と同期がとれている光信号列Data−1が外部光入力ポートP−Data−Inから入力され、光位相変調手段R1−1ならびにL1−1を駆動して、MZ−1の左右の第1の光干渉アーム中を伝搬している第1のクロック光信号列(クロック信号光CLK−1)の位相をπ変調させて、第1のクロック光信号列の各パルスのオン又はオフを行う。 At this time, as indicated by “OD source” in FIG. 5, the clock signal light CLK-1 continuously input from the external optical input port P-OCLK-In of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 The optical signal sequence Data-1 that is synchronized with the input signal is input from the external optical input port P-Data-In, and drives the optical phase modulation means R1-1 and L1-1. The phase of the first clock optical signal train (clock signal light CLK-1) propagating through the optical interference arm is π-modulated to turn on or off each pulse of the first clock optical signal train.
すると、光信号列Data−1のMark(1)となっている位置のパルスに対応した第1のクロック光信号列のクロックパルスのみにπ位相変調が付与され、光信号列Data−1のSpace(0)となっている位置のパルスに対応した第1のクロック光信号列のクロックパルスは位相変調が付与されないため、光信号列Data−1と同じデータパターンで、MZ−1の光出力ポートP−MZ−1−barから出力される様になる。なお、図2では、光信号列Data−1の一例として、「10101010」の8ビットの光信号列を入力している。 Then, π phase modulation is applied only to the clock pulse of the first clock optical signal sequence corresponding to the pulse at the position of Mark (1) of the optical signal sequence Data-1, and the space of the optical signal sequence Data-1 is added. Since the phase modulation is not applied to the clock pulse of the first clock optical signal sequence corresponding to the pulse at position (0), the optical output port of MZ-1 has the same data pattern as the optical signal sequence Data-1. It is output from P-MZ-1-bar. In FIG. 2, an 8-bit optical signal sequence “10101010” is input as an example of the optical signal sequence Data-1.
そして、この光信号列Data−1と同じデータパターンである、P−MZ−1−barから出力された光信号列CLK−1−out−DMZ1が、光分岐部C−1を介して、光位相変調手段R1−1、L1−1へと入力され光位相変調を誘起させるため、次の周回に於いても、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の左右の第1の光干渉アーム中を伝搬している第1のクロック光信号列は、大本の光信号列Data−1と同じデータパターンの光信号列CLK−1−out−DMZ1により、上記と同様の光位相変調を受け、大本の光信号列Data−1と同じデータパターンでMZ−1の光出力ポートP−MZ−1−barから出力されることが繰り返されることとなり、結果として、図5の「Buffering State」に示される様に(図2中のN=1〜3の3周期分の光信号パルス列を参照)、光信号列Data−1と同じデータパターンが当該光信号バッファメモリ回路に、一連の駆動状態として保持されることとなる。 The optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 output from P-MZ-1-bar, which has the same data pattern as the optical signal sequence Data-1, is transmitted via the optical branching unit C-1. In order to induce optical phase modulation by being input to the phase modulation means R1-1 and L1-1, the first optical interference on the left and right sides of the Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-1 is also performed in the next round. The first clock optical signal sequence propagating in the arm is subjected to the same optical phase modulation as described above by the optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 having the same data pattern as the large optical signal sequence Data-1. As a result, it is repeatedly output from the optical output port P-MZ-1-bar of the MZ-1 with the same data pattern as that of the large optical signal sequence Data-1, and as a result, “Buffering Stat” of FIG. As shown in FIG. 2 (see the optical signal pulse train for three cycles of N = 1 to 3 in FIG. 2), the same data pattern as that of the optical signal sequence Data-1 is applied to the optical signal buffer memory circuit in a series of driving. It will be held as a state.
このとき、[第2の従来技術]に記載の光バッファメモリの様に、「大本の光パルス列を、光増幅を繰り返しながら光導波路ループ中を光伝搬させ続けることによって信号データパターンを保持する場合」と異なり、本実施例では、「光位相変調制御信号光」となる光信号列Data−1又は光信号列CLK−1−out−DMZ1を用いて、「被光位相変調信号光」となるクロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、光信号列Data−1と同じデータパターンの新たな光信号列を複製(コピー)しており、そのため、光バッファメモリ回路に使用される損失補償用光増幅器からのASE等の混入ノイズの影響や同光バッファメモリ回路内の光導波に伴う分散効果の影響等を排除できることから、光信号波形劣化に起因した付与可能な光遅延限界が生じてしまうことが無くなるという特筆すべき特性が実現されることとなる。 At this time, as in the optical buffer memory described in [Second Prior Art], “the signal data pattern is held by continuing to propagate the large optical pulse train through the optical waveguide loop while repeating optical amplification. Unlike the case, in the present embodiment, the optical signal sequence Data-1 or the optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 that becomes the “optical phase modulation control signal light” is used to obtain “optical phase modulation signal light”. By turning on or off each pulse of the clock signal light CLK-1, the new optical signal string having the same data pattern as the optical signal string Data-1 is copied (copied). The effects of mixed noise such as ASE from the optical amplifier for loss compensation used in the optical system and the dispersion effect due to the optical waveguide in the optical buffer memory circuit can be eliminated. Noteworthy characteristic that it is no longer available for grant optical delay limits due occurs in is to be realized.
(動作−フリップフロップ)
更に、上記の様にして、光信号列Data−1と同じデータパターンが当該光信号バッファメモリ回路に一連の駆動状態として保持された状態において、図5の「F.F. cntl.」に示される様に、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力され続けているクロック信号光CLK−1と同期がとれ、且つ、既に一連の駆動状態として保持している光信号列Data−1と同じデータパターンとの周期も同期がとれ、このデータパターンのデータ長と同一の長さを有する光信号列FF−1が外部光入力ポートP−FF−Inから入力され、光位相変調手段R1−2ならびにL1−2を駆動して、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の左右の第1の光干渉アーム中を伝搬している第2のクロック光信号列(位相変調された第1のクロック光信号列)の位相をπ変調させて、第2のクロック光信号列の各パルスのオン又はオフを行う。
(Operation-flip-flop)
Further, in the state where the same data pattern as that of the optical signal sequence Data-1 is held in the optical signal buffer memory circuit as a series of driving states as described above, the “FF cntl.” In FIG. As described above, the clock signal light CLK-1 continuously inputted from the external optical input port P-OCLK-In of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 is synchronized, and a series of driving states have already been achieved. The period of the optical signal sequence Data-1 and the same data pattern as that of the optical signal sequence Data-1 held as the data pattern is also synchronized. -In is input and drives the optical phase modulation means R1-2 and L1-2 to propagate in the left and right first optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1. The phase of the second clock optical signal train (the first clock optical signal train subjected to phase modulation) is π-modulated to turn on or off each pulse of the second clock optical signal train.
すると、既に保持されていた一連の駆動状態の効果により、光位相変調手段R1−1ならびにL1−1においてπ付与される光位相変調と合わせたトータルでは、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の左右の第1の光干渉アーム中を伝搬している第1のクロック光信号列の被る位相変調は、光信号列Data−1(又は光信号列CLK−1−out−DMZ1)のMark(1)となっている位置のパルスに対応した第1のクロック光信号列のクロックパルスでは2πの位相変調が付与され、一つ前の周回においては位相変調が付与されなかった光信号列Data−1(又は光信号列CLK−1−out−DMZ1)のSpace(0)となっている位置のパルスに対応した第1のクロック光信号列のクロックパルスにはπの位相変調が付与されることとなる。 Then, due to the effect of a series of driving states that have already been held, the Mach-Zehnder interference type light intensity modulating means MZ is combined with the optical phase modulation given by π in the optical phase modulating means R1-1 and L1-1. The phase modulation of the first clock optical signal sequence propagating through the left and right first optical interference arms of −1 is the optical signal sequence Data-1 (or the optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1). An optical signal sequence in which phase modulation of 2π is applied to the clock pulse of the first clock optical signal sequence corresponding to the pulse at the position of Mark (1) and phase modulation is not applied in the previous round. The clock pulse of the first clock optical signal sequence corresponding to the pulse at the position (0) of Data-1 (or optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1) has a phase of π. So that the tone is given.
この結果、これらの光位相変調を受けたクロックパルス列は光信号列Data−1と反転したデータパターンとなって、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の光出力ポートP−MZ−1−barから出力され、且つ同時に、これらの光位相変調を受けたクロックパルス列は光信号列Data−1と同じデータパターンとなって、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の光出力ポートP−MZ−1−crossから出力され、いわゆるフリップフロップ操作が実現されることとなる。結果として、図5の「Buffering State」に示される様に(図2中のN=4〜5の2周期分の光信号パルス列を参照)、光信号列Data−1と反転したデータパターン(「01010101」の8ビットの光信号列)が当該光信号バッファメモリ回路に、一連の駆動状態として保持されることとなる。 As a result, the clock pulse train subjected to the optical phase modulation becomes a data pattern inverted from the optical signal train Data-1, and the optical output port P-MZ-1 of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 is obtained. The clock pulse train output from -bar and simultaneously subjected to these optical phase modulations has the same data pattern as that of the optical signal sequence Data-1, and the optical output port of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 P-MZ-1-cross is output, and so-called flip-flop operation is realized. As a result, as shown in “Buffering State” in FIG. 5 (refer to the optical signal pulse train for two cycles of N = 4 to 5 in FIG. 2), the data pattern inverted from the optical signal sequence Data-1 (“ 01010101 "8-bit optical signal string) is held in the optical signal buffer memory circuit as a series of driving states.
