JPH0766133B2 - Optical D flip-flop circuit driving method - Google Patents
Optical D flip-flop circuit driving methodInfo
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- JPH0766133B2 JPH0766133B2 JP10058885A JP10058885A JPH0766133B2 JP H0766133 B2 JPH0766133 B2 JP H0766133B2 JP 10058885 A JP10058885 A JP 10058885A JP 10058885 A JP10058885 A JP 10058885A JP H0766133 B2 JPH0766133 B2 JP H0766133B2
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- G02F3/02—Optical bistable devices
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光Dフリップフロップ回路駆動方法に関し、
特に光通信、光情報処理、光交換の各システム及び光コ
ンピュータに適する光Dフリップフロップ回路駆動方法
に関する。The present invention relates to a method for driving an optical D flip-flop circuit,
In particular, the present invention relates to an optical D flip-flop circuit driving method suitable for optical communication, optical information processing, optical switching systems, and optical computers.
近年光ファイバ技術及び光半導体技術等の光技術の発達
によって、基幹伝送を目的とする長距離光通信システ
ム、分散処理装置間を高効率で接続する光LANシステム
などが実用化されている。これらのシステムでは、光技
術は主に機能装置間の接続手段として使用され、機能装
置自体は専らLSIを中心とする電子回路によって構成さ
れていた。With the recent development of optical technologies such as optical fiber technology and optical semiconductor technology, a long-distance optical communication system for the purpose of backbone transmission, an optical LAN system for connecting distributed processing devices with high efficiency, and the like have been put into practical use. In these systems, the optical technology is mainly used as a connecting means between the functional devices, and the functional devices themselves are composed mainly of electronic circuits centering on LSI.
近い将来では処理情報の多様化及び大容量化が進み、そ
の処理速度の超高速化、処理の複雑化が要求され、この
要求に対処するためには、光技術を単に接続手段として
のみでなく論理処理手段として使用する必要が生じる。
すなわち、伝送されてきた光ディジタル信号を光のまま
でディジタル演算処理し、その結果を光で出力し、他の
装置へ伝送できるという、光の有する高速性・広帯域性
・無誘導性等の特長を生かした光処理装置(光情報処理
システム、光交換システム等)が不可欠になる。In the near future, diversification and large capacity of processing information will progress, ultra-high processing speed and complicated processing will be required. To meet this demand, optical technology is not only used as a connecting means. It becomes necessary to use it as a logical processing means.
In other words, the optical digital signal that has been transmitted can be digitally processed as it is, and the result can be output as light and transmitted to other devices. Optical processing devices (optical information processing systems, optical switching systems, etc.) that utilize the above are essential.
かかる光処理装置を実現するには、インバータ回路・OR
回路・AND回路・排他的OR回路等の各機能を有する光ゲ
ート・光フリップフロップ回路・光シフトレジスタ回路
・光カウンタ等の光論理機能ブロックが構成されなけれ
ばならない。To realize such an optical processing device, an inverter circuit / OR
An optical logic functional block such as an optical gate, an optical flip-flop circuit, an optical shift register circuit, an optical counter, etc., having respective functions such as a circuit, an AND circuit, an exclusive OR circuit, etc. must be constructed.
しかしながら、従来においては実用に足る十分な光論理
機能ブロックが存在しなかった。However, in the past, there have not been sufficient optical logic functional blocks that are sufficient for practical use.
本発明の目的は、光双安定半導体レーザを用いて実用性
に富んだ光Dフリップフロップ回路を実現する光Dフリ
ップフロップ回路駆動方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide an optical D flip-flop circuit driving method for realizing an optical D flip-flop circuit having a high practicality by using an optical bistable semiconductor laser.
