光論理回路
【課題】電気的な機構を組み込まないで光スイッチのみで構成された、光学部品点数が少なく低コスト化が図れ、本格的な実用化が期待される光論理回路を提供する。
【解決手段】信号光とこれとは異なる波長の制御光を入力し、該制御光の入力のオン／オフにより該信号光の出力のオン／オフを制御する方式の光制御型光スイッチを少なくとも２以上接続して論理回路を構成したことを特徴とする光論理回路。
【解決手段】信号光とこれとは異なる波長の制御光を入力し、該制御光の入力のオン／オフにより該信号光の出力のオン／オフを制御する方式の光制御型光スイッチを少なくとも２以上接続して論理回路を構成したことを特徴とする光論理回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光スイッチのみで構成される光論理回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光を利用した論理回路についてはいくつかの提案がなされている（たとえば特許文献１〜６）。これらの論理回路は、電気的な機構を組み込んだ光スイッチを用いるものがほとんどであり、そのため構造も複雑なものとなっていた。
【０００３】
このような事情の下、電気的な機構を組み込まないで光スイッチのみで構成された光論理回路は、今後の高速光スイッチングの展開とともにその技術的重要性は今後益々高まっていくものと考えられる。
【０００４】
一方、本発明者らは、特許文献７において、波長帯域によって光吸収性を示す領域と光透過性を示す領域を有する光吸収層を有する熱レンズ形成光素子を有し、光吸収性を示す領域から選ばれる波長をもつ制御光と光透過性を示す領域から選ばれる波長をもつ制御光を前記光吸収層に同軸で照射し、制御光の照射の有無により制御光の開き角度が異なるドーナツ型の出射光を形成し、穴あきミラーを設けて光路を変更させる光スイッチ技術を提案した。
【０００５】
また、最近、本発明者らは、この光スイッチ技術を利用した新規な光論理回路を提案した（特願２００６−２０２６１９）。
【０００６】
さらに特許文献８には、電気的または機械的手段を採らず、制御ビームの照射でスイッチ物質の屈折率を変え、信号ビームの光路を変える光スイッチが提案されている。
【特許文献１】特開２００５−３３０１７号公報
【特許文献２】特開平３−１６０８６号公報
【特許文献３】特開平３−１６０８７号公報
【特許文献４】特開昭６１−３２３１６号公報
【特許文献５】特開昭５５−１７２７６９号公報
【特許文献６】特開昭５０−１０９４３９号公報
【特許文献７】特開２００２−２７５７１３号公報
【特許文献８】米国特許第４，５８５，３０１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者が、特願２００６−２０２６１９で提案した光論理回路によれば、光論理スイッチのみで構成された光論理回路が実現されたものの、制御光の照射の有無により制御光の開き角度が異なるドーナツ型の出射光を形成し、穴あきミラーを設けて光路を変更させる光スイッチ技術を用いた場合、依然、多くの光学部品を必要とするため、本格的な実用化のためにはさらに改善の余地があった。
【０００８】
一方、特許文献２に開示されている光路切替手法をこの光論理回路に適用することも考えられるが、その場合、偏向角をあまり大きくできず、また屈折率変化を行わせるレーザ光は大パワーが必要であるという問題があった。
本発明は、以上のような従来技術の実状に鑑みてなされたもので、電気的な機構を組み込まないで光スイッチのみで構成された、光学部品点数が少なく低コスト化が図れ、本格的な実用化が期待される光論理回路を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、第１には、信号光を入射する第１の入力ポートと、信号光とは異なる波長を有する制御光を入射する第２の入力ポートと、制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する熱レンズ形成光素子と、光吸収層に制御光と信号光とを各々集光点を光軸に対して直角方向で異ならせて集光させる集光部を備え、レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第１の出力ポートと、偏向光として出射した信号光を出力する第２の出力ポートと、熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第１の出力ポートから出力させ、偏向光は第２の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる光制御型光スイッチを少なくとも２以上接続して論理回路を構成したことを特徴とする光論理回路を提供する。
【００１０】
また、第２には、上記第１の発明において、信号光と異なる波長の制御光を入射する光スイッチと、該光スイッチの信号光とは異なる波長の信号光と該光スイッチの制御光とは異なる波長の制御光を入力する光スイッチを複数組み合わせることにより論理回路を構成したことを特徴とする光論理回路を提供する。
【００１１】
また、第３には、上記第１の発明において、信号光と異なる波長の制御光を入射する光スイッチと、該光スイッチの信号光と同じ波長の信号光と該光スイッチの制御光と同じ波長の制御光を入力する光スイッチを複数組み合わせることにより論理回路を構成したことを特徴とする光論理回路を提供する。
【００１２】
また、第４には、上記第１ないし第３のいずれかの発明において、信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、該第１の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を信号光として入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチと、信号光を入力する第１の入力ポートと該第２の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第３の光スイッチを備え、該第３の光スイッチの第２の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＡＮＤ回路を構成することを特徴とする光論理回路を提供する。
【００１３】
また、第５には、上記第１ないし第３のいずれかの発明において、信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、該第１の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を信号光として入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチと、信号光を入力する第１の入力ポートと該第２の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第３の光スイッチを備え、該第３の光スイッチの第１の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＯＲ回路を構成することを特徴とする光論理回路を提供する。
