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WO2003025665A1 - Bascule tout optique - Google Patents

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WO2003025665A1
WO2003025665A1 PCT/JP2002/009238 JP0209238W WO03025665A1 WO 2003025665 A1 WO2003025665 A1 WO 2003025665A1 JP 0209238 W JP0209238 W JP 0209238W WO 03025665 A1 WO03025665 A1 WO 03025665A1
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light
port
input
reset
mode
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PCT/JP2002/009238
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Inventor
Yoshiaki Nakano
Mitsuru Takenaka
Original Assignee
Japan Science And Technology Agency
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F3/02—Optical bistable devices
    • G02F3/026—Optical bistable devices based on laser effects
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    • G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference
    • G02F1/217—Multimode interference type
    • G—PHYSICS
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/05—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 multimode

Definitions

  • the present invention relates to an all-optical flip-flop. Background art.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a set-reset flip-flop that operates with all light. Disclosure of the invention
  • An all-optical flip-flop has a semiconductor laser.
  • the semiconductor laser has a waveguide.
  • the waveguide includes a multi-mode interference unit, an input port, and an output port.
  • the input port and the output port are connected to the multi-mode interference unit.
  • a plurality of the input ports are provided, and a set light can be input from one input port and a reset light can be input from the other input port to the multi-mode interference unit.
  • the multi-mode interference unit transmits multi-mode light therein, and selectively outputs output light by oscillation based on set light and reset light input from the input port to the output port. It has a configuration.
  • Oscillation based on the set light and the reset light can be configured to occur in different modes according to the set light and the reset light.
  • the output port may be plural.
  • the input port or the output port may be configured to transmit single mode light.
  • a saturable absorption region may be provided at the input port or the output port. End surfaces of the input port and the output port may be reflection surfaces.
  • the input port may double as the output port.
  • the multimode interference unit may include a mirror unit for reflecting input light.
  • a circulator that switches input / output light paths can be attached to the input port that also serves as the output port.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an all-optical flip-flop according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view showing a waveguide portion of the all-optical flip-flop.
  • Fig. 3 is a time chart for explaining the operation of the all-optical flip-flop.
  • the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents set light S, reset light R, non-inverted output Q, and inverted output Q power. Is shown.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of a method of manufacturing an all-optical flip-flop according to the embodiment.
  • FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams for explaining the results of the example.
  • FIG. 5A shows the oscillation state in the set mode
  • FIG. 5B shows the oscillation state in the reset mode.
  • FIG. 6 is a plan view showing a schematic configuration of an all-optical flip-flop according to the second embodiment of the present invention.
  • This flip-flop is basically constituted by a semiconductor laser 1.
  • a power supply (not shown) for driving the laser 1 is connected to the laser 1.
  • the laser 1 includes a substrate 10, an active layer 20, and a waveguide 30 (see FIG. 1).
  • the substrate 10 and the active layer 20 are the same as in a conventional semiconductor laser.
  • the waveguide 30 includes a multi-mode interference unit 31, an input port 32, and an output port 33.
  • the input port 32 and the output port 33 are connected to the multimode interference unit 31 (see Figs. 1 and 2).
  • the input port 32 has a set port 3221 and a reset port 3222.
  • the input port 3 2 is configured to be able to input the set light from the set port (one port) 3 2 1 and the reset light from the reset port (the other port) to the multi-mode interference unit 31.
  • the setting port 32 1 and the reset port 32 2 are provided with a saturable absorption region 34 (see FIG. 2).
  • the saturable absorption region 34 can be easily configured by not supplying an operating power supply as a semiconductor laser only to that portion.
  • absorption saturation occurs when the power of input light exceeds a threshold.
  • a waveguide (not shown) for inputting input light (set light and reset light) to the corresponding port is connected to the set port 3221 and the reset port 3222, respectively. Have been.
  • the output port 33 has a non-inverting output port 331 and an inverting output port 332.