上記目的を達成するために、本発明は、光双安定半導体
レーザの第1電極に一定の電流値IC1を注入すること
で、第2電極に注入する電流I2と前記光双安定半導体レ
ーザの光出力Poutとの関係に第1光双安定特性を出現さ
せ、前記第1光双安定特性は、前記電流I2が閾値Ith1と
前記閾値Ith1より高い閾値Ith2との間で光双安定を示
し、前記光双安定半導体レーザの第1電極に前記電流値
IC1より低い一定の電流値IC2を注入することで、第2電
極に注入する電流I2と前記光双安定半導体レーザの光出
力Poutとの関係に第2光双安定特性を出現させ、前記第
2光双安定特性は前記電流I2が閾値Ith3と前記閾値Ith3
より高い閾値Ith4との間で光双安定を示し、前記閾値I
th3は前記閾値Ith2より高くなるように前記電流値IC1と
前記電流値IC2とが設定されており、第1クロック信号
の論理値“1"の振幅を前記電流値IC1に対応させ、前記
第1クロック信号の論理値“0"の振幅を前記電流値IC2
に対応させ、前記第1クロック信号に対して反転状態の
位相を有する第2クロック信号の論理値“1"の振幅を前
記閾値Ith3と前記閾値Ith4との中間の電流値Ib2に対応
させ、前記第2クロック信号の論理値“0"の振幅を前記
閾値Ith1より低い電流値Ib1に対応させ、前記第1クロ
ック信号を前記光双安定半導体レーザの前記第1電極に
印加し、前記第2クロック信号を前記第2電極に印加
し、前記第1クロック信号の論理値“1"且つ前記第2ク
ロック信号の論理値“0"のとき、前記光双安定半導体レ
ーザの光入力Pinと前記光出力Poutとの関係に第3光双
安定特性を出現させ、前記第3光双安定特性は、前記光
入力Pinが閾値Pth2と前記閾値Pth2より高い閾値Pth1と
の間で光双安定を示し、前記第1クロック信号が論理値
“0"且つ前記第2クロック信号が論理値“1"のとき、前
記光入力Pinと前記光出力Poutとの関係に第4光双安定
特性を出現させ、前記第4光双安定特性は前記光入力P
inが零と閾値Pth3の間で光双安定を示し、前記閾値Pth3
は前記閾値Pth1より高く設定され、前記光双安定半導体
レーザへの入力光論理信号の論理値“1"の振幅ADを前記
閾値Pth1と前記閾値Pth3との中間値に設定されること
で、前記入力光論理信号を前記第1クロック信号に同期
させた出力光論理信号を出力するようにしたものであ
る。In order to achieve the above object, the present invention is to inject a constant current value I C1 into a first electrode of an optical bistable semiconductor laser, thereby injecting a current I 2 into the second electrode and the optical bistable semiconductor laser. of are allowed to appear in the first optical bistability characteristics in relationship between the optical output P out, the first optical bistable characteristics, between the current I 2 is high threshold I th2 than the threshold value I th1 and the threshold value I th1 It shows optical bistable and the current value is applied to the first electrode of the optical bistable semiconductor laser.
By injecting a constant current value I C2 lower than I C1, a second optical bistable characteristic appears in the relationship between the current I 2 injected into the second electrode and the optical output P out of the optical bistable semiconductor laser. , The second optical bistable characteristic is that the current I 2 is equal to the threshold I th3 and the threshold I th3.
Shows optical bistability with a higher threshold I th4 ,
The current value I C1 and the current value I C2 are set so that th3 becomes higher than the threshold value I th2 , and the amplitude of the logical value “1” of the first clock signal is made to correspond to the current value I C1. , The amplitude of the logical value “0” of the first clock signal is set to the current value I C2
And the amplitude of the logical value “1” of the second clock signal having the phase in the inverted state with respect to the first clock signal corresponds to the intermediate current value I b2 between the threshold I th3 and the threshold I th4. Then, the amplitude of the logical value “0” of the second clock signal is made to correspond to the current value I b1 lower than the threshold value I th1 , and the first clock signal is applied to the first electrode of the optical bistable semiconductor laser. , The second clock signal is applied to the second electrode, and when the logical value of the first clock signal is "1" and the logical value of the second clock signal is "0", the optical input of the optical bistable semiconductor laser P in the allowed to appear third optical bistable characteristics of the relationship between the optical output P out, the third optical bistable characteristics, the light input P in the threshold is higher than the threshold value P th2 and the threshold P th2 P th1 Optical bistability between the first clock signal and the logical value "0" and the second clock signal is logical. When the theoretical value is "1", a fourth optical bistable characteristic appears in the relationship between the optical input P in and the optical output P out, and the fourth optical bistable characteristic is the optical input P in
in exhibits optical bistability between zero and the threshold P th3 , and the threshold P th3
Is set higher than the threshold P th1 , and the amplitude A D of the logical value “1” of the input optical logic signal to the optical bistable semiconductor laser is set to an intermediate value between the threshold P th1 and the threshold P th3. Thus, the output optical logic signal is output by synchronizing the input optical logic signal with the first clock signal.