【００１４】
また、第６には、上記第１ないし第３のいずれかの発明において、信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、該第１の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を信号光として入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチと、信号光を入力する第１の入力ポートと該第２の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第３の光スイッチを備え、該第３の光スイッチの第１の出力ポートの光を論理演算結果とするＮＡＮＤ回路を構成することを特徴とする光論理回路を提供する。
【００１５】
また、第７には、上記第１ないし第３のいずれかの発明において、信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、該第１の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を信号光として入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチと、信号光を入力する第１の入力ポートと該第２の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第３の光スイッチを備え、該第３の光スイッチの第２の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＮＯＲ回路を構成することを特徴とする光論理回路を提供する。
【００１６】
また、第８には、上記第１ないし第３のいずれかの発明において、信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、信号光を入力する第１の入力ポートと該第１の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチを備え、該第２の光スイッチの第１の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＮＯＴ回路を構成することを特徴とする光論理回路を提供する。
【００１７】
さらに、第９には、上記第１ないし第３のいずれかの発明において、信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、信号光を入力する第１の入力ポートと該第１の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチを備え、該第２の光スイッチの第２の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＮＯＴ回路を構成することを特徴とする光論理回路を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電気的な機構を組み込まないで光スイッチのみで構成された新しい光論理回路を提供することができる。かかる光論理回路は超高速型の光スイッチング技術の実現によりその技術的重要性が非常に期待される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
本発明の光論理回路は、下記構成の光制御型スイッチを少なくとも２以上接続して論理回路を構成したことを特徴とする光論理回路信号光とこれとは異なる波長の制御光を入力し、該制御光の入力のオン／オフにより該信号光の出力のオン／オフを制御する方式の光制御型光スイッチを少なくとも２以上接続して論理回路を構成したことを特徴とするものである。
【００２１】
信号光を入射する第１の入力ポートと、
信号光とは異なる波長を有する制御光を入射する第２の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に制御光と信号光とを各々集光点を光軸に対して直角方向で異ならせて集光させる集光部を備え、
レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第１の出力ポートと、
偏向光として出射した信号光を出力する第２の出力ポートと、
熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第１の出力ポートから出力させ、偏向光は第２の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる光制御型光スイッチ。
【００２２】
上記の光スイッチの組み合わせにおいて、上記の信号光と異なる波長の制御光を入射する光スイッチと、該光スイッチの信号光とは異なる波長の信号光と該光スイッチの制御光とは異なる波長の制御光を入力する光スイッチを複数組み合わせてもよいし、信号光と異なる波長の制御光を入射する光スイッチと、該光スイッチの信号光と同じ波長の信号光と該光スイッチの制御光と同じ波長の制御光を入力する光スイッチを複数組み合わせてもよい。
【００２３】
先ず、本発明の実施形態の光論理回路に用いる光制御型光スイッチについて説明する。
【００２４】
図１はこの光スイッチＳＷの概略構成例である。図１に概要を例示するように、光スイッチＳＷには、信号光１を取り込むための入力ポート２と、信号光１の波長とは異なる波長を有する制御光３を取り込むための入力ポート４が設けられている。入力ポート２の下流側には入射した信号光１を平行光とするための第１のコリメートレンズ５が配置され、入力ポート４の下流側には入射した制御光３を平行光とするための第２のコリメートレンズ６が配置されている。なお、便宜上、図１には、平行光を幅を持たない直線で表してある。第１のコリメートレンズ５と第２のコリメートレンズ６の下流側には混合器７が配置され、混合器７は、第１のコリメートレンズ５からの平行光である信号光１は透過させ、第２のコリメートレンズ６からの平行光でミラー８で反射された制御光３を反射しその光路を変える。混合器７の下流側には第１の集光レンズ９、熱レンズ形成光素子１０、第３のコリメートレンズ１１、波長選択透過フィルター１２、分岐ミラー１３、第２の集光レンズ１４がそれぞれ配置されている。第１の集光レンズ９は混合器７からの信号光１及び制御光３を熱レンズ形成光素子１０の光吸収層に集光（収束）させる。ここで、第１の集光レンズ９には信号光１と制御光３は光軸に直角な方向にずれた位置にて入射し、熱レンズ形成光素子１０の光吸収層にも光軸に直角な方向にずれた位置にて入射し、集光点が分離するようになっている。
【００２５】