(動作−出力)
更に、上記の様にして、光信号列Data−1と同じデータパターンが当該光信号バッファメモリ回路の光出力ポートP−MZ−1−crossから繰り返し出力され、光入力ポートP−MZ−2−Inからマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2に入力されている状態において、図5の「Shutter cntl.」に示される様に、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力され続けているクロック信号光CLK−1と同期がとれ、且つ、既に一連の駆動状態として保持している光信号列Data−1の反転データパターン(又は、光入力ポートP−MZ−2−Inへ繰り返し入力され続けている光信号列Data−1と同じデータパターン)の光信号列との周期も同期がとれ、このデータパターンのデータ長と同一の長さを有する光信号列Gate−1が外部光入力ポートP−Gate−Inから入力され、光位相変調手段R−2ならびにL−2を駆動して、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2の左右の第2の光干渉アーム中を伝搬している光信号列(光信号列Data−1と同じデータパターンの光信号列)の位相をπ変調させる。
(Operation-Output)
Further, as described above, the same data pattern as that of the optical signal sequence Data-1 is repeatedly output from the optical output port P-MZ-1-cross of the optical signal buffer memory circuit, and the optical input port P-MZ-2- In a state where the signal is input from In to the Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-2, as shown in “Shutter cntl.” In FIG. 5, the outside of the Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-1 The inverted data pattern of the optical signal sequence Data-1 (or the data signal-1 that is synchronized with the clock signal light CLK-1 continuously input from the optical input port P-OCLK-In and already held as a series of driving states (or The period of the optical signal sequence (the same data pattern as that of the optical signal sequence Data-1) that is repeatedly input to the optical input port P-MZ-2-In is also synchronized. Then, an optical signal sequence Gate-1 having the same length as the data length of this data pattern is input from the external optical input port P-Gate-In, and drives the optical phase modulation means R-2 and L-2. The phase of the optical signal sequence (the optical signal sequence having the same data pattern as that of the optical signal sequence Data-1) propagating through the left and right second optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-2 π modulated.
すると、当該光位相変調を行った周期において、光信号列Gate−1が入力された時間窓、即ち、光信号列Gate−1のデータ長の間だけ、図5のOutputに示される様に、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2の光入力ポートP−MZ−2−Inから入力された光信号列Data−1と同じデータパターンの光信号列を、光出力ポートP−Data−Outから出力させることができる。 Then, in the period when the optical phase modulation is performed, as shown in the output of FIG. 5 only during the time window in which the optical signal sequence Gate-1 is input, that is, during the data length of the optical signal sequence Gate-1. An optical signal sequence having the same data pattern as that of the optical signal sequence Data-1 input from the optical input port P-MZ-2-In of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-2 is used as the optical output port P-Data-. It can be output from Out.
(動作−リセット)
更に、上記の様にして、光信号列Data−1と同じデータパターン又は反転データパターンが当該光信号バッファメモリ回路に一連の駆動状態として保持された状態において、図5の「ERS cntl.」に示される様に、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力され続けているクロック信号光CLK−1と同期がとれ、且つ、既に一連の駆動状態として保持している光信号列Data−1と同じデータパターン又は反転データパターンとの周期も同期がとれ、このデータパターンのデータ長と同一の長さを有する光信号列ERS−1が外部光入力ポートP−ERS−Inから入力され、既に光出力ポートP−MZ−1−barから出力され、光分岐部C−1を介して、光位相変調手段R1−1、L1−1へと入力されている光信号列CLK−1−out−DMZ1と共に、光位相変調手段R1−1ならびにL1−1を駆動して、光位相変調手段R1−1、L1−1を構成するSOAにおいて、利得飽和効果に起因する同SOAの位相変調効果の制御光パルスパワーに対する飽和効果を援用することにより、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の左右の第1の光干渉アーム中を伝搬している第1のクロック光信号列の位相を全てπ変調させる。
(Operation-Reset)
Further, in the state where the same data pattern or inverted data pattern as that of the optical signal sequence Data-1 is held as a series of driving states in the optical signal buffer memory circuit as described above, “ERS cntl.” In FIG. As shown, the clock signal light CLK-1 continuously inputted from the external optical input port P-OCLK-In of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 is synchronized, and a series of driving has already been performed. The period of the same data pattern or inverted data pattern as the optical signal sequence Data-1 held as the state is also synchronized, and the optical signal sequence ERS-1 having the same length as the data length of this data pattern is external light. Input from the input port P-ERS-In, already output from the optical output port P-MZ-1-bar, and optical phase modulation via the optical branching unit C-1 Along with the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 input to the means R1-1 and L1-1, the optical phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven, and the optical phase modulation means R1-1, In the SOA constituting L1-1, by utilizing the saturation effect on the control light pulse power of the phase modulation effect of the SOA due to the gain saturation effect, left and right of the Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-1 All the phases of the first clock optical signal train propagating in the first optical interference arm are π-modulated.
これと同時に、図5の「F.F. cntl.」に示される様に、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力され続けているクロック信号光CLK−1と同期がとれ、且つ、既に一連の駆動状態として保持している光信号列Data−1と同じデータパターン又は反転データパターン(光入力ポートP−MZ−2−Inへ繰り返し入力され続けている光信号列Data−1と同じデータパターン)との周期も同期がとれ、このデータパターンのデータ長と同一の長さを有する光信号列FF−1が外部光入力ポートP−FF−Inから入力され、光位相変調手段R1−2ならびにL1−2を駆動して、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の左右の第1の光干渉アーム中を伝搬している第2のクロック光信号列の位相をπ変調させる。 At the same time, as shown in “FF cntl.” In FIG. 5, the clock continues to be input from the external optical input port P-OCLK-In of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1. The same data pattern or inverted data pattern as the optical signal string Data-1 that is synchronized with the signal light CLK-1 and is already held as a series of driving states (repeatedly input to the optical input port P-MZ-2-In The optical signal sequence FF-1 having the same length as the data length of the data pattern is also synchronized with the period of the optical signal sequence Data-1 and the same data pattern). Is input from −In, drives the optical phase modulation means R1-2 and L1-2, and propagates in the left and right first optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1. A second optical clock signal train of the phase is π causing modulation.
総じて、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の左右の第1の光干渉アーム中を伝搬している第1のクロック光信号列の位相を2π変調させ、全てのクロックパルスを光出力ポートP−MZ−1−crossから出力させることにより、はじめに述べた光出力ポートP−MZ−1−barからは何らかの光出力は得られない状態(光信号バッファメモリ回路が何ら情報を保持していない空の状態:初期状態)へと戻すことができる。 In general, the phase of the first clock optical signal sequence propagating in the left and right first optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 is modulated by 2π, and all clock pulses are optically output. By outputting from the port P-MZ-1-cross, no optical output can be obtained from the optical output port P-MZ-1-bar described above (the optical signal buffer memory circuit holds no information). No empty state: initial state).
なお、ここでは、光出力ポートP−MZ−1−barに光導波路14を接続して、光信号列CLK−1−out−DMZ1を光分岐部C−1へ周回させているが、光出力ポートP−MZ−1−crossに光導波路14を接続して、光信号列CLK−1−out−DMZ1を光分岐部C−1へ周回させるようにしてもよい。その場合には、光伝搬遅延差付与部D−D−1を光導波路15R上に設け、光伝搬遅延差付与部D−D−2を光導波路22R上に設けると共に、光出力ポートP−MZ−1−barに光導波路30を接続する。
Here, although the
同様に、ここでは、光出力ポートP−Data−Outから光信号列Data−1と同じデータパターンの光信号列を出力するようにしているが、光出力ポートP−MON−Outから光信号列Data−1と同じデータパターンの光信号列を出力するようにしてもよい。その場合には、光伝搬遅延差付与部D−D−3を光導波路42L上に設ける。
Similarly, here, an optical signal sequence having the same data pattern as the optical signal sequence Data-1 is output from the optical output port P-Data-Out, but the optical signal sequence is output from the optical output port P-MON-Out. An optical signal string having the same data pattern as that of Data-1 may be output. In that case, the optical propagation delay difference providing part DD-3 is provided on the
(光信号バッファメモリ回路の可変光強度減衰部の説明)
上記のようなマッハ・ツェンダ干渉型の光導波路回路構成を平面基板型の集積型光回路として実現した光−光位相変調手段を用いる場合、この光−光位相変調手段において所望の「信号光−制御光分離動作」、即ち、例えば光−光位相変調手段の一方側の光入出力ポートa1,a2のうちの特定の一方の光入出力ポートa2から入力されたクロック光信号列などの「被光位相変調信号光」を、光−光位相変調手段の他方側の光入出力ポートa3、a4のうちの特定の一方の光入出力ポートa4から選択的に出力させ、且つ、前記一方側の光入出力ポートa1、a2のうちの特定の他方の光入力ポートa1から入力させた先に光強度変調を被った光信号列CLK−1−out−DMZ1などの「光位相変調制御信号光」を、前記他方側の光入出力ポートa3、a4のうちの特定の他方の光入出力ポートa3から選択的に出力させるためには、干渉系を構成する2つの光導波路アーム(光干渉アーム)の信号光に対する実効長のバランスが精密に調整されている必要がある。
(Description of variable light intensity attenuator of optical signal buffer memory circuit)
When using the optical-optical phase modulation means in which the optical waveguide circuit configuration of the Mach-Zehnder interference type as described above is realized as an integrated optical circuit of a planar substrate type, a desired “signal light— Control light separation operation ”, that is,“ clock optical signal string input from one specific optical input / output port a2 of optical input / output ports a1 and a2 on one side of the optical-optical phase modulation means ” Optical phase modulation signal light ”is selectively output from one specific optical input / output port a4 of the optical input / output ports a3 and a4 on the other side of the optical-optical phase modulation means, “Optical phase modulation control signal light” such as the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 previously subjected to optical intensity modulation, which is input from the specific other optical input port a1 of the optical input / output ports a1 and a2. The light input / output on the other side In order to selectively output from the specific other optical input / output port a3 of the ports a3 and a4, the balance of the effective length with respect to the signal light of the two optical waveguide arms (optical interference arms) constituting the interference system is required. It needs to be precisely adjusted.