以下に、図面を用いて本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明に係る駆動方法を適用した光Dフリップ
フロップ回路を実現する光双安定半導体レーザを示し、
第2図、第3図は光双安定半導体レーザの入出力間等の
各種の光双安定関係を示す特性図、第4図は光Dフリッ
プフロップ回路としての動作特性を説明するための波形
図及びその関係特性図を示す。FIG. 1 shows an optical bistable semiconductor laser which realizes an optical D flip-flop circuit to which the driving method according to the present invention is applied.
2 and 3 are characteristic diagrams showing various optical bistable relationships such as input and output of an optical bistable semiconductor laser, and FIG. 4 is a waveform diagram for explaining operation characteristics as an optical D flip-flop circuit. A characteristic diagram of the relationship is shown.
第1図において、光双安定半導体レーザ1は、ファベリ
ペロ共振器面2,3に対して平行に設けられたスリット4
により電気的に絶縁されたP側電極5,6を備える。電極
5,6に与えられる電流をI1,I2とするとき、電流I1を所定
の値に設定すると、電流I2と光出力Poutの間において光
双安定特性を持たせることができる。In FIG. 1, an optical bistable semiconductor laser 1 has a slit 4 provided in parallel with Fabry-Perot resonator surfaces 2 and 3.
P-side electrodes 5 and 6 electrically insulated from each other. electrode
When the currents given to 5 and 6 are I 1 and I 2 , if the current I 1 is set to a predetermined value, an optical bistable characteristic can be provided between the current I 2 and the optical output Pout.
第2図は電流I2と光出力Poutの間の光双安定特性を示す
ものであり、I1=IC1,IC2(IC1>IC2)の場合の2種類
の光双安定特性7,8を示している。図中横軸は電流I2、
縦軸は光出力Poutを表わすものとしている。光双安定特
性7は、電流I1を一定値IC1に設定した場合に生じ、電
流I2が増加して閾値Ith2に達すると光出力Poutが急に増
加し、点P1に到達する。その後電流I2を増加さてせも光
出力Poutは漸増するのみでほぼ一定値をとる。反対に、
かかる高い値の状態において電流I2が減少して閾値Ith1
に達すると点P2で光出力Poutが急に減少する。このよう
に電流I2のIth1,Ith2の2つの値に基づいて光出力Pout
は2つの安定状態をとる。FIG. 2 shows the optical bistable characteristics between the current I 2 and the optical output Pout, and two types of optical bistable characteristics in the case of I 1 = I C1 , I C2 (I C1 > I C2 ) 7 , 8 is shown. In the figure, the horizontal axis is the current I 2 ,
The vertical axis represents the optical output Pout. The optical bistable characteristic 7 occurs when the current I 1 is set to a constant value I C1 , and when the current I 2 increases and reaches the threshold value I th2 , the optical output Pout suddenly increases and reaches the point P 1 . . After that, even if the current I 2 is increased, the optical output Pout only gradually increases and takes a substantially constant value. Conversely,
In such a high value state, the current I 2 decreases and the threshold value I th1
At point P 2 , the optical output Pout suddenly decreases. In this way, the optical output Pout is calculated based on the two values I th1 and I th2 of the current I 2.
Has two stable states.
光双安定特性8は、電流I1を一定値IC2に設定した場合
に生じるもので、電流I2における2つの閾値Ith3,Ith4
に基づいて光出力Poutは2つの安定状態をとる。この場
合IC2<IC1の関係にあり、且つ閾値Ith3,Ith4は前記閾
値Ith1,Ith2よりも大きい値をとる。The optical bistable characteristic 8 occurs when the current I 1 is set to a constant value I C2 , and it has two thresholds I th3 and I th4 in the current I 2 .