熱レンズ形成光素子１０は、信号光１のみが入射した場合には進行方向を変えない非偏向光として出射し、信号光１と制御光３が同時に入射した場合には熱レンズを形成し、信号光１の進行方向を変えた偏向光として出射する。第３のコリメートレンズ１１は信号光１（非偏向光及び偏向光）と制御光３を平行光とする。波長選択透過フィルター１２は、信号光１は透過させ、制御光３はカットする。波長選択透過フィルター１２の下流に設けられた分岐ミラー１３は非偏向光と偏向光とを分岐し、偏向光は反射しその光路を変える。非偏向光はそのまま直進することになる。また、分岐ミラー１３の図中下方には、光路を変えた偏向光の光路を更に変えるミラー１５と、ミラー１５からの光を集光する第３の集光レンズ１６が配置されている。また、スイッチＳＷは２つの出力ポート１７、１８を有している。出力ポート１７は制御光３のオフ時に第２の集光レンズ１４で集光された非偏向光の光出力を行う。出力ポート１８は制御光３のオン時に分岐ミラー１３及びミラー１５で光路を変えられ、第３の集光レンズ１６で集光された偏向光の光出力を行う。
【００２６】
上記スイッチＳＷにおいて、信号光１の波長は、熱レンズ形成光素子１０の光吸収層に対して透過性を示す波長の光を用いる。また、制御光３の波長は、熱レンズ形成光素子１０の光吸収層に対して吸収性を示す波長の光を用いる。
【００２７】
光スイッチＳＷで使用される熱レンズ形成光素子１０中の光吸収層の材料、信号光１の波長帯域、及び制御光３の波長帯域は、例えば、先ず、信号光１の波長ないし波長帯域を決定し、次に、これを制御するのに最適な光吸収層の材料と制御光３の波長の組み合わせを選定することができる。また、光源光１と信号光３の波長の組み合わせを決定してから、この組み合わせに適した光吸収層の材料を選定してもよい。あるいは、光吸収層の材料を決定した後、光源光１と信号光３の波長の組み合わせを選定してもよい。
【００２８】
第１のコリメートレンズ５、第２のコリメートレンズ６、第３のコリメートレンズ１１としては、例えば焦点距離８ｍｍの非球面レンズを用いることができるが、焦点距離は８ｍｍである必要はなく、より小型の光スイッチＳＷにするためにさらに短い焦点距離を用いてもよいことは言うまでもない。また、非球面レンズである必要はないが、小型軽量にするためには非球面レンズが好ましい。
【００２９】
混合器７としては、例えば信号光１は透過し、制御光３は反射するダイクロイックミラーなどの公知の光学部材を用いることができる。もちろん、入力ポート２と入力ポート４の位置を入れ替えて、信号光１が反射し、制御光３が透過するように構成してもよいことは言うまでもない。
【００３０】
第１の集光レンズ９、第２の集光レンズ１４、第３の集光レンズ１６には、例えば焦点距離８ｍｍの非球面レンズを用いることができるが、焦点距離は８ｍｍである必要はなく、より小型の光スイッチＳＷにするためにさらに短い焦点距離を用いてもよいことは言うまでもない。また、非球面レンズである必要はないが、小型軽量にするためには非球面レンズが好ましい。
【００３１】
本実施形態で用いる光スイッチＳＷでは、信号光１と制御光３は、第１の集光レンズ９により、光の進行方向で熱レンズ形成光素子１０の光吸収層の入射面またはその近辺において集光させる。信号光１と制御光３とを熱レンズ形成光素子１０の光吸収層の入射面近辺の同一の所に集光させると信号光１はドーナツ状に拡がる。この状況を図２に示す。制御光３がない場合には図２（ａ）の写真１ａのように信号光１は丸ビームであるが、制御光３が同時に同一の所に照射されると、図２（ｂ）の写真１ｂのようにドーナツ形状となる。このドーナツ形状が鮮明で大きく形成されるのが、光吸収層の入射面であると思われる。本実施形態に用いる光スイッチＳＷにおいて光吸収層の入射面という場合は、信号光１と制御光３を同一の所に集光させたときにこのドーナツ形状が鮮明で大きく形成される位置に相当する面とする。もちろん、本実施形態で実際に用いる信号光１と制御光３とは集光点の位置では光軸に直角な方向に２５〜５０μｍほど離間させるので、ドーナツ形状は形成されないが、調整時には信号光１と制御光３とを同一点に入射させ、ドーナツ形状を形成させ、その後、信号光１と制御光３との集光点を分離させ、位置調整を行う。なお、信号光１と制御光３との集光点間の距離が２５μｍ未満の場合には、図２（ａ）に示すような丸ビームにならず、三日月型ビームになってしまう。信号光１が三日月型ビームになると、のちに集光させ光ファイバーに入射させた場合には入射効率が減少してしまい、実用性にかけるおそれがある。また、上記距離が５０μｍを超えると、偏向角が低下傾向となる。
【００３２】
熱レンズ形成光素子１０は、図３に示したような概略構成であるが、図１では説明を容易にするため、光吸収層のみを図示してある。図３において、熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２は、色素を溶剤に溶解したものをガラス容器２３に封じて用いる。溶剤に可溶性の色素としては、使用する制御光の波長領域に吸収性を示し、使用する信号光の波長領域に吸収性がなく透過性を示す色素を使用することができる。例えばレーザ光２４が透過するガラス容器２３のガラスの厚みは約５００μｍ程度、光吸収層２２の厚みは２００〜１０００μｍ程度とすることができる。
【００３３】
色素の具体例としては、例えば、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、エオシン、フロキシンＢなどのキサンテン系色素、アクリジンオレンジ、アクリジンレッドなどのアクリジン系色素、エチルレッド、メチルレッドなどのアゾ色素、ポルフィリン系色素、フタロシアニン系色素、３，３’−ジエチルチアカルボシアニンヨージド、３，３’−ジエチルオキサジカルボシアニンヨージドなどのシアニン色素、エチル・バイオレット、ビクトリア・ブルーＲなどのトリアリールメタン系色素、ナフトキノン系色素、アントラキノン系色素、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド系色素、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド系色素などを好適に使用することができる。また、これらの色素を単独で、または、２種以上を混合して使用することができる。
【００３４】
溶剤としては、少なくとも使用する色素を溶解するものを用いることができるが、熱レンズ形成時の温度上昇に際し、熱分解することなく、かつ、沸騰する温度（沸点）が１００℃以上、好ましくは２００℃以上、さらに好ましくは３００℃以上のものを好適に用いることができる。具体的には、硫酸などの無機系溶剤、ｏ−ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素系、１−フェニル−１−キシリルエタンまたは１−フェニル−１−エチルフェニルエタンなどの芳香族置換脂肪族炭化水素系、ニトロベンゼンなどのニトロベンゼン誘導体系、などの有機溶剤を好適に用いることができる。
【００３５】
波長選択透過フィルター１２としては、熱レンズ形成光素子２１（１０）をわずかに透過する制御光３を遮光し、信号光１は透過する誘電体フィルターなどを用いることができる。熱レンズ形成光素子２１（１０）で実用上問題ない程度に制御光３が吸収されれば、必ずしも波長選択透過フィルター１２を用いる必要はない。