ところが、この光導波路回路を製造する際には避けがたい様々な製造誤差が生じるため、製造後にあらかじめ具備させておいた光位相調整部d1,d2を用いて精密に前記実効長を初期調整しバランスをとることとなる。 However, since various manufacturing errors that cannot be avoided occur when manufacturing this optical waveguide circuit, the effective length is initially adjusted precisely using the optical phase adjusting units d1 and d2 that are provided in advance after the manufacturing. You will be balanced.
このバランス調整の際、光信号バッファメモリ回路においては、光強度変調を被ったクロック信号光が出力される光出力ポートP−MZ−1−cross又は光出力ポートP−MZ−1−barと、当該光出力ポートP−MZ−1−cross又はP−MZ−1−barから出力される光強度変調を被ったクロック信号光を分岐させる光分岐部C−1と、光−光位相変調手段R1−1、L1−1とが光導波路15R、15Lで結ばれてリング状の閉光回路を形成する構成となっている。
従って、光−光位相変調手段R1−1、L1−1の内部の光位相変調手段c1,c2に光利得を生じさせる光半導体増幅器(SOA)を使用している場合、当該リング状の閉回路部が光共振器となって発振又は発振に準じた状態になり、このリング型光共振器の干渉特性がマッハ・ツェンダ干渉型の光−光位相変調手段R1−1、L1−1の光干渉特性に影響を与える。
このため、マッハ・ツェンダ干渉型の光−光位相変調手段R1−1、L1−1の光干渉特性を評価してバランスを調整することが非常に難しくなるという課題があった。
In this balance adjustment, in the optical signal buffer memory circuit, an optical output port P-MZ-1-cross or an optical output port P-MZ-1-bar from which a clock signal light subjected to optical intensity modulation is output; An optical branching unit C-1 for branching the clock signal light subjected to optical intensity modulation output from the optical output port P-MZ-1-cross or P-MZ-1-bar, and optical-optical phase modulation means R1 -1 and L1-1 are connected by
Accordingly, when an optical semiconductor amplifier (SOA) that generates optical gain is used in the optical phase modulation means c1 and c2 inside the optical-optical phase modulation means R1-1 and L1-1, the ring-shaped closed circuit is used. The part becomes an optical resonator and is in an oscillation or a state in accordance with the oscillation, and the interference characteristics of this ring optical resonator are the optical interference of Mach-Zehnder interference type optical-optical phase modulation means R1-1 and L1-1. Affects properties.
For this reason, there has been a problem that it is very difficult to adjust the balance by evaluating the optical interference characteristics of the Mach-Zehnder interference type optical-optical phase modulation means R1-1 and L1-1.
そこで、このようなバランス調整時の課題を解決するため、図1〜図4に示すように本実施例の光信号バッファメモリ回路には、光位相変調制御信号光として用いられる先に光強度変調を被った光信号列CLK−1−out−DMZ1に対して初期のバランス調整時のみ光損失(光強度減衰)を与えることができる可変光強度減衰部VA−1,VA−2,VA−3が設けられている。 Therefore, in order to solve such a problem at the time of balance adjustment, the optical signal buffer memory circuit of this embodiment, as shown in FIGS. The variable light intensity attenuating units VA-1, VA-2, VA-3 that can give optical loss (light intensity attenuation) only to the initial balance adjustment to the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 subjected to Is provided.
詳述すると、図1及び図3に示す光信号バッファメモリ回路では、光信号列CLK−1−out−DMZ1が出力されるマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の光出力ポートP−MZ−1−barと、光信号列CLK−1−out−DMZ1を分岐させる光分岐部C−1の光入力ポートP−C1−2とを結ぶ光導波路14上、即ち光出力ポートP−MZ−1−barからの光信号列CLK−1−out−DMZ1を前記光入力ポートP−C1−2へと導く前記光導波路14上に可変光強度減衰部VA−1が設けられている。
なお、光信号列CLK−1−out−DMZ1をマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の光出力ポートP−MZ−1−crossから出力させて光分岐部C−1に入力させる場合には、この光信号列CLK−1−out−DMZ1が出力されるマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の光出力ポートP−MZ−1−crossと、光信号列CLK−1−out−DMZ1を分岐させる光分岐部C−1の光入力ポートP−C1−2とを結ぶ光導波路14上、即ち光出力ポートP−MZ−1−barからの光信号列CLK−1−out−DMZ1を前記光入力ポートP−C1−2へと導く前記光導波路14上に可変光強度減衰部VA−1を設ければよい。
More specifically, in the optical signal buffer memory circuit shown in FIGS. 1 and 3, the optical output port P- of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 from which the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 is output. On the
When the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 is output from the optical output port P-MZ-1-cross of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulator MZ-1 and input to the optical branching unit C-1. Includes an optical output port P-MZ-1-cross of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 from which the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 is output, and an optical signal train CLK-1- The optical signal train CLK-1-out from the optical output port P-MZ-1-bar on the
また、図2及び図4に示す光信号バッファメモリ回路では、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の光出力ポートP−MZ−1−barから出力される光信号列CLK−1−out−DMZ1を分岐させる光分岐部C−1の光出力ポートP−C1−3,P−C1−4と、光分岐部C−1で分岐れた光信号列CLK−1−out−DMZ1を入力する光−光位相変調手段R1−1,L1−1の光入力ポートP−R1−1,P−L1−1とを結ぶ光導波路15L、15R上、即ち光位相変調作用を誘起させるための光信号列を光位相変調手段R1−1に入力するための光入力ポートP−R1−1に接続されて光出力ポートP−C1−4からの光信号列を導く光導波路15R上と、光位相変調作用を誘起させるための光信号列を光位相変調手段L1−1に入力するための光入力ポートP−L1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−3からの光信号列を導く光導波路15L上とにそれぞれ可変光強度減衰部VA−2、VA−3が設けられている。
なお、光信号列CLK−1−out−DMZ1をマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の光出力ポートP−MZ−1−crossから出力させて光分岐部C−1に入力させる場合にも、同様にマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の光出力ポートP−MZ−1−crossから出力される光信号列CLK−1−out−DMZ1を分岐させる光分岐部C−1の光出力ポートP−C1−3,P−C1−4と、光分岐部C−1で分岐れた光信号列CLK−1−out−DMZ1を入力する光−光位相変調手段R1−1,L1−1の光入力ポートP−R1−1,P−L1−1とを結ぶ光導波路15L、15R上、即ち光位相変調作用を誘起させるための光信号列を光位相変調手段R1−1に入力するための光入力ポートP−R1−1に接続されて光出力ポートP−C1−4からの光信号列を導く光導波路15R上と、光位相変調作用を誘起させるための光信号列を光位相変調手段L1−1に入力するための光入力ポートP−L1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−3からの光信号列を導く光導波路15L上とにそれぞれ可変光強度減衰部VA−2、VA−3を設ければよい。
In the optical signal buffer memory circuit shown in FIGS. 2 and 4, the optical signal train CLK-1- output from the optical output port P-MZ-1-bar of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 The optical output ports P-C1-3 and P-C1-4 of the optical branching unit C-1 that branches out-DMZ1 and the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 branched by the optical branching unit C-1 On the
When the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 is output from the optical output port P-MZ-1-cross of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulator MZ-1 and input to the optical branching unit C-1. Similarly, an optical branching unit C- for branching the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 output from the optical output port P-MZ-1-cross of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 Optical-optical phase modulation means R1-1 for inputting one optical output port P-C1-3, P-C1-4 and the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 branched by the optical branching unit C-1 , L1-1 on the
上記のように光信号バッファメモリ回路に可変光強度減衰部VA−1、VA−2、VA−3を設けたため、初期のバランス調整時に可変光強度減衰部VA−1、VA−2,VA−3により、マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の光出力ポートP−MZ−1−bar又はP−MZ−1−crossから出力されて光分岐部C−1に入力される光信号列CLK−1−out−DMZ1、或いは光分岐部C−1で分岐されて光−光位相変調手段R1−1、L1−1へ入力される光信号列CLK−1−out−DMZ1に対して十分な光損失(光減衰)を付与することにより、問題のリング型光共振器部による発振挙動を抑え、この影響を排除した状態で所望のマッハ・ツェンダ干渉型の光−光位相変調手段R1−1,L1−1の光干渉特性を評価し、バランス調整を行うことが可能となる。 As described above, since the variable light intensity attenuating units VA-1, VA-2, and VA-3 are provided in the optical signal buffer memory circuit, the variable light intensity attenuating units VA-1, VA-2, and VA− are provided during the initial balance adjustment. 3, the optical signal output from the optical output port P-MZ-1-bar or P-MZ-1-cross of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 and input to the optical branching unit C-1. For the column CLK-1-out-DMZ1 or the optical signal column CLK-1-out-DMZ1 branched by the optical branching unit C-1 and input to the optical-optical phase modulation means R1-1, L1-1 By giving sufficient optical loss (optical attenuation), the oscillation behavior by the ring optical resonator part in question is suppressed, and the desired Mach-Zehnder interference type optical-optical phase modulation means R1 in a state in which this influence is eliminated. -1, L1-1 optical interference It evaluates the sex, it is possible to adjust the balance.