The optical output Pout has two stable states based on In this case, I C2 <I C1 and the thresholds I th3 and I th4 take values larger than the thresholds I th1 and I th2 .
次に第3図に基づき光双安定半導体レーザ1の光入力Pi
nと光出力Poutの間の光双安定特性について説明する。
この場合は電流I1,I2は共に固定した値をとる。まず光
双安定特性9は、電流I1を前記IC1に設定し、電流I2を
前記閾値Ith1よりも小さい値Ib1に設定したときに得ら
れる特性である。この光双安定特性9では、光入力Pin
が点Q1から増大して閾値Pth1に達すると、光出力Poutが
急に増大し高い値PHをとる。その後光入力Pinが増加し
ても光出力Poutはほぼ一定値PHに保持される。反対に、
かかる高い状態において光入力Pinを減少させると、閾
値Pth1より小さい閾値Pth2で急に光出力Poutが低い値PL
をとる。Next, based on FIG. 3, the optical input Pi of the optical bistable semiconductor laser 1
The optical bistable characteristic between n and the optical output Pout will be described.
In this case, the currents I 1 and I 2 both have fixed values. First, the optical bistable characteristic 9 is a characteristic obtained when the current I 1 is set to I C1 and the current I 2 is set to a value I b1 smaller than the threshold I th1 . With this optical bistable characteristic 9, the optical input Pin
If There reaches the threshold P th1 increases from the point Q 1, the optical output Pout is suddenly increased takes a high value P H. Optical output Pout even then the light input Pin is increased is kept substantially constant value P H. Conversely,
When the optical input Pin is reduced in such a high state, the optical output Pout suddenly becomes a low value P L at a threshold P th2 smaller than the threshold P th1.
Take
また光双安定特性10は、電流I1を前記IC2に設定し、電
流I2を前記閾値Ith3とIth4の中間値Ib2に設定した時に
得られる特性である。光双安定特性10では、光入力Pin
が増大して閾値Pth3に到達すると光出力Poutが急に高い
値PHとなり、その後はほぼ一定値PHを保持する。反対
に、かかる高い値PHをとる状態において光入力Pinを減
少させると、この場合には光入力Pinがゼロになっても
光出力Poutは点Q2に位置し、高い値PHに保持されたまま
となる。The optical bistable characteristic 10 is a characteristic obtained when the current I 1 is set to I C2 and the current I 2 is set to an intermediate value I b2 between the thresholds I th3 and I th4 . With the optical bistable characteristic 10, the optical input Pin
There increased light output Pout reaches the threshold P th3 by suddenly high value P H, and the then substantially maintains a constant value P H. Conversely, decreasing the light input Pin in the state to take such a high value P H, the light output Pout be light input Pin becomes zero if is located at point Q 2, held to a high value P H It remains as it was.
上記において、光双安定特性9の閾値Pth1は、光双安定
特性10の閾値Pth3よりも小さい値となるように、前記各
電流値IC1,IC2,Ib1,Ib2は設定される。In the above, the respective current values I C1 , I C2 , I b1 , I b2 are set so that the threshold P th1 of the optical bistable characteristic 9 is smaller than the threshold P th3 of the optical bistable characteristic 10. It
次に上記の如く光双安定半導体レーザ1に生じる各種の
光双安定特性7,8,9,10を利用して、入力される光ディジ
タル信号を電流クロック信号の立上り時に同期させて出
力させ、これによって光双安定半導体レーザ1を光Dフ
リップフロップ回路として機能させる駆動方法について
説明する。Next, using the various optical bistable characteristics 7, 8, 9, 10 generated in the optical bistable semiconductor laser 1 as described above, the input optical digital signal is output in synchronization with the rise of the current clock signal, A driving method for causing the optical bistable semiconductor laser 1 to function as an optical D flip-flop circuit will be described.