【００３６】
また、熱レンズ形成光素子２１（１０）は、基本的に上記のような吸収、透過の波長特性を持ち、熱レンズの形成可能な光吸収層を有しておればよく、光吸収を促進させる層や、伝熱層、保温層等、本発明者らの出願に係る特開２００５−２６５９８６号公報に記載されているような各種の構造のものとすることができる。
【００３７】
ここで、熱レンズ形成光素子２１（１０）における熱レンズ形成による信号光１の偏向について説明する。
【００３８】
熱レンズ形成光素子１０の光吸収層で制御光３が吸収されると、光吸収層の温度が上昇し、屈折率が変わる。温度が上昇するので、一般に屈折率は下がる方向に変化する。通常のレーザ光源から出射するレーザ光や、通常のレーザ光源から出射し光ファイバーを透過してきたレーザ光の強度分布はガウス分布である。また、前記レーザ光をレンズ等で集光した光もガウス分布をしている。よって、制御光３が照射された光吸収層での屈折率分布は、制御光３の光軸で屈折率が一番低下し、制御光３の周辺では屈折率の低下が少なくなる。また、熱伝導があるので、光の照射されていない部分でも屈折率が変化する。
【００３９】
図４は、信号光２５（１）が偏向する状況を説明した図である。なお、説明を簡単にするため、図４では光吸収層と光吸収層の周りの媒質との屈折率の違いによる光の屈折は無視している。図４には、熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２に、信号光２５（１）のみが照射された場合と、信号光２５（１）と制御光２６（３）が同時に照射された場合が示されている。図中、２７は、制御光２６（３）が照射されなかった場合の熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２を透過した信号光である。２８は、制御光２６（３）が照射された場合の熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２を透過した信号光である。また、熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２の入射面近辺での制御光の光強度分布２９、及び、熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２の出射面近辺での光強度分布３０が併せて示されている。
【００４０】
図４ａはレーザ光を集光しない場合、図４ｂは本実施形態で用いる光スイッチＳＷのようにレーザ光を集光した場合のレーザ光の光路を模式的に示したものである。レーザ光を集光しない場合のレーザ光の強度分布領域２９、３０は、光吸収層２２の入射面近辺と出射面近辺では変わらない。このことは、信号光２５（１）が光吸収層２２を進むに従って、屈折率の変化の少ない領域を通過することを意味する。一方、レーザ光を集光した場合はレーザ光の強度分布領域２９、３０は、光吸収層２２の入射面近辺と出射面近辺では大きく変わり、出射面近辺では領域が拡がっている。このことは、屈折率も徐々に拡がっていることになり、信号光２５（１）が光吸収層２２を進むに従ってより大きな偏向を受ける作用が及んでくることになる。なお、屈折率変化は制御光パワーにほぼ比例して変化するので、光吸収層２２を進むに従って屈折率変化は小さくなる。
【００４１】
図４ｂでは、信号光２５（１）も熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２の入射面に集光するようにしているが、入射面近辺であってもよい。特に信号光２５（１）は、光吸収層２２のもう少し出射面側に集光するようにしてもよい。また、信号光２５（１）と制御光２６（３）とは光の進行方向で同一面に入射するようにしているが、全く同一面である必要はなく、多少ずれていても構わない。
【００４２】
偏向角は、次の条件が変わると変化する。
【００４３】
１．熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２の、信号光２５（１）と制御光２６（３）の第１の集光レンズ９の収束（集光）点に対する位置
２．制御光パワー
３．制御光位置（第１の集光レンズ９の集光点での信号光２５（１）と制御光２６（３）の光軸に直角方向の距離）
４．熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２の厚み
５．制御光波長及び信号光波長
６．光吸収層２２の色素濃度
これ以外にも、光吸収層２２の材質、光吸収層２２への制御光２６（３）及び信号光２５（１）の集光角等によっても変化する。
【００４４】
本実施形態で用いる光スイッチＳＷの一例では、波長１５５０ｎｍの信号光１をコア径９．５μｍのシングルモード石英光ファイバーで入力ポート２に入射させ、波長９８０ｎｍの制御光３をコア径９．５μｍのシングルモード石英光ファイバーで入力ポート４に入射させ、焦点距離８ｍｍの第１のコリメートレンズ５及び第２のコリメートレンズ６で信号光１及び制御光３をほぼ平行光にし、光吸収層の厚み５００μｍであって光吸収層の波長１５５０ｎｍにおける透過率９５％及び波長９８０ｎｍにおける透過率０．２％の熱レンズ形成光素子１０に、焦点距離８ｍｍの第１の集光レンズ９で収束（集光）して入射させた。
【００４５】
図５に、図１の分岐ミラー１３の直前で、光軸に直角に紙面内方向に、スリット開口を持った光検出器を設けて、この光検出器を動かして測定した信号光１の光強度分布を示す。図５において、線１０１（丸点を結ぶ実線）は制御光が照射されなかった場合の非偏向光、線１０２（四角点を結ぶ実線）は制御光パワー７．８ｍＷが照射された場合の偏向光、線１０３（×点を結ぶ実線）は制御光パワー１２．９ｍＷが照射された場合の偏向光の光強度分布を示す。制御光パワー７．８ｍＷが照射された場合の偏向光の場合１０１は、非偏向光の場合１０２と強度分布の裾のところで重なり合っておりお互いの分離が不充分であるが、制御光パワー１２．９ｍＷが照射された場合の偏向光の場合１０３は、非偏向光の場合１０２と充分に分離している。よって、分岐ミラー１０２で非偏向光と制御光パワー１２．９ｍＷが照射された場合の偏向光とは分離できることがわかる。なお、図５において、制御光位置（第１の集光レンズ９の集光点での信号光１と制御光３の光軸に直角方向の距離）は３５μｍであり、制御光３と信号光１は光吸収層の光入射面から約３０μｍ進んだところに集光し、光吸収層の厚みは５００μｍであった。
【００４６】
また、制御光パワーと偏向角との関係を図６に示す。制御光パワーが大きくなると偏向角が大きくなることがわかる。なお、図６において、制御光位置（第１の集光レンズ９の集光点での信号光１と制御光３の光軸に直角方向の距離）は３５μｍ、制御光３と信号光１は光吸収層の光入射面から約６０μｍ進んだところに集光させた。
【００４７】