加えて、可変光強度減衰部VA−1,VA−2,VA−3を、電界吸収活性層のPL(フォトルミネセンス)特性が設定動作波長に対して100nm以上短波長側に設定した「定電圧駆動状態の半導体EA変調器」とすることにより、本来の目的のために光信号バッファメモリ回路を使用する際には過剰な光損失を与えず、且つ、初期調整時においてのみ初期調整を行うのに障害となるリング共振を抑制するのに十分な光損失を与えることが可能となる。 In addition, the variable light intensity attenuating portions VA-1, VA-2, and VA-3 are set to have a PL (photoluminescence) characteristic of the electroabsorption active layer that is set to the short wavelength side of 100 nm or more with respect to the set operation wavelength. By using the “voltage-driven semiconductor EA modulator”, excessive optical loss is not caused when the optical signal buffer memory circuit is used for the original purpose, and initial adjustment is performed only during initial adjustment. However, it is possible to give a sufficient optical loss to suppress the ring resonance that is an obstacle to this.
なお、マッハ・ツェンダ干渉型の光−光位相変調手段R1−1,L1−1においてバランス調整が完了し、所望の光干渉条件に調整されている状態では、光信号列CLK−1−out−DMZ1を光位相変調制御信号光として第1のクロック光信号列に光位相変調を加えると同時に光位相変調を受けた第1のクロック光信号列(第2のクロック光信号列)を選択的に出力させることが可能となる。
このため、問題となるリング型光共振器にとって、その内包するマッハ・ツェンダ干渉型の光−光位相変調手段R1−1,L1−1の部分において20dB以上の大きな光損失が付与される状態となり、可変光強度減衰部VA−1,VA−2,VA−3によって光損失を与えない状態にしても、問題のリング型光共振器部による発振挙動を抑え得るようになる。
In the state where the balance adjustment is completed in the Mach-Zehnder interference type optical-optical phase modulation means R1-1 and L1-1 and is adjusted to a desired optical interference condition, the optical signal train CLK-1-out- Using DMZ1 as optical phase modulation control signal light, optical phase modulation is applied to the first clock optical signal sequence, and at the same time, the first clock optical signal sequence (second clock optical signal sequence) subjected to optical phase modulation is selectively used. It is possible to output.
For this reason, the ring type optical resonator in question is in a state in which a large optical loss of 20 dB or more is given to the included Mach-Zehnder interference type optical-optical phase modulation means R1-1 and L1-1. Even if the optical loss is not given by the variable light intensity attenuating parts VA-1, VA-2, and VA-3, the oscillation behavior by the ring optical resonator part in question can be suppressed.
本発明は、光通信、光プロセシングならびに光コンピューターにおける光信号バッファメモリ回路に適用可能なものである。 The present invention is applicable to optical communication, optical processing, and an optical signal buffer memory circuit in an optical computer.
MZ−1:マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段
P−OCLK−In:クロック信号光入力用外部光入力ポート
P−MZ−1−bar:P−OCLK−Inに対してbar側に位置する光出力ポート
P−MZ−1−cross:P−OCLK−Inに対してcross側に位置する光出力ポート
R1−1:光位相変調手段
P−R1−1:光位相変調手段R1−1への制御光の光入力ポート
L1−1:光位相変調手段
P−L1−1:光位相変調手段L1−1への制御光の光入力ポート
R1−2:光位相変調手段
P−R1−2:光位相変調手段R1−2への制御光の光入力ポート
L1−2:光位相変調手段
P−L1−2:光位相変調手段L1−2への制御光の光入力ポート
C−1:光分岐部(光分岐手段)
P−C1−1:光入力ポート
P−C1−2:光入力ポート
P−C1−3:光出力ポート
P−C1−4:光出力ポート
C−2:光合波部(光合波手段)
P−C2−1:光入力ポート
P−C2−2:光入力ポート
P−C2−3:光出力ポート
P−C2−4:光出力ポート
C−3:光分岐部(光分岐手段)
P−C3−1:光入力ポート
P−C3−2:光入力ポート
P−C3−3:光出力ポート
P−C3−4:光出力ポート
P−Data−In:データ用光信号列入力用外部光入力ポート
P−ERS−In:格納情報消去制御用光信号列入力用外部光入力ポート
P−FF−In:フリップフロップ制御用光信号列入力用外部光入力ポート
D−D−1:光伝搬遅延差付与部(光伝搬遅延差付与手段)
D−D−2:光伝搬遅延差付与部(光伝搬遅延差付与手段)
MZ−2:マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段
P−MZ−2−In:光入力ポート
P−Data−out:光信号列出力用光出力ポート
R−2:光位相変調手段
P−R2:光位相変調手段R−2への制御光の光入力ポート
L−2:光位相変調手段
P−L2:光位相変調手段L−2への制御光の光入力ポート
C−4:光分岐部(光分岐手段)
P−C4−1:光入力ポート
P−C4−2:光入力ポート
P−C4−3:光出力ポート
P−C4−4:光出力ポート
P−Gate−In:光信号出力ゲート開閉制御用光信号列入力用外部光入力ポート
D−D−3:光伝搬遅延差付与部(光伝搬遅延差付与手段)
P−OP−In:光入力ポート
P−OP−Out:光出力ポート
OS−1:1×N光スイッチ
ODL−1〜ODL−N:光遅延線
O−Loop:光導波路ループ
OA:光増幅器
OS−2:2×2光スイッチ
VA−1〜Vー3:可変光強度減衰部
a1〜a12:光入出力ポート
b1、b2:マルチモード干渉カプラ(第1、第2の光干渉型合分岐手段)
c1、c2:光位相変調部
d1、d2:光位相調整部
e1〜e4:光入出力導波路
e5〜e8:光導波路(光干渉アーム)
MZ-1: Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means
P-OCLK-In: External optical input port for clock signal light input P-MZ-1-bar: Optical output port P-MZ-1-cross located on the bar side with respect to P-OCLK-In: P-OCLK -Optical output port located on the cross side with respect to In
R1-1: Optical phase modulation means P-R1-1: Optical input port L1-1 for control light to the optical phase modulation means R1-1: Optical phase modulation means P-L1-1: Optical phase modulation means L1-1 Control light optical input port to
R1-2: Optical phase modulation means P-R1-2: Optical input port L1-2 for the control light to the optical phase modulation means R1-2: Optical phase modulation means P-L1-2: Optical phase modulation means L1-2 Control light optical input port to
C-1: Optical branching unit (optical branching means)
P-C1-1: Optical input port P-C1-2: Optical input port P-C1-3: Optical output port P-C1-4: Optical output port
C-2: Optical multiplexing unit (optical multiplexing means)
P-C2-1: Optical input port P-C2-2: Optical input port P-C2-3: Optical output port P-C2-4: Optical output port
C-3: Optical branching section (optical branching means)
P-C3-1: Optical input port P-C3-2: Optical input port P-C3-3: Optical output port P-C3-4: Optical output port
P-Data-In: External optical input port for data optical signal train input P-ERS-In: External optical input port for optical signal train input for storage information erasure control P-FF-In: Optical signal train for flip-flop control External optical input port for input
D-D-1: Light propagation delay difference giving unit (light propagation delay difference giving means)
DD-2: Light propagation delay difference providing unit (light propagation delay difference providing means)
MZ-2: Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means
P-MZ-2-In: Optical input port P-Data-out: Optical output port for optical signal string output
R-2: Optical phase modulation means P-R2: Light input port for control light to optical phase modulation means R-2 L-2: Optical phase modulation means P-L2: Control light to optical phase modulation means L-2 Light input port
C-4: Optical branching unit (optical branching means)
P-C4-1: Optical input port P-C4-2: Optical input port P-C4-3: Optical output port P-C4-4: Optical output port
P-Gate-In: External optical input port for optical signal string input for optical signal output gate opening / closing control
DD-3: Light propagation delay difference giving unit (light propagation delay difference giving means)
P-OP-In: optical input port P-OP-Out: optical output port OS-1: 1 × N optical switch ODL-1 to ODL-N: optical delay line O-Loop: optical waveguide loop OA: optical amplifier OS -2: 2 × 2 optical switch
VA-1 to V-3: Variable light intensity attenuator
a1 to a12: optical input / output ports b1, b2: multimode interference coupler (first and second optical interference type coupling / branching means)
c1, c2: optical phase modulators d1, d2: optical phase adjusters e1-e4: optical input / output waveguides e5-e8: optical waveguide (optical interference arm)
Claims (7)
格納する情報を有する光信号列Data−1を入力するための外部光入力ポートP−Data−Inと直接又は間接に接続され、前記光信号列Data−1を導く光導波路18と、
前記光導波路18と接続されて前記外部光入力ポートP−Data−Inからの光信号列Data−1が入力される光入力ポートP−C1−1、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からの光信号列が入力されるP−C1−2ならびに光出力ポートP−C1−3、P−C1−4とを有し、前記光入力ポートP−C1−2、P−C1−1から入力した光信号列を前記光出力ポートP−C1−3、P−C1−4へと分岐出力させるための光分岐部C−1と、
前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からの光信号列を前記光入力ポートP−C1−2へと導く光導波路14と、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−1に入力するための光入力ポートP−R1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−4からの光信号列を導く光導波路15Rと、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−1に入力するための光入力ポートP−L1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−3からの光信号列を導く光導波路15Lと、
前記光導波路15L又は前記光導波路15R上に設けられ、前記光出力ポートP−C1−3ならびにP−C1−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L1−1ならびにP−R1−1へと到達するタイミングを、前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−1と、
を備え、
前記クロック信号光CLK−1として、RZ(Return to Zero)型の信号光を前記外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力しておき、
前記クロック信号光CLK−1のクロックに同期した前記光信号列Data−1が前記外部光入力ポートP−Data−Inから入力されると、最初は、入力された前記光信号列Data−1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンと同一のデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させ、