  • the non-inverting output port 3331 is for obtaining a non-inverting output (corresponding to the set output Q).
  • the inverted output port 332 is for obtaining the inverted output (corresponding to the reset output Q par).
  • a waveguide (not shown) for obtaining output light is connected to the non-inverted output port 331 and the inverted output port 332.
  • the input port 32 and the output port 33 are configured to transmit (pass) single mode light.
  • the end faces of the input port 32 and the output port 33 serve as reflection surfaces for reflecting laser light inside the laser.
  • the reflectivity of the laser beam on the reflecting surface is a matter of design, for example, 30%.
  • the multi-mode interference section 31 transmits multi-mode light inside. Further, the multi-mode drying unit 31 is configured to selectively output output light to the output port by oscillation based on the set light and the reset light input from the input port. More specifically, the multi-mode interference unit 31 selectively oscillates in two modes passing through the inside thereof. One oscillates on the path from the set optical input port 3 2 1 to the non-inverted output port 3 3 1 Mode. The other mode oscillates on the path from the reset light input port 322 to the inverted output port 3332. Since the path selection of the coherent light using such multi-mode interference is known in a technology such as a wake-up I (Multi-Mode Interference) coupler, the detailed description thereof will be omitted.
  • the configuration of the waveguide 30 other than the above is the same as that of the conventional waveguide.
  • Laser light is generated in the active layer 20 by the input of the set light.
  • the multi-mode interference unit 31 In the multi-mode interference unit 31, only the mode specified in advance is established. That is, light reciprocates only between the setting port 3 2 1 and the non-inverting output port 3 3 1. Such a mode using the set light is hereinafter referred to as a set mode. In this state, since the gain of the laser is consumed only by this set mode, no other modes are generated in principle.
  • the saturable absorption region 3 4 provided in the setting port 3 2 1 causes absorption saturation due to the power of the input light, and becomes transparent. Therefore, the saturable absorption region 34 does not substantially hinder the oscillation of light passing through the setting port 3221.
  • the non-inverted output Q can be obtained from the non-inverted output port 331.
  • the gain in the set mode oscillation decreases due to the oscillation generated by the reset light. That is, it is desirable that the reset light has a power enough to sufficiently reduce the oscillation gain in the set mode.
  • reset mode only the oscillation mode (hereinafter referred to as reset mode) is established. That is, light reciprocates between the reset port 322 and the inverted output port 3332. In other words, in this state, the oscillation gain of the laser is consumed by the reset mode, so that the oscillation gain in the set mode does not substantially exist.
  • the saturable absorption region 34 provided in the reset port 322 generates absorption saturation by the power of the reset light, and becomes transparent. Therefore, the saturable absorption region 34 does not prevent light oscillation in the reset mode.
  • an inverted output Q par (negation of Q) can be obtained from the inverted output port 332.
  • n-InP is formed on the surface of the n-InP substrate (upper surface in FIG. 4).
  • a Q layer (described later) is formed thereon with a thickness of 120 nm.
  • An MQW layer is formed thereon with a thickness of 100 nm.
  • a Q layer is formed thereon with a thickness of 120 nm.
  • a P-InP layer is formed on it with a thickness of 100 nm.
  • a P-InGaAs layer is formed thereon with a thickness of 200 nm.
  • the MQW layer has a structure in which five sets of quantum wells having a well layer composition: InGaAsP, a well layer thickness: 10 nm, a barrier layer composition: the same as the Q layer, and a barrier layer thickness: 1 O nm are stacked.
  • etching is performed so as to have a shape indicated by a dashed line in FIG.
  • a waveguide 30 having a desired shape can be formed. That is, the multimode interference unit 31, the input port 32, and the output port 33 can be formed.