本実施形態に用いる光スイッチＳＷでは、図１に示す第３のコリメートレンズ１１と第２の集光レンズ１４及び第３の集光レンズ１６の焦点距離は同じ８ｍｍのものを用いたので、偏向角は、分岐ミラー１３で分岐しなかった場合の偏向光の光軸と非偏向光の光軸とのなす角度となる。本例の場合、制御光パワー７．８ｍＷの場合は約６．７度、制御光パワー１２．９ｍＷの場合は約１０．１度、制御光パワー１８ｍＷの場合は約１３．２度となった。
【００４８】
図７に、図３に示した熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２への信号光１と制御光３の集光点の入射位置（「光吸収層位置」と記す）と偏向角との関係を示す。図７において、横軸の光吸収層位置は熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２への光の入射面の位置（制御光３と信号光１の集光点に対する位置）である。０点は制御光３と信号光１の集光点の位置であり、図４ｂの状態である。マイナス方向が光の進行方向であり、プラスの位置では信号光１と制御光３が熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２内で集光する。縦軸は偏向角である。なお、図７において、制御光パワーは約１２．９ｍＷであり、制御光位置（図１の第１の集光レンズ９の集光点での信号光１と制御光３の光軸に対して直角方向の距離）は３５μｍ、光吸収層２２の厚みは５００μｍである。
【００４９】
さらに、図８に、図３に示す熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２への信号光１と制御光３の収束（集光）点の入射位置（すなわち、光吸収層位置）と非偏向光と偏向光との分離距離の測定データの例を示す。光吸収層２２への入射位置が約６０μｍの場合は分離距離が０に近いが、これからずれると分離距離が大きくなる。図８で分離距離の正負の符号は、信号光１の入射点を原点（すなわち０点）とし、偏向する方向を正とした。図８において、制御光パワーは１５．４ｍＷ、光吸収層２２の厚みは１０００μｍであり、制御光位置（第１の集光レンズ９の集光点での信号光１と制御光３の光軸に直角方向の距離）は２５μｍである。
【００５０】
なお、偏向角は、制御光波長及び信号光波長によっても異なる。波長が短いほど偏向角が大きくなる。
【００５１】
以上、本実施形態に用いる光スイッチＳＷの一例を説明してきたが、本発明で用いる光スイッチは上記に限定されるものではなく、種々の変形、変更が可能である。
【００５２】
例えば、本発明によれば、図１の入力ポート２、４、第１のコリメートレンズ５、第２のコリメートレンズ６、ミラー８、混合器７に代えて、図９に断面図で示すような２芯光ファイバーフェルール１１０を用いたスイッチを用いてもよい。２芯光ファイバーフェルール１１０は信号光光出射ファイバー１１１と制御光光出射ファイバー１１２を並設して備えている。これらの光ファイバー１１１、１１２としては、例えば、コア９．５μｍのシングルモード石英光ファイバーのクラッド層をフッ酸で所望の太さにエッチングして用いる。エッチングする部分は、光ファイバーの先端数ｍｍだけとする。エッチングした後の光ファイバーの太さ「ω」は、光吸収層に集光した信号光と制御光の集光点の光軸に直角方向の距離「χ」と次の関係で決めることができる。
（式１）
ω＝χ／ｍ
ここでｍは、第１の集光レンズ９の結像倍率である。
【００５３】
このような構成としても、上記光スイッチＳＷを用いた場合と同様の効果を得ることができる上、光入射部の構成をより簡素化できる利点がある。
【００５４】
次に、上記の光スイッチＳＷを用いた本発明の光論理回路について説明する。
【００５５】
なお、ここでは光スイッチＳＷの熱レンズ形成光素子の光吸収層に、図１０に示す波長帯域を有する色素である日本カーリット株式会社製、ＣＩＲ−９６０を使用した。この色素は、波長６５０ｎｍの信号光に対しては透過性を示し、波長１５５０ｎｍの制御光に対しては吸収性を示す波長帯域を持つ。
【００５６】
図１１は、本発明による光ＡＮＤ回路の構成を模式的に示す図である。第１、第２及び第３の光スイッチ３１、３２、３３は、それぞれ第１の入力ポート３１ａ、３２ａ、３３ａ；第２の入力ポート３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ；第１の出力ポート３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ；第２の出力ポート３１ｄ、３２ｄ、３３ｄを有する。ただし、第１の光スイッチ３１及び第２の光スイッチ３２は波長６５０ｎｍの光を信号光とするが、第３の光スイッチ３３は波長１５５０ｎｍの光を信号光とし、第１の光スイッチ３１及び第２の光スイッチ３２は波長１５５０ｎｍの光を制御光とするが、第３の光スイッチ３３は波長６５０ｎｍの光を制御光とする。
【００５７】
この光ＡＮＤ回路では、第１の光スイッチ３１の第２の出力ポート３１ｄが第２の光スイッチ３２の第１の入力ポート３２ａに接続され、第２の光スイッチ３２の第２の出力ポート３２ｄが第３の光スイッチ３３の第２の入力ポート３３ｂに接続される。
【００５８】
図１１（ａ）は第１及び第２の光スイッチ３１、３２の第２の入力ポート３１ｂ、３２ｂに入力される制御光がともにオフの場合である。
【００５９】
この場合、第１の光スイッチ３１では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート３１ｃから出力される。第２の出力ポート３１ｄからは信号光は出力されない。
【００６０】
第２の光スイッチ３２は、第１の入力ポート３２ａでの信号光入力がなく、また第２の入力ポート３２ｂで制御光を入力しないため、第１及び第２の出力ポート３２ｃ、３２ｄからの信号出力はない。
【００６１】
第３の光スイッチ３３は、第１の入力ポート３３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力するが、第２の入力ポート３３ｂでの入力がないため、信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート３３ｃから出力され、第２の出力ポート３３ｄからの出力信号はオフとなる。この第２の出力ポート３３ｄからの出力信号がこの光ＡＮＤ回路の演算結果となる。
【００６２】
図１１（ｂ）は第１の光スイッチ３１の入力ポート３１ｂに入力される制御光がオフ、第２の光スイッチ３２の第２の入力ポート３２ｂに入力される制御光がオンの場合である。
【００６３】
この場合、第１の光スイッチ３１では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート３１ｃから出力される。第２の出力ポート３１ｄからは信号は出力されない。
【００６４】
第２の光スイッチ３２は、第２の入力ポート３２ｂで制御光を入力するが、第１の入力ポート３２ａで信号光入力がないため、第１及び第２の出力ポート３２ｃ、３２ｄからは信号出力はない。
【００６５】