第4図において、振幅値ADを有する光ディジタル信号LD
を、光双安定半導体レーザ1の光入力Pinとして入力さ
せる。振幅値ADは光双安定特性9の閾値Pth1と光双安定
特性10の閾値Pth3との中間値に設定される。電極5に与
えられる電流I1は正の電流クロック信号IK(第1クロッ
ク信号)として使用され、論理値“0"には電流値I
C2を、論理値“1"には電流値IC1を設定する。一方電極
6に与えられる電流I2は負の電流クロック信号K(第
2クロック信号)として使用され、論理値“0"には電流
値Ib1を,論理値“1"には電流値Ib2を設定する。この負
の電流クロック信号kの位相は正の電流クロック信号
Ikの位相と反転関係にある。上記の信号関係において、
光ディジタル信号LDは電流クロック信号IKによって同期
され、光出力Poutとして信号L0が得られる。In Figure 4, an optical digital signal having an amplitude value A D L D
Is input as the optical input Pin of the optical bistable semiconductor laser 1. The amplitude value A D is set to an intermediate value between the threshold P th1 of the optical bistable characteristic 9 and the threshold P th3 of the optical bistable characteristic 10. The current I 1 given to the electrode 5 is used as the positive current clock signal I K (first clock signal), and the logical value “0” has the current value I K.
C2 is set, and the current value I C1 is set to the logical value "1". On the other hand, the current I 2 given to the electrode 6 is used as a negative current clock signal K (second clock signal), and the current value I b1 is set to the logical value “0” and the current value I b2 is set to the logical value “1”. To set. The phase of this negative current clock signal k is the positive current clock signal.
It has an inversion relation with the phase of I k . In the above signal relation,
The optical digital signal L D is synchronized with the current clock signal I K , and the signal L 0 is obtained as the optical output Pout.
時間tについてt1〜t3の順に従って第4図を説明する。
まず時間t=t1より以前では、光ディジタル信号LDの振
幅値は0(論理値“0"),電流クロック信号IKはIC2、
電流クロック信号KはIb2である。従って、光入力Pin
と光出力Poutの関係は光双安定特性10で支配され、この
ため光出力Poutは低い値PLに保持される。故に光出力信
号L0は論理値“0"をとる。FIG. 4 will be described with respect to the time t in the order of t 1 to t 3 .
First, before time t = t 1 , the amplitude value of the optical digital signal L D is 0 (logical value “0”), the current clock signal I K is I C2 ,
The current clock signal K is I b2 . Therefore, the optical input Pin
The relationship between the optical output Pout and the optical output Pout is governed by the optical bistable characteristic 10, and therefore the optical output Pout is held at a low value P L. Therefore, the optical output signal L 0 takes the logical value “0”.
時間t=t1では、光ディジタル信号LDは振幅値がAD(論
理値“1")となる。このとき正の電流クロック信号IKと
負の電流クロック信号KはそのままIC2,Ib2のまま維
持されているので、光双安定半導体レーザ1は、光双安
定特性10において点Q3に励振されるが、光出力Poutは依
然として低い値PLに保持される。すなわち、光ディジタ
ル信号LDが論理値“1"となっても、光出力信号L0は論理
値“0"のままである。At time t = t 1 , the optical digital signal L D has an amplitude value A D (logical value “1”). At this time, since the positive current clock signal I K and the negative current clock signal K are maintained as they are I C2 and I b2 , the optical bistable semiconductor laser 1 is excited at the point Q 3 in the optical bistable characteristic 10. However, the light output Pout is still held at a low value P L. That is, even if the optical digital signal L D has the logical value “1”, the optical output signal L 0 remains the logical value “0”.
時間t=t2で、正の電流クロック信号IKがIC1に、負の
電流クロック信号KがIb1に変化すると、光双安定半
導体レーザ1は光双安定特性9で支配される。このた
め、光ディジタル信号LDの振幅値がADであるので動作点
は点Q4となり、光出力Poutは高い値PHへ変化する。従っ
て光出力信号L0は、この時点で論理値“1"となる。この
ことは、正の電流クロック信号IKの立上りc1に光出力信
号L0の立上りが同期したことを意味する。When the positive current clock signal I K changes to I C1 and the negative current clock signal K changes to I b1 at time t = t 2 , the optical bistable semiconductor laser 1 is dominated by the optical bistable characteristic 9. Therefore, since the amplitude value of the optical digital signal L D is A D , the operating point is the point Q 4 , and the optical output Pout changes to a high value P H. Therefore, the optical output signal L 0 becomes the logical value “1” at this point. This means that the rising edge of the optical output signal L 0 is synchronized with the rising edge c 1 of the positive current clock signal I K.