以降の周回は、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力された前の周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される当該周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンと同一のデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させて、当該データパターンを当該回路内に維持する構成であって、
前記光位相変調手段R1−1、L1−1の光回路内の光位相変調部c1、c2として、光利得が生じる光半導体増幅器(SOA)を使用しており、
前記光出力ポートP−MZ−1−barからの光信号列を前記光入力ポートP−C1−2へと導く前記光導波路14上、又は、前記光出力ポートP−MZ−1−crossからの光信号列を前記光入力ポートP−C1−2へと導く前記光導波路上に設けられた可変光強度減衰部VA−1を有している、
又は、光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−1に入力するための前記光入力ポートP−R1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−4からの光信号列を導く前記光導波路15R上と、光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−1に入力するための前記光入力ポートP−L1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−3からの光信号列を導く前記光導波路15L上とにそれぞれ設けられた可変光強度減衰部VA−2、VA−2を有している
ことを特徴とする光信号バッファメモリ回路。 An external optical input port P-OCLK-In for inputting the clock signal light CLK-1 output from the clock signal light source, and an optical output port located on the bar side with respect to the external optical input port P-OCLK-In Two optical interference arms having P-MZ-1-bar and an optical output port P-MZ-1-cross located on the cross side, and the optical interference arm located on the optical waveguide of one of the optical interference arms Optical phase modulation means L1-1 for modulating the phase of the optical signal train propagating through the inside, and the phase of the optical signal train propagating through the optical interference arm located on the optical waveguide of the other optical interference arm Mach-Zehnder interference type light intensity modulation means MZ-1 which has an optical phase modulation means R1-1 for applying modulation to the light and functions as a Mach-Zehnder type interferometer,
An optical waveguide 18 directly or indirectly connected to an external optical input port P-Data-In for inputting an optical signal sequence Data-1 having information to be stored, and guiding the optical signal sequence Data-1.
An optical input port P-C1-1 connected to the optical waveguide 18 to which an optical signal string Data-1 from the external optical input port P-Data-In is input, and the optical output port P-MZ-1-bar Or P-C1-2 to which an optical signal train from any one of the optical output ports P-MZ-1-cross is input, and optical output ports P-C1-3, P-C1-4, Optical branching unit C-1 for branching and outputting the optical signal train input from the optical input ports P-C1-2 and P-C1-1 to the optical output ports P-C1-3 and P-C1-4 When,
An optical waveguide 14 that guides an optical signal train from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross to the optical input port P-C1-2;
The light from the optical output port P-C1-4 connected to the optical input port P-R1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means R1-1. An optical waveguide 15R for guiding the signal train;
Light from the optical output port P-C1-3 connected to the optical input port P-L1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-1. An optical waveguide 15L for guiding the signal train;
The optical signal trains provided on the optical waveguide 15L or the optical waveguide 15R and simultaneously output from the optical output ports P-C1-3 and P-C1-4 are the optical input ports P-L1-1 and P-. An optical waveguide section DD-1 that generates an optical delay for adjusting the timing of reaching R1-1 to be greater than or equal to the pulse width of the clock signal light CLK-1 and less than the pulse repetition period;
With
As the clock signal light CLK-1, RZ (Return to Zero) type signal light is inputted from the external light input port P-OCLK-In,
When the optical signal string Data-1 synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1 is input from the external optical input port P-Data-In, first, the input optical signal string Data-1 is changed. The phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two optical interference arms, and the clock signal light An optical signal train CLK output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross by turning on or off each pulse of CLK-1. -1-out-DMZ1 is circulated to the optical branching unit C-1 as the same data pattern as the data pattern of the optical signal sequence Data-1.
Subsequent rounds are the previous rounds of the optical signal train CLK-1-out- output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross. Using the DMZ1, the phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two optical interference arms, and the clock By turning each pulse of the signal light CLK-1 on or off, the rotation output from either the light output port P-MZ-1-bar or the light output port P-MZ-1-cross The optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 is circulated to the optical branching unit C-1 as the same data pattern as the data pattern of the optical signal sequence Data-1, and the data pattern The emissions be configured to maintain in the circuit,
As the optical phase modulators c1 and c2 in the optical circuit of the optical phase modulators R1-1 and L1-1, an optical semiconductor amplifier (SOA) that generates optical gain is used.
The optical signal string from the optical output port P-MZ-1-bar is guided on the optical waveguide 14 leading to the optical input port P-C1-2 or from the optical output port P-MZ-1-cross. A variable light intensity attenuating section VA-1 provided on the optical waveguide for guiding an optical signal train to the optical input port P-C1-2;
Alternatively, the optical output port P-C1-4 connected to the optical input port P-R1-1 for inputting an optical signal sequence for inducing an optical phase modulation action to the optical phase modulation means R1-1. To the optical input port P-L1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-1. It has variable light intensity attenuating sections VA-2 and VA-2 respectively provided on the optical waveguide 15L that are connected to guide the optical signal train from the optical output port P-C1-3. An optical signal buffer memory circuit.
更に、
前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の一方の前記光干渉アームの光導波路上であって、前記光位相変調手段L1−1の後段側に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段L1−2と、
前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の他方の前記光干渉アームの光導波路上であって、前記光位相変調手段R1−1の後段側に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段R1−2と、
当該回路内に維持している前記データパターンのフリップフロップ制御用となる光信号列FF−1を入力するための外部光入力ポートP−FF−Inと、
光入力ポートP−C3−2ならびに光出力ポートP−C3−3、P−C3−4とを有し、前記外部光入力ポートP−FF−Inから入力される前記光信号列FF−1を前記光入力ポートP−C3−2から入力し、前記光出力ポートP−C3−3、P−C3−4へと分岐出力させるための光分岐部C−3と、
前記外部光入力ポートP−FF−Inからの前記光信号列FF−1を前記光入力ポートP−C3−2へと導く光導波路21と、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−2に入力するための光入力ポートP−R1−2に接続されて前記光出力ポートP−C3−4からの光信号列を導く光導波路22Rと、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−2に入力するための光入力ポートP−L1−2に接続されて前記光出力ポートP−C3−3からの光信号列を導く光導波路22Lと、
前記光導波路22L又は前記光導波路22R上に設けられ、前記光出力ポートP−C3−3ならびにP−C3−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L1−2ならびにP−R1−2へと到達するタイミングを、前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−2と、
を備え、
前記光信号列FF−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、前記データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記データパターンを当該回路内に維持した後、前記外部光入力ポートP−FF−Inから前記光信号列FF−1が入力されると、入力した前記光信号列FF−1を用いて、前記位相変調手段R1−2、L1−2を駆動させて、前記位相変調手段R1−1、L1−1から出力された光信号列に位相差を生じさせて、当該光信号列の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンが反転したデータパターンとするフリップフロップを行って、前記光分岐部C−1へ周回させて、
以降の周回は、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力された前の周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される当該周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンが反転したデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させて、当該データパターンを当該回路内に維持する
ことを特徴とする光信号バッファメモリ回路。 The optical signal buffer memory circuit according to claim 1.