  • Multimode interference part 3 1 width L 1 : 1 2 ⁇ ⁇
  • Multimode interference portion 3 1 of the length L 2 5 7 0 / zm
  • FIG. 3A shows the oscillation state in the set mode
  • FIG. 3B shows the oscillation state in the reset mode. It was confirmed that the input of set light and reset light caused a state transition between these modes. Furthermore, it was confirmed that the oscillation oscillated stably in these modes. In FIG. 5, a portion having a high photon density is indicated by a high luminance.
  • a mirror unit 40 that reflects input light is provided at an intermediate portion of the multimode interference unit 31.
  • I / O ports are shared. That is, the setting port 3 2 1 also serves as the inverted output port 3 32.
  • the reset port 3222 also serves as a non-inverting output port 331.
  • the configuration of the waveguide 30 in the first embodiment is substantially folded at the position of the mirror section 40. In this way, the function is equivalent to that of the first embodiment.
  • the size of the device can be reduced.
  • the input / output port is provided with a circulator 50 for selecting the input / output light and passing it in a predetermined direction.
  • the circulator 50 itself having such a function is known.
  • the other configuration and operation are the same as those of the first embodiment, and therefore, further description is omitted.
  • the input / output ports 32 and 33 have a single-mode waveguide structure. However, it is theoretically possible to use a multi-mode. In the above embodiment, two output ports are provided. However, when only one of the inverted output and the non-inverted output is used, one output port may be provided.
  • the saturable absorption region is provided at the input port, but may be provided at the output port. In that case, the operation principle is the same as described above.
  • the setting port 3221 and the reset port 3222 constituting the input port are adjacent to each other, but this is not a limitation.