時間t=t3では、正の電流クロック信号IKがIC2に、負
の電流クロック信号kがIb2に変化する。この結果、
光双安定半導体レーザ1は光双安定特性10で支配される
ことになり、光ディジタル信号LDは高い値ADを保持した
ままであるので、その動作点は点Q4から点Q5に変化する
が、光出力Poutは高い値PHに保持される。At time t = t 3 , the positive current clock signal I K changes to I C2 and the negative current clock signal k changes to I b2 . As a result,
The optical bistable semiconductor laser 1 is dominated by the optical bistable characteristic 10, and the optical digital signal L D still holds the high value A D , so its operating point changes from the point Q 4 to the point Q 5 . varies, the optical output Pout is held to a high value P H.
従って、光出力信号L0は論理値“1"に保持される。Therefore, the optical output signal L 0 is held at the logical value “1”.
時間t=t4では、各電流クロック信号IK,Kは上記と
同じ値に保たれ、光ディジタル信号LDのみがその振幅値
を0に変化する。しかし、光双安定半導体レーザ1は光
双安定特性10によって支配されているので、動作点は点
Q5から点Q2に移動し、光出力Poutは高い値PHに保持され
る。このことは、光ディジタル信号LDが論理値“0"に変
化しても光出力信号L0は論理値“1"に保持されることを
意味する。At time t = t 4 , each current clock signal I K , K is kept at the same value as above, and only the optical digital signal L D changes its amplitude value to zero. However, since the optical bistable semiconductor laser 1 is governed by the optical bistable characteristic 10, the operating point is
Moved from Q 5 to the point Q 2, the light output Pout is held to a high value P H. This means that the optical output signal L 0 is held at the logical value “1” even if the optical digital signal L D changes to the logical value “0”.
時間t=t5では、光ディジタル信号LDの振幅値が0のま
まで正の電流クロック信号IKがIC1へ、負の電流クロッ
ク信号KがIb1へそれぞれ変化する。光双安定半導体
レーザ1は、これによって光双安定特性9に支配される
ことになり、動作点は点Q2から点Q1に変化する。従っ
て、この時点で光出力信号L0は論理値“1"から論理値
“0"へと変化する。このことは、正の電流クロック信号
IKの立上りc2対応して、これに同期して光出力信号LDが
論理値“0"になることを意味する。At time t = t 5 , the positive current clock signal I K changes to I C1 and the negative current clock signal K changes to I b1 while the amplitude value of the optical digital signal L D remains 0. The optical bistable semiconductor laser 1 is thereby governed by the optical bistable characteristic 9, and the operating point changes from the point Q 2 to the point Q 1 . Therefore, at this time, the optical output signal L 0 changes from the logical value “1” to the logical value “0”. This is a positive current clock signal
It means that the optical output signal L D becomes a logical value “0” in synchronization with the rising edge c 2 of I K.
時間t=t6以降t7,t8,t9では上述の動作が繰り返えされ
る。Time t = t 6 after t 7, t 8, t 9 in the above-described operation is repeated Kaee.
上記動作によれば、光出力Poutである信号L0は、光入力
Pinである光ディジタル信号LDが電流クロック信号IKの
立上りc1,c2,c3,c4,c5…に同期して一定時間遅れること
によって発生する。従って光双安定半導体レーザ1は、
所定の電流値を論理値“1",“0"と設定して電極5,6に与
えられた電流I1(IK),I2(K)によって制御され、
且つ所定の振幅値ADを有する光ディジタル信号LDを光入
力とすることによって、光Dフリップフロップ回路、す
なわちDフリップフロップの機能を有する光回路として
動作することができる。According to the above operation, the signal L 0 that is the optical output Pout is
It occurs when the optical digital signal L D, which is a pin, is delayed for a certain time in synchronization with the rising edges c 1 , c 2 , c 3 , c 4 , c 5, ... Of the current clock signal I K. Therefore, the optical bistable semiconductor laser 1
It is controlled by the currents I 1 (I K ) and I 2 ( K ) given to the electrodes 5 and 6 by setting the predetermined current values to the logical values “1” and “0”,
Further, by receiving the optical digital signal L D having the predetermined amplitude value A D as the optical input, it is possible to operate as an optical D flip-flop circuit, that is, an optical circuit having a function of a D flip-flop.