Furthermore,
It is located on the optical waveguide of one of the optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1, and is located behind the optical phase modulation means L1-1 and propagates through the optical interference arm. Optical phase modulation means L1-2 for modulating the phase of the optical signal train;
It is located on the optical waveguide of the other optical interference arm of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1, and is located behind the optical phase modulation means R1-1 and propagates through the optical interference arm. Optical phase modulation means R1-2 for modulating the phase of the optical signal train;
An external optical input port P-FF-In for inputting an optical signal sequence FF-1 for flip-flop control of the data pattern maintained in the circuit;
An optical input port P-C3-2 and optical output ports P-C3-3, P-C3-4, and the optical signal train FF-1 input from the external optical input port P-FF-In An optical branching unit C-3 for inputting from the optical input port P-C3-2 and branching out to the optical output ports P-C3-3 and P-C3-4;
An optical waveguide 21 for guiding the optical signal string FF-1 from the external optical input port P-FF-In to the optical input port P-C3-2;
The light from the light output port P-C3-4 connected to the light input port P-R1-2 for inputting the light signal sequence for inducing the light phase modulation action to the light phase modulation means R1-2. An optical waveguide 22R for guiding the signal train;
Light from the optical output port P-C3-3 is connected to the optical input port P-L1-2 for inputting an optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-2. An optical waveguide 22L for guiding the signal train;
Optical signal trains provided on the optical waveguide 22L or the optical waveguide 22R and simultaneously output from the optical output ports P-C3-3 and P-C3-4 are the optical input ports P-L1-2 and P-. An optical waveguide section DD-2 that generates an optical delay for adjusting the timing to reach R1-2 to be greater than the pulse width of the clock signal light CLK-1 and less than the pulse repetition period;
With
The optical signal string FF-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
After the data pattern is maintained in the circuit, when the optical signal sequence FF-1 is input from the external optical input port P-FF-In, the input optical signal sequence FF-1 is used to The phase modulation means R1-2 and L1-2 are driven to cause a phase difference in the optical signal sequence output from the phase modulation means R1-1 and L1-1, and each pulse of the optical signal sequence is turned on. Alternatively, the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross A flip-flop having a data pattern obtained by inverting the data pattern of the optical signal sequence Data-1 is performed to circulate to the optical branching unit C-1.
Subsequent rounds are the previous rounds of the optical signal train CLK-1-out- output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross. Using the DMZ1, the phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two optical interference arms, and the clock By turning each pulse of the signal light CLK-1 on or off, the rotation output from either the light output port P-MZ-1-bar or the light output port P-MZ-1-cross The optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 is circulated to the optical branching unit C-1 as a data pattern obtained by inverting the data pattern of the optical signal sequence Data-1, and the data pattern Optical signal buffer memory circuit, characterized in that to maintain the over on to the said circuit.
更に、
当該回路内に維持している前記データパターンを消去する消去制御用となる光信号列ERS−1を入力するための外部光入力ポートP−ERS−Inと、
光入力ポートP−C2−1、P−C2−2ならびに前記光導波路18に接続された光出力ポートP−C2−4を有し、前記光入力ポートP−C2−1ならびにP−C2−2から入力される光信号列を同一の前記光出力ポートP−C2−4へ結合させるための光合波部C−2と、
前記外部光入力ポートP−Data−Inからの光信号列を前記光入力ポートP−C2−1へと導く光導波路16と、
前記外部光入力ポートP−ERS−Inからの光信号列を前記光入力ポートP−C2−2へと導く光導波路17と、
を備え、
前記光信号列ERS−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、前記データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記光信号列Data−1のデータパターンと同じデータパターン又は反転したデータパターンを当該回路内に維持した後、前記外部光入力ポートP−ERS−Inから前記光信号列ERS−1が入力されると、入力された前記光信号列ERS−1と前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される前記光信号列CLK−1−out−DMZ1とを用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1の位相を全てπ変調させ、
且つ、前記光信号列ERS−1の入力と同時に、前記外部光入力ポートP−FF−Inから前記光信号列FF−1が入力されると、入力した前記光信号列FF−1を用いて、前記位相変調手段R1−2、L1−2を駆動させて、前記位相変調手段R1−1、L1−1から出力された光信号列の位相を更にπ変調させて、当該光信号列を前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方から出力することにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からは光出力がない初期状態へ戻す
ことを特徴とする光信号バッファメモリ回路。 The optical signal buffer memory circuit according to claim 2.
Furthermore,
An external optical input port P-ERS-In for inputting an optical signal string ERS-1 for erasing control for erasing the data pattern maintained in the circuit;
The optical input ports P-C2-1 and P-C2-2 and the optical output port P-C2-4 connected to the optical waveguide 18 are included, and the optical input ports P-C2-1 and P-C2-2 are included. An optical multiplexing unit C-2 for coupling the optical signal sequence input from the same optical output port P-C2-4 to the same,
An optical waveguide 16 for guiding an optical signal string from the external optical input port P-Data-In to the optical input port P-C2-1;
An optical waveguide 17 for guiding an optical signal string from the external optical input port P-ERS-In to the optical input port P-C2-2;
With
The optical signal string ERS-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
After the same data pattern as the data pattern of the optical signal sequence Data-1 or an inverted data pattern is maintained in the circuit, the optical signal sequence ERS-1 is input from the external optical input port P-ERS-In. The optical signal train ERS-1 and the optical signal train CLK- output from one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross. 1-out-DMZ1 is used to drive the phase modulation means R1-1 and L1-1 so that all the phases of the clock signal light CLK-1 propagating in the two optical interference arms are π. Modulate,
When the optical signal sequence FF-1 is input from the external optical input port P-FF-In simultaneously with the input of the optical signal sequence ERS-1, the input optical signal sequence FF-1 is used. The phase modulation means R1-2 and L1-2 are driven to further π-modulate the phase of the optical signal sequence output from the phase modulation means R1-1 and L1-1, and the optical signal sequence is By outputting from either one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross, the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P- An optical signal buffer memory circuit, wherein any one of the MZ-1-cross is returned to an initial state where there is no optical output.
格納する情報を有する光信号列Data−1を入力するための外部光入力ポートP−Data−Inと直接又は間接に接続され、前記光信号列Data−1を導く光導波路18と、
前記光導波路18と接続されて前記外部光入力ポートP−Data−Inからの光信号列Data−1が入力される光入力ポートP−C1−1、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からの光信号列が入力されるP−C1−2ならびに光出力ポートP−C1−3、P−C1−4とを有し、前記光入力ポートP−C1−2、P−C1−1から入力した光信号列を前記光出力ポートP−C1−3、P−C1−4へと分岐出力させるための光分岐部C−1と、
前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からの光信号列を前記光入力ポートP−C1−2へと導く光導波路14と、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−1に入力するための光入力ポートP−R1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−4からの光信号列を導く光導波路15Rと、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−1に入力するための光入力ポートP−L1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−3からの光信号列を導く光導波路15Lと、
前記光導波路15L又は前記光導波路15R上に設けられ、前記光出力ポートP−C1−3ならびにP−C1−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L1−1ならびにP−R1−1へと到達するタイミングを、前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−1と、
を備え、
前記クロック信号光CLK−1として、RZ(Return to Zero)型の信号光を前記外部光入力ポートP−OCLK−Inから入力しておき、
前記クロック信号光CLK−1のクロックに同期した前記光信号列Data−1が前記外部光入力ポートP−Data−Inから入力されると、最初は、入力された前記光信号列Data−1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記第1の光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンと同一のデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させ、
以降の周回は、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力された前の周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記第1の光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される当該周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンと同一のデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させて、当該データパターンを当該回路内に維持する
光信号バッファメモリ回路において、
更に、
前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の一方の前記第1の光干渉アームの光導波路上であって、前記光位相変調手段L1−1の後段側に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段L1−2と、
前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−1の他方の前記第1の光干渉アームの光導波路上であって、前記光位相変調手段R1−1の後段側に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段R1−2と、
当該回路内に維持している前記データパターンのフリップフロップ制御用となる光信号列FF−1を入力するための外部光入力ポートP−FF−Inと、
光入力ポートP−C3−2ならびに光出力ポートP−C3−3、P−C3−4とを有し、前記外部光入力ポートP−FF−Inから入力される前記光信号列FF−1を前記光入力ポートP−C3−2から入力し、前記光出力ポートP−C3−3、P−C3−4へと分岐出力させるための光分岐部C−3と、
前記外部光入力ポートP−FF−Inからの前記光信号列FF−1を前記光入力ポートP−C3−2へと導く光導波路21と、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−2に入力するための光入力ポートP−R1−2に接続されて前記光出力ポートP−C3−4からの光信号列を導く光導波路22Rと、
光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−2に入力するための光入力ポートP−L1−2に接続されて前記光出力ポートP−C3−3からの光信号列を導く光導波路22Lと、
前記光導波路22L又は前記光導波路22R上に設けられ、前記光出力ポートP−C3−3ならびにP−C3−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L1−2ならびにP−R1−2へと到達するタイミングを、前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−2と、
前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方から出力される光信号列を入力するための光入力ポートP−MZ−2−Inと、前記光入力ポートP−MZ−2−Inに対してbar側に位置する光出力ポートP−Data−Outならびにcross側に位置する光出力ポートP−MON−Outとを有する2つの第2の光干渉アームと、一方の前記第2の光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段L−2と、他方の前記第2の光干渉アームの光導波路上に位置し同光干渉アーム中を伝搬する光信号列の位相に変調を与えるための光位相変調手段R−2とを有し、マッハ・ツェンダ型の干渉器として機能するマッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2と、
前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方からの光信号列を前記光入力ポートP−MZ−2−Inへと導く光導波路30と、
当該回路内に維持している前記データパターンの光信号列の出力を行うための光信号出力開閉制御用となる光信号列Gate−1を入力するための外部光入力ポートP−Gate−Inと、
光入力ポートP−C4−2ならびに光出力ポートP−C4−3、P−C4−4とを有し、前記外部光入力ポートP−Gate−Inから入力される前記光信号列Gate−1を前記光入力ポートP−C4−2から入力し、前記光出力ポートP−C4−3、P−C4−4へと分岐出力させるための光分岐部C−4と、
前記外部光入出力ポートP−Gate−Inからの前記光信号列Gate−1を前記光入力ポートP−C4−2へと導く光導波路41と、
光位相変調作用を誘起させるための信号光列を前記光位相変調手段L−2に入力するための光入力ポートP−L2に接続されて前記光出力ポートP−C4−3からの光信号列を導く光導波路42Lと、
光位相変調作用を誘起させるための信号光列を前記光位相変調手段R−2に入力するための光入力ポートP−R2に接続されて前記光出力ポートP−C4−4からの光信号列を導く光導波路42Rと、
前記光導波路42L又は前記光導波路42R上に設けられ、前記光出力ポートP−C4−3ならびにP−C4−4から同時に出力される光信号列が前記光入力ポートP−L2ならびにP−R2へと到達するタイミングを、前記前記クロック信号光CLK−1のパルス幅以上かつパルス繰り返し周期未満となるように調整するための光遅延を生み出す光導波路部D−D−3と、
を備え、
前記光信号列FF−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、前記データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記データパターンを当該回路内に維持した後、前記外部光入力ポートP−FF−Inから前記光信号列FF−1が入力されると、入力した前記光信号列FF−1を用いて、前記位相変調手段R1−2、L1−2を駆動させて、前記位相変調手段R1−1、L1−1から出力された光信号列に位相差を生じさせて、当該光信号列の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンが反転したデータパターンとするフリップフロップを行って、前記光分岐部C−1へ周回させて、