  • the position of the setting port 322 may be the position of the inverted output port 332 shown in FIG. 2 (that is, the position opposite to the setting port 321). In that case, the position of the inverted output port 332 may be set to the position of the setting port 322.
  • the position of the input port may be any position that can input the input light that deprives the gain in one mode and establishes oscillation in the other mode.
  • the position of the output port may be any position at which output light in a certain mode can be extracted.
  • a set-reset flip-flop that operates with all light is provided.

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Description

明 細 書
全光フリップフロップ 技術分野
本発明は、 全光で動作するフリップフロップに関するものである。 背景技術 .
光通信網の進展に伴い、 全光での信号処理が指向されている。 これが実現す れば、 より高速でかつ低電力での光通信が可能になると考えられる。 全光信号処 理を可能とするための基本デパイスとして、 全光で動作するフリップフ口ップが 必要となる。
本発明は、 前記の事情を背景としてなされたもので、 全光で動作する、 セット 一リセットのフリップフ口ップを提供することを目的としている。 発明の開示
この発明の全光フリップフロップは、 半導体レーザを有している。 前記半導体 レーザは、 導波路を備えている。 前記導波路は、 マルチモード干渉部と、 入力ポ ートと、 出力ポートとを備えている。 前記入力ポートおよび出力ポートは、 前記 マルチモード干渉部に接続されている。 前記入力ポートは複数とされており、 力 つ、 一方の入力ポートからセット光を、 他方の入力ポートからリセット光を前記 マルチモード干渉部に入力できる構成となっている。 前記マルチモード干渉部は 、 その内部においてマルチモードの光を透過させ、 かつ、 前記入力ポートから入 力されたセット光およびリセット光に基づく発振による出力光を選択的に前記出 力ポートに出力させる構成となっている。
前記セット光およびリセット光に基づく発振は、 セット光とリセット光とに応 じて異なるモードで発生する構成とすることができる。
前記出力ポートは複数とすることができる。
前記入力ポートまたは出力ポートは、 シングルモ一ドの光を透過させる構成と することができる。 前記入力ポートまたは出力ポ一トに可飽和吸収領域を備えることもできる。 前記入力ポートおよび出力ポートの端面は、 反射面とすることができる。 前記入力ポートは、 前記出力ポートを兼ねていてもよい。
前記マルチモード干渉部には、 入力光を反射させるミラー部を備えることがで さる。
前記出力ポートを兼ねた入力ポートには、 入出力光の経路の切り替えを行うサ ーキユレータを取り付けることができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1実施形態における全光フリップフ口ップの概略的な構成 を示す斜視図である。
図 2は、 全光フリップフロップの導波路部分を示す平面図である。
図 3は、 全光フリップフロップにおける動作を説明するためのタイムチャート であって、 横軸は時間、 縦軸は、 セット光 S、 リセット光 R、 非反転出力 Q、 反 転出力 Qパー パワーを示している。
図 4は、 実施例における全光フリップフ口ップの製造方法の一例を説明するた めの説明図である。
図 5は、 実施例の結果を説明するための説明図であり、 図 （a ) はセットモー ド、 図 （b ) はリセットモードでの発振状態を示している。
図 6は、 本発明の第 2実施形態における全光フリップフロップの概略的な構成 を示す平面図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明の第 1実施形態に係る全光フリップフロップについて、 添付の図面を参 照しながら以下に説明する。 このフリップフロップは、 基本的には、 半導体レー ザ 1により構成されている。 レーザ 1には、 このレーザ 1を駆動するための、 図 示しない電源が接続されている。