第３の光スイッチ３３は、第１の入力ポート３３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力するが、第２の入力ポート３３ｂでの入力がないため、信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート３３ｃから出力され、第２の出力ポート３３ｄからの出力信号はオフとなる。この第２の出力ポート３３ｄからの出力信号がこの光ＡＮＤ回路の演算結果となる。
【００６６】
図１１（ｃ）は第１の光スイッチ３１の第１の入力ポート３１ｂに入力される制御光がオン、第２の光スイッチ３２の第２の入力ポート３２ｂに入力される制御光がオフの場合である。
【００６７】
この場合、第１の光スイッチ３１では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Ｓは光路を変えて第２の出力ポート３１ｄから出力される。第１の出力ポート３１ｃからは信号光は出力されない。
【００６８】
第２の光スイッチ３２は、第２の入力ポート３２ｂで制御光を入力しないため、第１の入力ポート３２ａで第１の光スイッチ３１の第２の出力ポート３１ｄからの信号光Ｓ’を信号光Ｓとして受け取り、第１の出力ポート３２ｃから信号出力がされるが、第２の出力ポート３２ｄからは信号光は出力されない。
【００６９】
第３の光スイッチ３３は、第１の入力ポート３３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力するが、第２の入力ポート３３ｂでの入力がないため、信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート３３ｃから出力され、第２の出力ポート３３ｄからの出力信号はオフとなる。この第２の出力ポート３３ｄからの出力信号がこの光ＡＮＤ回路の演算結果となる。
【００７０】
図１１（ｄ）は第１の光スイッチ３１の入力ポート３１ｂに入力される制御光がオン、第２の光スイッチ３２の入力ポート３２ｂに入力される制御光もオンの場合である。
【００７１】
この場合、第１の光スイッチ３１では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Ｓは光路を変えて第２の出力ポート３１ｄから出力される。第２の出力ポート３１ｃからは信号光は出力されない。
【００７２】
第２の光スイッチ３２は、第２の入力ポート３２ｂで制御光を入力し、第１の入力ポート３２ａで第１の光スイッチ３１の第２の出力ポート３１ｄからの信号光Ｓを受け取り、熱レンズ形成光素子が形成されるため、第１の出力ポート３２ｃから信号光は出力されず、第２の出力ポート３２ｄから信号光が出力される。
【００７３】
第３の光スイッチ３３は、第１の入力ポート３３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート３３ｂで信号Ｓ’をＳとして入力し、熱レンズ形成光素子が形成されるため、信号光Ｓは第１の出力ポート３３ｃから出力されず、第２の出力ポート３３ｄから信号光Ｓが出力される。この第２の出力ポート３３ｄからの出力信号がこの光ＡＮＤ回路の演算結果となる。
【００７４】
図１２は、本発明による光ＯＲ回路の構成を模式的に示す図である。第１、第２及び第３の光スイッチ４１、４２、４３は、それぞれ第１の入力ポート４１ａ、４２ａ、４３ａ；第２の入力ポート４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ；第１の出力ポート４１ｃ、４２ｃ、４３ｃ；第２の出力ポート４１ｄ、４２ｄ、４３ｄを有する。ただし、第１の光スイッチ４１及び第２の光スイッチ４２は波長６５０ｎｍの光を信号光とするが、第３の光スイッチ４３は波長１５５０ｎｍの光を信号光とし、第１の光スイッチ４１及び第２の光スイッチ４２は波長１５５０ｎｍの光を制御光とするが、第３の光スイッチ３は波長６５０ｎｍの光を制御光とする。
【００７５】
図１２（ａ）は第１及び第２の光スイッチ４１、４２の第２の入力ポート４１ｂ、４２ｂに入力される制御光がともにオフの場合である。
【００７６】
この場合、第１の光スイッチ４１では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート４１ｃから出力される。第２の出力ポート４１ｄからは信号光は出力されない。
【００７７】
第２の光スイッチ４２は、第１の入力ポート４２ａで第１の光スイッチ４１の第２の出力ポート４１ｃからの信号光Ｓをそのまま信号光Ｓとして受け取るが、第２の入力ポート４２ｂで制御光を入力しないため、第１の出力ポート４２ｃから信号Ｓがそのまま出力され、第２の出力ポート４２ｄから信号光は出力されない。
【００７８】
第３の光スイッチ４３は、第１の入力ポート４３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート４３ｂから制御光がオフのため、信号光Ｓは第１の出力ポート４３ｃから出力されず、第２の出力ポート４３ｄから信号光Ｓが出力される。この第１の出力ポート４３ｃからの出力信号がこの光ＯＲ回路の演算結果となる。
【００７９】
図１２（ｂ）は第１の光スイッチ４１の第２の入力ポート４１ｂに入力される制御光がオフ、第２の光スイッチ４２の第２の入力ポート４２ｂに入力される制御光がオンの場合である。
【００８０】
この場合、第１の光スイッチ４２では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート４２ｃから出力される。第２の出力ポート４１ｄからは信号光は出力されない。
【００８１】
第２の光スイッチ４２は、第１の入力ポート４２ａで第１の光スイッチ４１の第１の出力ポート４１ｃからの信号光Ｓをそのまま信号光Ｓとして受け取り、第２の入力ポート４２ｂで制御光を入力するため、熱レンズ形成光素子が形成されるため、第１の出力ポート４２ｃから信号光が出力されず、第２の出力ポート４２ｄから信号光Ｓが出力される。
【００８２】
第３の光スイッチ４３は、第１の入力ポート４３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート４３ｂから制御光の入力がないため、信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート４３ｃから出力される。第２の出力ポートから信号光は出力されない。この第１の出力ポート４３ｃからの出力信号がこの光ＯＲ回路の演算結果となる。
【００８３】
図１２（ｃ）は第１の光スイッチ４１の第１の入力ポート４１ｂに入力される制御光がオン、第２の光スイッチ４２の第２の入力ポート４２ｂに入力される制御光がオフの場合である。
【００８４】
この場合、第１の光スイッチ４１では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Ｓは光路を変えて第２の出力ポート４１ｄから出力される。第２の出力ポート４１ｃからは信号光は出力されない。
【００８５】