以降の周回は、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力された前の周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記第1の光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1に位相差を生じさせて、前記クロック信号光CLK−1の各パルスのオン又はオフを行うことにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される当該周回の前記光信号列CLK−1−out−DMZ1を、前記光信号列Data−1のデータパターンが反転したデータパターンとして、前記光分岐部C−1へ周回させて、当該データパターンを当該回路内に維持すると共に、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方から出力される光信号列を、前記光信号列Data−1と同一のデータパターンとして、繰り返し出力される状態に遷移させた後、
前記光信号列Gate−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、当該データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記外部光入力ポートP−Gate−Inから前記光信号列Gate−1が入力されると、入力した前記光信号列Gate−1を用いて、前記光位相変調手段R−2、L−2を駆動させて、前記光入力ポートP−MZ−2−Inから入力されて前記マッハ・ツェンダ干渉型光強度変調手段MZ−2の2つの前記第2の光干渉アーム中を伝搬している光信号列に位相差を生じさせることにより、前記光信号列Gate−1のデータ長の間だけ、前記光入力ポートP−MZ−2−Inから入力された光信号列を前記光出力ポートP−Data−Outから出力する構成であって、
前記光位相変調手段R1−1、L1−1の光回路内の光位相変調部c1、c2として、光利得が生じる光半導体増幅器(SOA)を使用しており、
前記光出力ポートP−MZ−1−barからの光信号列を前記光入力ポートP−C1−2へと導く前記光導波路14上、又は、前記光出力ポートP−MZ−1−crossからの光信号列を前記光入力ポートP−C1−2へと導く前記光導波路上に設けられた可変光強度減衰部VA−1を有している、
又は、光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段R1−1に入力するための前記光入力ポートP−R1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−4からの光信号列を導く前記光導波路15R上と、光位相変調作用を誘起させるための光信号列を前記光位相変調手段L1−1に入力するための前記光入力ポートP−L1−1に接続されて前記光出力ポートP−C1−3からの光信号列を導く前記光導波路15L上とにそれぞれ設けられた可変光強度減衰部VA−2、VA−2を有している
ことを特徴とする光信号バッファメモリ回路。 An external optical input port P-OCLK-In for inputting the clock signal light CLK-1 output from the clock signal light source, and an optical output port located on the bar side with respect to the external optical input port P-OCLK-In Two first optical interference arms having P-MZ-1-bar and an optical output port P-MZ-1-cross located on the cross side, on the optical waveguide of one of the first optical interference arms An optical phase modulation means L1-1 for modulating the phase of the optical signal train positioned and propagating in the optical interference arm, and the optical interference arm positioned on the optical waveguide of the other first optical interference arm Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1 having optical phase modulation means R1-1 for modulating the phase of the optical signal train propagating therethrough and functioning as a Mach-Zehnder type interferometer ,
An optical waveguide 18 directly or indirectly connected to an external optical input port P-Data-In for inputting an optical signal sequence Data-1 having information to be stored, and guiding the optical signal sequence Data-1.
An optical input port P-C1-1 connected to the optical waveguide 18 to which an optical signal string Data-1 from the external optical input port P-Data-In is input, and the optical output port P-MZ-1-bar Or P-C1-2 to which an optical signal train from any one of the optical output ports P-MZ-1-cross is input, and optical output ports P-C1-3, P-C1-4, Optical branching unit C-1 for branching and outputting the optical signal train input from the optical input ports P-C1-2 and P-C1-1 to the optical output ports P-C1-3 and P-C1-4 When,
An optical waveguide 14 that guides an optical signal train from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross to the optical input port P-C1-2;
The light from the optical output port P-C1-4 connected to the optical input port P-R1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means R1-1. An optical waveguide 15R for guiding the signal train;
Light from the optical output port P-C1-3 connected to the optical input port P-L1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-1. An optical waveguide 15L for guiding the signal train;
The optical signal trains provided on the optical waveguide 15L or the optical waveguide 15R and simultaneously output from the optical output ports P-C1-3 and P-C1-4 are the optical input ports P-L1-1 and P-. An optical waveguide section DD-1 that generates an optical delay for adjusting the timing of reaching R1-1 to be greater than or equal to the pulse width of the clock signal light CLK-1 and less than the pulse repetition period;
With
As the clock signal light CLK-1, RZ (Return to Zero) type signal light is inputted from the external light input port P-OCLK-In,
When the optical signal string Data-1 synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1 is input from the external optical input port P-Data-In, first, the input optical signal string Data-1 is changed. The phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two first optical interference arms, and Light output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross by turning on or off each pulse of the clock signal light CLK-1 The signal train CLK-1-out-DMZ1 is circulated to the optical branching unit C-1 as the same data pattern as the data pattern of the optical signal train Data-1,
Subsequent rounds are the previous rounds of the optical signal train CLK-1-out- output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross. Using DMZ1, the phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two first optical interference arms. By turning on or off each pulse of the clock signal light CLK-1, the light is output from either the light output port P-MZ-1-bar or the light output port P-MZ-1-cross. The optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 of the circulation is circulated to the optical branching unit C-1 as the same data pattern as the data pattern of the optical signal sequence Data-1, and the data In the optical signal the buffer memory circuit to maintain a pattern in said circuit,
Furthermore,
On the optical waveguide of one of the first optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1, located on the rear stage side of the optical phase modulation means L1-1 and in the optical interference arm. Optical phase modulation means L1-2 for modulating the phase of the optical signal train propagating through
On the optical waveguide of the other first optical interference arm of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-1, and located on the rear stage side of the optical phase modulation means R1-1, Optical phase modulation means R1-2 for modulating the phase of the optical signal train propagating through
An external optical input port P-FF-In for inputting an optical signal sequence FF-1 for flip-flop control of the data pattern maintained in the circuit;
An optical input port P-C3-2 and optical output ports P-C3-3, P-C3-4, and the optical signal train FF-1 input from the external optical input port P-FF-In An optical branching unit C-3 for inputting from the optical input port P-C3-2 and branching out to the optical output ports P-C3-3 and P-C3-4;
An optical waveguide 21 for guiding the optical signal string FF-1 from the external optical input port P-FF-In to the optical input port P-C3-2;
The light from the light output port P-C3-4 connected to the light input port P-R1-2 for inputting the light signal sequence for inducing the light phase modulation action to the light phase modulation means R1-2. An optical waveguide 22R for guiding the signal train;
Light from the optical output port P-C3-3 is connected to the optical input port P-L1-2 for inputting an optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-2. An optical waveguide 22L for guiding the signal train;
Optical signal trains provided on the optical waveguide 22L or the optical waveguide 22R and simultaneously output from the optical output ports P-C3-3 and P-C3-4 are the optical input ports P-L1-2 and P-. An optical waveguide section DD-2 that generates an optical delay for adjusting the timing to reach R1-2 to be greater than the pulse width of the clock signal light CLK-1 and less than the pulse repetition period;
An optical input port P-MZ-2-In for inputting an optical signal string output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross; , Two optical output ports P-Data-Out located on the bar side with respect to the optical input port P-MZ-2-In and two optical output ports P-MON-Out located on the cross side An optical interference arm, an optical phase modulation means L-2 for modulating the phase of an optical signal train that is located on the optical waveguide of one of the second optical interference arms and propagates through the optical interference arm, and the other And an optical phase modulation means R-2 for modulating the phase of the optical signal train which is located on the optical waveguide of the second optical interference arm and propagates through the optical interference arm, and is a Mach-Zehnder type Functions as an interferometer And Tsu Ha-Zehnder interference type light intensity modulating means MZ-2,
An optical waveguide 30 that guides an optical signal train from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross to the optical input port P-MZ-2-In When,
An external optical input port P-Gate-In for inputting an optical signal string Gate-1 for optical signal output opening / closing control for outputting an optical signal string of the data pattern maintained in the circuit; ,
An optical input port P-C4-2 and optical output ports P-C4-3 and P-C4-4, and the optical signal string Gate-1 input from the external optical input port P-Gate-In An optical branching unit C-4 for inputting from the optical input port P-C4-2 and branching out to the optical output ports P-C4-3 and P-C4-4;
An optical waveguide 41 for guiding the optical signal string Gate-1 from the external optical input / output port P-Gate-In to the optical input port P-C4-2;
An optical signal train from the optical output port P-C4-3 connected to an optical input port P-L2 for inputting a signal optical train for inducing an optical phase modulation action to the optical phase modulation means L-2. An optical waveguide 42L for guiding
An optical signal train from the optical output port P-C4-4 connected to an optical input port PR2-R2 for inputting a signal optical train for inducing an optical phase modulation action to the optical phase modulation means R-2. An optical waveguide 42R for guiding
An optical signal train provided on the optical waveguide 42L or the optical waveguide 42R and simultaneously output from the optical output ports P-C4-3 and P-C4-4 is sent to the optical input ports P-L2 and P-R2. And an optical waveguide section DD-3 that generates an optical delay for adjusting the arrival timing to be equal to or greater than the pulse width of the clock signal light CLK-1 and less than the pulse repetition period;
With
The optical signal string FF-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
After the data pattern is maintained in the circuit, when the optical signal sequence FF-1 is input from the external optical input port P-FF-In, the input optical signal sequence FF-1 is used to The phase modulation means R1-2 and L1-2 are driven to cause a phase difference in the optical signal sequence output from the phase modulation means R1-1 and L1-1, and each pulse of the optical signal sequence is turned on. Alternatively, the optical signal train CLK-1-out-DMZ1 output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross A flip-flop having a data pattern obtained by inverting the data pattern of the optical signal sequence Data-1 is performed to circulate to the optical branching unit C-1.