レーザ 1は、 基板 1 0と、 活性層 2 0と、 導波路 3 0とを備えている （図 1参 照）。 基板 1 0および活性層 2 0は、 従来の半導体レーザと同様である。 導波路 3 0は、 マルチモ一ド干渉部 3 1と、 入力ポート 3 2と、 出力ポート 3 3とを備えている。 入力ポート 3 2および出力ポート 3 3は、 マルチモード干渉 部 3 1に接続されている （図 1およぴ図 2参照）。
入力ポート 3 2は、 セット用ポート 3 2 1とリセット用ポート 3 2 2とを有し ている。 これにより、 入力ポート 3 2は、 セット用ポート （一方のポート） 3 2 1からセット光を、 リセット用ポート (他方のポート) からリセット光をマルチ モード干渉部 3 1に入力できる構成となっている。 セット用ポート 3 2 1とリセ ット用ポート 3 2 2とには、 可飽和吸収領域 3 4が備えられている （図 2参照） 。 可飽和吸収領域 3 4は、 その部分のみに、 半導体レーザとしての動作電源を供 給しないことにより、 容易に構成することができる。 可飽和吸収領域 3 4におい ては、 良く知られているように、 入力光のパワーがしきい値を超えると、 吸収飽 和が生じるようになつている。 また、 セット用ポート 3 2 1とリセット用ポート 3 2 2とには、 入力光 （セット光おょぴリセット光） を対応するポートに入力す るための導波路 （図示せず） がそれぞれ接続されている。
出力ポート 3 3は、 非反転出力ポート 3 3 1と反転出力ポート 3 3 2とを有し ている。 非反転出力ポート 3 3 1は、 非反転出力 （セット出力 Qに対応） を得る ためのものである。 反転出力ポート 3 3 2は、 反転出力 （リセット出力 Qパーに 対応） を得るためのものである。 非反転出力ポート 3 3 1と反転出力ポート 3 3 2とには、 出力光を得るための導波路 （図示せず） が接続されている。
入力ポート 3 2および出力ポート 3 3は、 シングルモードの光を透過 （通過） させる構成となっている。 また、 入力ポート 3 2および出力ポート 3 3の端面は 、 レーザの内部にレーザ光を反射させるための^射面とされている。 反射面にお けるレーザ光の反射率は設計事項であるが、 例えば 3 0 %である。
マルチモード干渉部 3 1は、 その内部においてマルチモードの光を透過させる ようになつている。 また、 マルチモード干渎部 3 1は、 入力ポートから入力され たセット光おょぴリセット光に基づく発振により、 出力光を、 選択的に出力ポー トに出力させる構成となっている。 より詳しく説明すると、 マルチモード干渉部 3 1では、 その内部を交差して通過する二つのモードで選択的に発振する。 一方 は、 セット光入力ポート 3 2 1から非反転出力ポート 3 3 1に到る経路で発振す るモードである。 他方は、 リセット光入力ポート 3 2 2から反転出力ポート 3 3 2に到る経路で発振するモードである。 このようなマルチモード干渉を用いた、 コヒーレント光の経路選択は、 醒 I (Multi- Mode Interference) カプラなどの技 術において知られているので、 これ以上の詳細の説明は省略する。 また、 前記以 外の導波路 3 0の構成は、 従来の導波路と同様である。
つぎに、 本実施形態に係るフリップフロップの動作を、 図 3を参照しながら説 明する。 初期状態として、 非反転出力 Qおよび反転出力 Qパーはゼロであるとす る。
(セット動作）
まず、 時間 において、 セット光を、 セット用ポート 3 2 1から入力する。 すると次の動作を生じる。 ，
1 ) セット光入力により、 活性層 2 0でのレーザ発振を生じる。
2 ) 発生したレーザ光は、 通常のレーザと同様にして、 導波路 3 0を透過する。
3 ) マルチモード干渉部 3 1では、 予め規定されたモードのみが成立する。 すな わち、 セット用ポート 3 2 1と非反転出力ポート 3 3 1との間のみで光が往復す ることになる。 セット光によるこのようなモードを、 以下、 セットモードという 。 この状態では、 レーザの利得は、 このセットモードのみによって消費されるの で、 他のモード 発生することは原則としてない。
4 ) セット用ポート 3 2 1に設けられた可飽和吸収領域 3 4は、 入力光のパワー により吸収飽和を生じ、 透明化する。 したがって、 可飽和吸収領域 3 4は、 セッ ト用ポート 3 2 1を通過する光の発振を実質的に妨げない。
このようにして、.本実施形態では、 非反転出力ポート 3 3 1から、 非反転出力 Qを得ることができる。
ついで、 時間 1: 2において、 セット光をオフにする。 しかしながら、 前記の発 振状態はそのまま続く。 したがって、 セット状態を維持することができる。