以上の説明で明らかなように本発明によれば、光双安定
半導体レーザにおいて、第1の電極に正の電流クロック
信号を与え、第2の電極に負の電流クロック信号を与
え、且つ論理値“1",“0"について所定値を設定するこ
とによって光入力と光出力との間において2種類の双安
定特性を持たせ、光出力信号を正の電流クロック信号に
同期させることによって、実用性に富んだ光Dフリップ
フロップ回路を実現することができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, in an optical bistable semiconductor laser, a positive current clock signal is applied to the first electrode, a negative current clock signal is applied to the second electrode, and a logical value By setting a predetermined value for "1" and "0", two kinds of bistable characteristics are provided between the optical input and the optical output, and the optical output signal is synchronized with the positive current clock signal, thereby making it practical. It is possible to realize an optical D flip-flop circuit that is rich in properties.
第1図は本発明に係る駆動方法を適用して光Dフリップ
フロップ回路を実現する光双安定半導体レーザの斜視
図、 第2図は電極に与えられる電流と光出力との間に生じる
光双安定特性を示す図、 第3図は光入力と光出力との間に生じる光双安定特性を
示す図、 第4図は光Dフリップフロップ回路としての動作特性を
説明するための波形図及びこれに関係する光双安定特性
図である。 1……光双安定半導体レーザ 5,6……電極 7,8,9,10……光双安定特性 I1,I2……電流 Pin……光入力 Pout……光出力 IK……正の電流クロック信号(第1クロック号)K ……負の電流クロック信号(第2クロック号) LD……光入力信号としての光ディジタル信号 L0……光出力信号FIG. 1 is a perspective view of an optical bistable semiconductor laser which realizes an optical D flip-flop circuit by applying the driving method according to the present invention, and FIG. 2 is an optical bistable semiconductor laser generated between a current applied to an electrode and an optical output. FIG. 3 is a diagram showing a stability characteristic, FIG. 3 is a diagram showing an optical bistable characteristic generated between an optical input and an optical output, and FIG. 4 is a waveform diagram for explaining an operating characteristic as an optical D flip-flop circuit and this. FIG. 3 is an optical bistable characteristic diagram related to. 1 …… Optical bistable semiconductor laser 5,6 …… Electrodes 7,8,9,10 …… Optical bistable characteristics I 1 , I 2 …… Current Pin …… Optical input Pout …… Optical output I K …… Positive Current clock signal (1st clock) K ... Negative current clock signal (2nd clock) L D ...... Optical digital signal as optical input signal L 0 ...... Optical output signal
Claims (1)
電流値IC1を注入することで、第2電極に注入する電流I
2と前記光双安定半導体レーザの光出力Poutとの関係に
第1光双安定特性を出現させ、前記第1光双安定特性
は、前記電流I2が閾値Ith1と前記閾値Ith1より高い閾値
Ith2との間で光双安定を示し、前記光双安定半導体レー
ザの第1電極に前記電流値IC1より低い一定の電流値IC2
を注入することで、第2電極に注入する電流I2と前記光
双安定半導体レーザの光出力Poutとの関係に第2光双安
定特性を出現させ、前記第2光双安定特性は前記電流I2
が閾値Ith3と前記閾値Ith3より高い閾値Ith4との間で光
双安定を示し、前記閾値Ith3は前記閾値Ith2より高くな
るように前記電流値IC1と前記電流値IC2とが設定されて
おり、第1クロック信号の論理値“1"の振幅を前記電流
値IC1に対応させ、前記第1クロック信号の論理値“0"
の振幅を前記電流値IC2に対応させ、前記第1クロック
信号に対して反転状態の位相を有する第2クロック信号
の論理値“1"の振幅を前記閾値Ith3と前記閾値Ith4との
中間の電流値Ib2に対応させ、前記第2クロック信号の
論理値“0"の振幅を前記閾値Ith1より低い電流値Ib1に
対応させ、前記第1クロック信号を前記光双安定半導体
レーザの前記第1電極に印加し、前記第2クロック信号
を前記第2電極に印加し、前記第1クロック信号の論理
値“1"且つ前記第2クロック信号の論理値“0"のとき、
前記光双安定半導体レーザの光入力Pinと前記光出力P
outとの関係に第3光双安定特性を出現させ、前記第3
光双安定特性は、前記光入力Pinが閾値Pth2と前記閾値P
th2より高い閾値Pth1との間で光双安定を示し、前記第
1クロック信号が論理値“0"且つ前記第2クロック信号
が論理値“1"のとき、前記光入力Pinと前記光出力Pout
との関係に第4光双安定特性を出現させ、前記第4光双
安定特性は前記光入力Pinが零と閾値Pth3の間で光双安
定を示し、前記閾値Pth3は前記閾値Pth1より高く設定さ
れ、前記光双安定半導体レーザへの入力光論理信号の論
理値“1"の振幅ADを前記閾値Pth1と前記閾値Pth3との中
間値に設定されることで、前記入力光論理信号を前記第
1クロック信号に同期させた出力光論理信号を出力する
ことを特徴とする光Dフリップフロップ回路駆動方法。1. A current I injected into a second electrode by injecting a constant current value I C1 into the first electrode of an optical bistable semiconductor laser.