Subsequent rounds are the previous rounds of the optical signal train CLK-1-out- output from either the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P-MZ-1-cross. Using DMZ1, the phase modulation means R1-1 and L1-1 are driven to cause a phase difference in the clock signal light CLK-1 propagating through the two first optical interference arms. By turning on or off each pulse of the clock signal light CLK-1, the light is output from either the light output port P-MZ-1-bar or the light output port P-MZ-1-cross. The optical signal sequence CLK-1-out-DMZ1 of the circulation is circulated to the optical branching unit C-1 as a data pattern obtained by inverting the data pattern of the optical signal sequence Data-1, and the data An optical signal sequence output from either one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross is stored in the circuit. After making a transition to a state that is repeatedly output as the same data pattern as the column Data-1,
The optical signal string Gate-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
When the optical signal sequence Gate-1 is input from the external optical input port P-Gate-In, the optical phase modulation means R-2 and L-2 are connected using the input optical signal sequence Gate-1. An optical signal that is driven and propagated through the two second optical interference arms of the Mach-Zehnder interference type optical intensity modulation means MZ-2, which is input from the optical input port P-MZ-2-In By generating a phase difference in the column, the optical signal sequence input from the optical input port P-MZ-2-In is converted into the optical output port P-Data only during the data length of the optical signal sequence Gate-1. -Output from Out,
As the optical phase modulators c1 and c2 in the optical circuit of the optical phase modulators R1-1 and L1-1, an optical semiconductor amplifier (SOA) that generates optical gain is used.
The optical signal string from the optical output port P-MZ-1-bar is guided on the optical waveguide 14 leading to the optical input port P-C1-2 or from the optical output port P-MZ-1-cross. A variable light intensity attenuating section VA-1 provided on the optical waveguide for guiding an optical signal train to the optical input port P-C1-2;
Alternatively, the optical output port P-C1-4 connected to the optical input port P-R1-1 for inputting an optical signal sequence for inducing an optical phase modulation action to the optical phase modulation means R1-1. To the optical input port P-L1-1 for inputting the optical signal sequence for inducing the optical phase modulation action to the optical phase modulation means L1-1. It has variable light intensity attenuating sections VA-2 and VA-2 respectively provided on the optical waveguide 15L that are connected to guide the optical signal train from the optical output port P-C1-3. An optical signal buffer memory circuit.
更に、
当該回路内に維持している前記データパターンを消去する消去制御用となる光信号列ERS−1を入力するための外部光入力ポートP−ERS−Inと、
光入力ポートP−C2−1、P−C2−2ならびに前記光導波路18接続された光出力ポートP−C2−4を有し、前記光入力ポートP−C2−1ならびにP−C2−2から入力される光信号列を同一の前記光出力ポートP−C2−4へ結合させるための光合波部C−2と、
前記外部光入力ポートP−Data−Inからの光信号列を前記光入力ポートP−C2−1へと導く光導波路16と、
前記外部光入力ポートP−ERS−Inからの光信号列を前記光入力ポートP−C2−2へと導く光導波路17と、
を備え、
前記光信号列ERS−1を、前記クロック信号光CLK−1のクロックと同期し、前記データパターンの周期にも同期すると共に、前記データパターンのデータ長と同一の長さを有するRZ型の光信号列とし、
前記光信号列Data−1のデータパターンと同じデータパターン又は反転したデータパターンを当該回路内に維持した後、前記外部光入力ポートP−ERS−Inから前記光信号列ERS−1が入力されると、入力された前記光信号列ERS−1と前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方から出力される前記光信号列CLK−1−out−DMZ1とを用いて、前記位相変調手段R1−1、L1−1を駆動させて、2つの前記第1の光干渉アーム中を伝搬している前記クロック信号光CLK−1の位相を全てπ変調させ、
且つ、前記光信号列ERS−1の入力と同時に、前記外部光入力ポートP−FF−Inから前記光信号列FF−1が入力されると、入力した前記光信号列FF−1を用いて、前記位相変調手段R1−2、L1−2を駆動させて、前記位相変調手段R1−1、L1−1から出力された光信号列の位相を更にπ変調させて、当該光信号列を前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか他方から出力することにより、前記光出力ポートP−MZ−1−bar又は前記光出力ポートP−MZ−1−crossのいずれか一方からは光出力がない初期状態へ戻す
ことを特徴とする光信号バッファメモリ回路。 The optical signal buffer memory circuit according to claim 4.
Furthermore,
An external optical input port P-ERS-In for inputting an optical signal string ERS-1 for erasing control for erasing the data pattern maintained in the circuit;
The optical input ports P-C2-1 and P-C2-2 and the optical output port P-C2-4 connected to the optical waveguide 18 are provided. From the optical input ports P-C2-1 and P-C2-2, An optical multiplexer C-2 for coupling an input optical signal train to the same optical output port P-C2-4;
An optical waveguide 16 for guiding an optical signal string from the external optical input port P-Data-In to the optical input port P-C2-1;
An optical waveguide 17 for guiding an optical signal string from the external optical input port P-ERS-In to the optical input port P-C2-2;
With
The optical signal string ERS-1 is synchronized with the clock of the clock signal light CLK-1, is synchronized with the cycle of the data pattern, and has the same length as the data length of the data pattern. Signal sequence,
After the same data pattern as the data pattern of the optical signal sequence Data-1 or an inverted data pattern is maintained in the circuit, the optical signal sequence ERS-1 is input from the external optical input port P-ERS-In. The optical signal train ERS-1 and the optical signal train CLK- output from one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross. The phase of the clock signal light CLK-1 propagating in the two first optical interference arms by driving the phase modulation means R1-1 and L1-1 using 1-out-DMZ1 Π-modulate all
When the optical signal sequence FF-1 is input from the external optical input port P-FF-In simultaneously with the input of the optical signal sequence ERS-1, the input optical signal sequence FF-1 is used. The phase modulation means R1-2 and L1-2 are driven to further π-modulate the phase of the optical signal sequence output from the phase modulation means R1-1 and L1-1, and the optical signal sequence is By outputting from either one of the optical output port P-MZ-1-bar and the optical output port P-MZ-1-cross, the optical output port P-MZ-1-bar or the optical output port P- An optical signal buffer memory circuit, wherein any one of the MZ-1-cross is returned to an initial state where there is no optical output.
前記可変光強度減衰部VA−1、又は、前記可変光強度減衰部VA−1、VA−2は、定電圧駆動状態の半導体EA変調器であることを特徴とする光信号バッファメモリ回路。 The optical signal buffer memory circuit according to any one of claims 1 to 5,
The variable light intensity attenuating unit VA-1 or the variable light intensity attenuating units VA-1 and VA-2 is a semiconductor EA modulator in a constant voltage driving state.
前記可変光強度減衰部VA−1、又は、前記可変光強度減衰部VA−1、VA−2は、電界吸収活性層のPL特性が設定動作波長に対して100nm以上短波長側に設定された定電圧駆動状態の半導体EA変調器であることを特徴とする光信号バッファメモリ回路。 The optical signal buffer memory circuit according to any one of claims 1 to 5,
In the variable light intensity attenuating unit VA-1 or the variable light intensity attenuating units VA-1 and VA-2, the PL characteristic of the electroabsorption active layer is set to the short wavelength side by 100 nm or more with respect to the set operation wavelength. An optical signal buffer memory circuit, which is a semiconductor EA modulator in a constant voltage driving state.
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