第２の光スイッチ４２は、第２の入力ポート４２ｂで制御信号を入力せず、第１の入力ポート４２ａで第１の光スイッチ４１の第１の出力ポート４１ｃからの信号光を受け取らないため、第１及び第２の出力ポート４２ｃ、４２ｄから信号光は出力されない。
【００８６】
第３の光スイッチ４３は、第１の入力ポート４３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力するが、第２の入力ポート４３ｂでの入力がないため、信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート４３ｃから出力され、第２の出力ポート４３ｄからの出力信号はオフとなる。この第１の出力ポート４３ｃからの出力信号がこの光ＯＲ回路の演算結果となる。
【００８７】
図１２（ｄ）は第１の光スイッチ４１の第２の入力ポート４１ｂに入力される制御光がオン、第２の光スイッチ４２の第２の入力ポート４２ｂに入力される制御光もオンの場合である。
【００８８】
この場合、第１の光スイッチ４１では熱レンズ形成光素子が形成されるため、信号光Ｓは光路を変えて第２の出力ポート４１ｄから出力される。第１の出力ポート４１ｃからは信号光は出力されない。
【００８９】
第２の光スイッチ４２は、第２の入力ポート４２ｂで制御光を入力するが、第１の入力ポート４２ａで第１の光スイッチ４１の第１の出力ポート４１ｃから信号光を受け取らないため、第１及び第２の出力ポート４２ｃ、４２ｄから信号光は出力されない。
【００９０】
第３の光スイッチ４３は、第１の入力ポート４３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート４３ｂで制御光を受け取らないため、信号光Ｓは第１の出力ポート４３ｃから出力され、第２の出力ポート４３ｄから信号光は出力されない。この第１の出力ポート４３ｃからの出力信号がこの光ＯＲ回路の演算結果となる。
【００９１】
図１３は、本発明による光ＮＡＮＤ回路の構成を模式的に示す図である。第１、第２及び第３の光スイッチ５１、５２、５３は、それぞれ第１の入力ポート５１ａ、５２ａ、５３ａ；第２の入力ポート５１ｂ、５２ｂ、５３ｂ；第１の出力ポート５１ｃ、５２ｃ、５３ｃ；第２の出力ポート５１ｄ、５２ｄ、５３ｄを有する。ただし、第１の光スイッチ５１及び第２の光スイッチ５２は波長６５０ｎｍの光を信号光とするが、第３の光スイッチ５３は波長１５５０ｎｍの光を信号光とし、第１の光スイッチ５１及び第２の光スイッチ５２は波長１５５０ｎｍの光を制御光とするが、第３の光スイッチ５３は波長６５０ｎｍの光を制御光とする。
【００９２】
この光ＮＡＮＤ回路では、第１の光スイッチ５１の第２の出力ポート５１ｄが第２の光スイッチ５２の入力ポート５２ａに接続され、第２の光スイッチ５２の第２の出力ポート５２ｄが第３の光スイッチ５３の第２の入力ポート５３ｂに接続される。
【００９３】
図１３（ａ）は第１及び第２光スイッチ５１、５２の第２の入力ポート５１ｂ、５２ｂに入力される制御光がともにオフの場合である。
【００９４】
この場合、第１の光スイッチ５１では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート５１ｃから出力される。第２の出力ポート５１ｄから信号光は出力されない。
【００９５】
第２の光スイッチ５２は、第１の入力ポート５２ａでの信号光入力がなく、また第２の入力ポート５２ｂで制御光を入力しないため、第１及び第２の出力ポート５２ｃ、５２ｄからの信号出力はない。
【００９６】
第３の光スイッチ５３は、第１の入力ポート５３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート５３ｂでの入力がないため、信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート５３ｃから出力され、第２の出力ポート５３ｄから信号光は出力されない。この第１の出力ポート５３ｃからの出力信号がこの光ＮＡＮＤ回路の演算結果となる。
【００９７】
図１３（ｂ）は第１の光スイッチ５１の第１の入力ポート５１ｂに入力される制御光がオフ、第２の光スイッチ５２の入力ポート５２ｂに入力される制御光がオンの場合である。
【００９８】
この場合、第１の光スイッチ５１では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート５１ｃから出力される。第２の出力ポート５１ｄからは信号光は出力されない。
【００９９】
第２の光スイッチ５２は、第２の入力ポート５２ｂで制御光を入力するが、第１の入力ポート５２ａでの信号光の入力がないため、第１及び第２の出力ポート５２ｃ、５２ｄからは信号出力はない。
【０１００】
第３の光スイッチ５３は、第１の入力ポート５３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート５３ｂでの入力がないため、信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート５３ｃから出力され、第２の出力ポート５３ｄから信号光は出力されない。この第１の出力ポート５３ｃからの出力信号がこの光ＮＡＮＤ回路の演算結果となる。
【０１０１】
図１３（ｃ）は第１の光スイッチ５１の第２の入力ポート５１ｂに入力される制御光がオン、第２の光スイッチ５２の第２の入力ポート５２ｂに入力される制御光がオフの場合である。
【０１０２】
この場合、第１の光スイッチ５１では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Ｓは光路を変えて第２の出力ポート５１ｄから出力する。第２の出力ポート５１ｃから信号光は出力されない。
【０１０３】
第２の光スイッチ５２は、第２の入力ポート５２ｂで制御光を入力しないため、第１の入力ポート５２ａで信号光を受け取り、第１の出力ポート５２ｃから信号光が出力され、第２の出力ポート５２ｄから信号光は出力されない。
【０１０４】
第３の光スイッチ５３は、第１の入力ポート５３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力するが、第２の入力ポート５３ｂでの入力がないため、信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート５３ｃから出力され、第２の出力ポート５３ｄから信号光は出力されない。この第１の出力ポート５３ｃからの出力信号がこの光ＮＡＮＤ回路の演算結果となる。
【０１０５】
図１３（ｄ）は第１の光スイッチ５１の入力ポート５１ａに入力される制御光がオン、第２の光スイッチ５２の入力ポート５２ａに入力される制御光もオンの場合である。
【０１０６】
この場合、第１の光スイッチ５１では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Ｓは光路を変えて第２の出力ポート５１ｄから出力される。第２の出力ポート５１ｃからは信号は出力されない。
【０１０７】