(リセット動作）
ついで、 時間 t 3において、 リセット光を、 リセット用ポート 3 2 2から入力 する。 すると、 つぎの動作を生じる。
1 ) リセット光入力により、 活性層 2 0でのレーザ発振を生じる。 2 ) 発生したレーザ光は、 通常のレーザと同様にして、 導波路 3 0を往復する。
3 ) マルチモード干渉部 3 1では、 リセット光で生じた発振のために、 セットモ ードでの発振における利得が減少する。 つまり、 リセット光としては、 セットモ 一ドでの発振利得を十分低減させるだけのパワーを有することが望ましい。 リセ ット光による発振利得が大きくなると、 その発振モード （以下リセットモードと いう） のみが成立することになる。 すなわち、 リセット用ポート 3 2 2と反転出 力ポート 3 3 2との間で光が往復する。 言い換えると、 この状態では、 レーザの 発振利得は、 リセットモードにより消費されるので、 セットモードでの発振利得 は実質的に存在しなくなる。
4 ) リセット用ポート 3 2 2に設けられた可飽和吸収領域 3 4は、 リセット光の パワーにより吸収飽和を生じ、 透明化する。 したがって、 可飽和吸収領域 3 4は 、 リセットモードにおける光の発振を妨げない。
5 ) 一方、 セットモードでの発振利得は低下するので、 セットモードでの光のパ ヮ一は小さくなる。 すると、 セット用ポート 3 2 1に設けられた可飽和吸収領域 3 4は、 セットモードでの光を吸収する。 これにより、 セットモードでの光の発 振を速やかに終わらせることができる。 このようにして、 セットモードからリセ ットモードへの切り替えを速やかに行うことができる。
以上の動作により、 反転出力ポート 3 3 2から、 反転出力 Qパー （Qの否定） を得ることができる。
ついで、 時間 t 4において、 リセット光をオフにする。 しかしながら、 前記の リセットモードでの発振はそのまま続く。 したがって、 リセット状態を維持する ことができる。 再ぴセット状態に戻す動作は、 前記と同様なので説明を省略する このように、 本実施形態によれば、 簡単な構造により、 全光でのフリップフ口 ップ動作を実現することができる。
また、 本実施形態では、 人出力ポート 3 2および 3 3として、 シングルモード の光を透過させるものとしたので、 出力光をシングルモードとすることができる つぎに、 本実施形態に係る全光フリップフロップの実施例を説明する。 この実 施例に用いるフリップフロップの製造方法の一例を、 図 4を用いて説明する。 は じめに、 n- InP基板の表面 （図 4において上面） に n- InPを 200nm厚で形成する 。 その上に Q層 （後述） を 120nm厚で形成する。 その上に MQW層を lOOnm厚で形 成する。その上に Q層を 120nm厚で形成する。その上に P - InP層を lOOOnm厚で形 成する。 その上に、 P-InGaAs層を 200nm厚で形成する。 ここで、 Q層は、 組成： InGaAsP、 バンドギャップ； I g = 1 . 2 5 i mの構成である。 MQW層は、 井戸層組 成： InGaAsP、 井戸層厚さ： 10nm、 障壁層組成：前記 Q層と同じ、 障壁層厚さ ： 1 O nmの量子井戸を 5セット積層した構成とした。 MQW層としてのバンドギャップ i gは、 ；i g = l . 5 5 μ πιとした。
このように積層した後、 図 4中一点鎖線で示す形状となるようにエッチングを 行う。 このエッチングにより、 所望形状の導波路 3 0を形成することができる。 すなわち、 マルチモード干渉部 3 1、 入力ポート 3 2、 出力ポート 3 3を形成す ることができる。
さらに、 この実施例での導波路の寸法を、 図 2を参照して説明する。
マルチモード干渉部 3 1の幅 L 1 ： 1 2 μ τα
マルチモード干渉部 3 1の長さ L 2 ： 5 7 0 /z m
入出力ポートの幅 L 3 ： 2 /z m
マルチモード干渉部 3 1の端部から入出力ポート中心までの長さ L 4 ： 4 i m この実施例の条件を用いて数値計算およびシミュレーションを行った。 その結 果、 図 3に示されるようなフリップフロップ動作の存在が確認された。 シミュレ ーシヨンによって得られた二つのモードの状態を図 5に示す。 同図 （a ) はセッ トモード、 同図 （b ) はリセットモードでの発振状態を示している。 セット光お よびリセット光の入力によって、 これらのモード間での状態遷移を発生させるこ とが確認された。 さらに、 これらのモードで安定して発振することが確認された 。 なお、 図 5においては、 光子密度の高い部分が、 おおよそ、 高い輝度で示され ている。