2 and the optical output P out of the optical bistable semiconductor laser, a first optical bistable characteristic appears, and the first optical bistable characteristic is that the current I 2 is greater than the threshold I th1 and the threshold I th1 . High threshold
It exhibits optical bistable between I th2 and a constant current value I C2 lower than the current value I C1 at the first electrode of the optical bistable semiconductor laser.
Is injected into the second electrode to cause a second optical bistable characteristic to appear in the relationship between the current I 2 injected into the second electrode and the optical output P out of the optical bistable semiconductor laser. Current I 2
There indicates optical bistable between the threshold I th3 and the threshold value I th3 higher threshold I th4, the threshold I th3 and the current value I C1 so as to be higher than the threshold value I th2 and the current value I C2 Is set, the amplitude of the logical value “1” of the first clock signal is made to correspond to the current value I C1, and the logical value “0” of the first clock signal is set.
Of the made to correspond to the current value I C2 amplitude, the amplitude of the logic value of the second clock signal "1" having the phase of the inverted state with respect to the first clock signal and the threshold value I th3 and said threshold I th4 Corresponding to an intermediate current value I b2 , making the amplitude of the logical value “0” of the second clock signal correspond to a current value I b1 lower than the threshold value I th1 , and making the first clock signal the optical bistable semiconductor laser. When the logical value of the first clock signal is “1” and the logical value of the second clock signal is “0”, the second clock signal is applied to the first electrode, the second clock signal is applied to the second electrode,
The optical input P in of the optical bistable semiconductor laser and the optical output P in
The third optical bistable characteristic appears in the relation with out ,
The optical bistable characteristic is that the optical input P in is equal to the threshold P th2 and the threshold P
th2 shows the optical bistable between higher threshold P th1, when the first clock signal has a logic value of "0" and the second clock signal has a logic value of "1", the light input P in and the light Output P out
Allowed to appear fourth optical bistable characteristics of the relationship between the fourth optical bistable characteristics indicates optical bistable between said optical input P in is zero and the threshold P th3, the threshold P th3 is the threshold P th1 higher is set from, by setting the amplitude a D having the logic value "1" of the input optical logic signal to said optical bistable semiconductor laser to an intermediate value between the threshold value P th3 and the threshold value P th1, the An optical D flip-flop circuit driving method, wherein an output optical logic signal is output by synchronizing an input optical logic signal with the first clock signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10058885A JPH0766133B2 (en) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | Optical D flip-flop circuit driving method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10058885A JPH0766133B2 (en) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | Optical D flip-flop circuit driving method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61259234A JPS61259234A (en) | 1986-11-17 |
| JPH0766133B2 true JPH0766133B2 (en) | 1995-07-19 |
Family
ID=14278037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10058885A Expired - Lifetime JPH0766133B2 (en) | 1985-05-14 | 1985-05-14 | Optical D flip-flop circuit driving method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766133B2 (en) |
-
1985
- 1985-05-14 JP JP10058885A patent/JPH0766133B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61259234A (en) | 1986-11-17 |
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