次に、 本発明の第 2実施形態に係る全光フリヅプフ口ップを図 6に基づいて説 明する。 この実施形態では、 マルチモード干渉部 3 1の中間部に、 入力光を反射 するミラー部 4 0が設けられている。 また、 入出力ポートは兼用とされている。 つまり、 セット用ポート 3 2 1は、 反転出力ポート 3 3 2を兼ねている。 また、 リセット用ポート 3 2 2は、 非反転出力ポート 3 3 1を兼ねている。 要するに、 第 1実施形態における導波路 3 0の構成が、 ミラー部 4 0の位置で実質的に折り 畳まれたものとなっている。 このようにすれば、 機能としては、 第 1実施形態の ものと等価である。 しかも、 装置の大きさを減少させることができる。 ただし、 入出力ポートには、 入出力光を選別して、 それぞれを所定の方向に通過させるた めのサーキユレータ 5 0が取り付けられている。 そのような機能を持つサーキュ レータ 5 0自体は公知である。 他の構成おょぴ動作は、 第 1実施形態と同様なの で、 これ以上の説明を省略する。
なお、 前記各実施形態においては、 入出力ポート 3 2および 3 3を、 シングル モードの導波路構造としたが、 マルチモードとすることも理論上は可能である。 また、 前記実施形態では、 出力ポートを二つ設けているが、 反転出力および非 反転出力のうちの一方のみを使う場合には、 一つとしてもよい。
さらに、 前記各実施形態では、 入力ポートに可飽和吸収領域を設けたが、 出力 ポートにこれを設けても良い。 その場合も動作原理は前記と同じである。
また、 前記各実施形態では、 入力ポートを構成するセット用ポート 3 2 1とリ セット用ポート 3 2 2とを隣接させているが、 これに限らない。 例えば、 セット 用ポ一ト 3 2 2の位置を、 図 2に示される反転出力ポート 3 3 2の位置 （つまり セット用ポート 3 2 1とは反対側の位置） としてもよい。 そのときは、 反転出力 ポート 3 3 2の位置を、 セット用ポート 3 2 2の位置とすればよい。 要するに、 原理的に、 入力ポートの位置は、 一方のモードにおける利得を奪って他方のモー ドでの発振を成立させる入力光を入力できる位置であればよい。 出力ポートの位 置は、 要するに、 あるモードでの出力光を取り出せる位置であればよい。
なお、 前記各実施形態の記载は単なる一例に過ぎず、 本発明に必須の構成を示 したものではない。 各部の構成は、 本発明の趣旨を達成できるものであれば、 前 記に限らない。 産業上の利用可能性
本発明によれば、 全光で動作する、 セット一リセットのフリップフロップを提 供することができる,

Claims

請 求 の 範 囲
1 .半導体レーザを有し、前記半導体レーザは、導波路を備え、前記導波路は、マ ルチモード干渉部と、 入力ポートと、 出力ポートとを備え、 前記入力ポートおよ ぴ出力ポートは、 前記マルチモード干渉部に接続されており、 前記入力ポートは 複数とされており、 かつ、 一方の入力ポートからセット光を、 他方の入力ポート からリセット光を前記マルチモ一ド干渉部に入力できる構成となっており、 前記 マルチモード干渉部は、 その内部においてマルチモードの光を透過させ、 かつ、 前記入力ポートから入力されたセット光およびリセット光に基づく発振による出 力光を選択的に前記出力ポートに出力させる構成となっていることを特徴とする 全光フリップフ口ップ。
2.前記セット光およびリセット光に基づく発振は、セット光とリセット光とに応 じて異なるモードで発生することを特徴とする請求項 1記載の全光フリップフロ ップ。
3.前記出力ポートは複数であることを特徴とする請求項 1または 2に記載の全 光フリップフ口ップ。
4.前記入力ポートまたは出力ポートはシングルモードの光を透過させる構成と なっていることを特徴とする請求項 1〜 3のいずれか 1項記載の全光フリップフ πップ。
5.前記入力ポートまたは出力ポートには、可飽和吸収領域が備えられていること を特徴とする請求項 1〜4のいずれか 1項記載の全光フリップフ口ップ。
6.前記入力ポートおょぴ出力ポートの端面は反射面とされていることを特徴と する請求項 1〜 5のいずれか 1項記載の全光フリップフロップ。
7.前記入力ポートが前記出力ポートを兼ねていることを特徴とする請求項 1〜 6のいずれか 1項記載の全光フリップフ口ップ。
8.前記マルチモード干渉部には、入力光を反射させるミラー部が備えられている ことを特徴とする請求項 7記載の全光フリップフ口ップ。
9.前記出力ポートを兼ねた入力ポートには、入出力光の経路の切り替えを行うサ ーキユレータが取り付けられていることを特徴とする請求項 7または 8記載の全 光フリップフ口ップ。
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