第２の光スイッチ５２は、第２の入力ポート５２ｂで制御信号を入力し、第１の入力ポート５２ａで信号光を受け取り、熱レンズ形成光素子が形成され、第１の出力ポート５２ｃから信号光は出力されず、第２の出力ポート５２ｄから信号光Ｓが出力される。
【０１０８】
第３の光スイッチ５３は、第１の入力ポート５３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート５３ｂで制御光を入力し、熱レンズ形成光素子が形成されるため、信号光は第１の出力ポート５３ｃから出力されず、第２の出力ポート５３ｄから信号光Ｓが出力される。この第１の出力ポート５３ｃからの出力信号がこの光ＮＡＮＤ回路の演算結果となる。
【０１０９】
図１４は、本発明による光ＮＯＲ回路の構成を模式的に示す図である。第１、第２及び第３の光スイッチ６１、６２、６３は、それぞれ第１の入力ポート６１ａ、６２ａ、６３ａ；第２の入力ポート６１ｂ、６２ｂ、６３ｂ；第１の出力ポート６１ｃ、６２ｃ、６３ｃ；第２の出力ポート６１ｄ、６２ｄ、６３ｄを有する。ただし、第１の光スイッチ６１及び第２の光スイッチ６２は波長６５０ｎｍの光を信号光とするが、第３の光スイッチ６３は波長１５５０ｎｍの光を信号光とし、第１の光スイッチ６１及び第２の光スイッチ６２は波長１５５０ｎｍの光を制御光とするが、第３の光スイッチ６３は波長６５０ｎｍの光を制御光とする。
【０１１０】
この光ＮＯＲ回路では、第１の光スイッチ６１の第１の出力ポート６１ｃが第２の光スイッチ６２の第１の入力ポート６２ａに接続され、第２の光スイッチ６２の第１の出力ポート６２ｃが第３の光スイッチ６３の第２の入力ポート６３ｂに接続される。
【０１１１】
図１４（ａ）は第１及び第２光スイッチ６１、６２の第２の入力ポート６１ｂ、６２ｂに入力される制御光がともにオフの場合である。
【０１１２】
この場合、第１の光スイッチ６１では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート６１ｃから出力される。第２の出力ポート６１ｄからは信号光は出力されない。
【０１１３】
第２の光スイッチ６２は、第１の入力ポート６２ａで第１の光スイッチ６１の第２の出力ポート６１ｃからの信号光を受け取り、第２の入力ポート６２ｂで制御光を入力しないため、第１の出力ポート６２ｃから信号Ｓがそのまま出力され、第２の出力ポート６２ｄから信号光は出力されない。
【０１１４】
第３の光スイッチ６３は、第１の入力ポート６３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート６３ｂから第２の光スイッチ６２の第１の出力６２ｃから信号光を制御光として受け取り、熱レンズ形成光素子が形成されるため、信号光Ｓは第２の出力ポート６３ｄから出力され、第１の出力ポート６３ｃから信号光は出力されない。この第２の出力ポート６３ｄからの出力信号がこの光ＮＯＲ回路の演算結果となる。
【０１１５】
図１４（ｂ）は第１の光スイッチ６１の第２の入力ポート６１ｂに入力される制御光がオフ、第２の光スイッチ６２の第２の入力ポート６２ｂに入力される制御光がオンの場合である。
【０１１６】
この場合、第１の光スイッチ６２では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート６２ｃから出力される。第２の出力ポート６１ｄから信号光は出力されない。
【０１１７】
第２の光スイッチ６２は、第１の入力ポート６２ａで第１の光スイッチ６１の第１の出力ポート６１ｃから信号光を受け取と、第２の入力ポート６２ｂで制御光を入力するため、熱レンズ形成光素子が形成されるため、第２の出力ポート６２ｄから信号光Ｓが出力され、第１の出力ポート６２ｃから信号光は出力されない。
【０１１８】
第３の光スイッチ６３は、第１の入力ポート６３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート６３ｂから制御光の入力がないため、信号光Ｓは第１の出力ポート６３ｃから出力され、第２の出力ポート６３ｄから信号光は出力されない。この第２の出力ポート６３ｄからの出力信号がこの光ＮＯＲ回路の演算結果となる。
【０１１９】
図１４（ｃ）は第１の光スイッチ６１の第１の入力ポート６１ｂに入力される制御光がオン、第２の光スイッチ６２の第２の入力ポート６２ｂに入力される制御光がオフの場合である。
【０１２０】
この場合、第１の光スイッチ６１では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Ｓは光路を変えて第２の出力ポート６１ｄから出力される。第１の出力ポート６１ｃからは信号光は出力されない。
【０１２１】
第２の光スイッチ６２は、第２の入力ポート６２ｂで制御信号を入力せず、第１の入力ポート６２ａで第１の光スイッチ６１の第２の出力ポート６１ｃからの信号光を受け取らないため、第１及び第２の出力ポート６２ｃ、６２ｄから信号光は出力されない。
【０１２２】
第３の光スイッチ６３は、第１の入力ポート６３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力するが、第２の入力ポート６３ｂでの入力がないため、信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート６３ｃから出力され、第２の出力ポート６３ｄから出力光は出力されない。この第２の出力ポート４３ｄからの出力信号がこの光ＮＯＲ回路の演算結果となる。
【０１２３】
図１４（ｄ）は第１の光スイッチ６１の第２の入力ポート６１ｂに入力される制御光がオン、第２の光スイッチ６２の第２の入力ポート６２ｂに入力される制御光もオンの場合である。
【０１２４】
この場合、第１の光スイッチ６１では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Ｓは光路を変えて第２の出力ポート６１ｄから出力される。第１の出力ポート６１ｃからは信号光は出力されない。
【０１２５】
第２の光スイッチ６２は、第２の入力ポート６２ｂで制御光を入力するが、第１の入力ポート６２ａで第１の光スイッチ６１の第１の出力ポート６１ｃから信号光を受け取らないため、第１及び第２の出力ポート６２ｃ、６２ｄから信号光は出力されない。
【０１２６】
第３の光スイッチ６３は、第１の入力ポート６３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート６３ｂで制御光を受け取らないため、信号光Ｓは第１の出力ポート６３ｃから出力され、第２の出力ポート６３ｄから信号光は出力されない。この第２の出力ポート６３ｄからの出力信号がこの光ＮＯＲ回路の演算結果となる。
【０１２７】
図１５は、本発明による光ＮＯＴ回路の構成を模式的に示す図である。第１及び第２の光スイッチ７１、７２は、それぞれ第１の入力ポート７１ａ、７２ａ；第２の入力ポート７１ｂ、７２ｂ；第１の出力ポート７１ｃ、７２ｃ；第２の出力ポート７１ｄ、７２ｄを有する。ただし、第１の光スイッチ７１は波長６５０ｎｍの光を信号光とするが、第２の光スイッチ７３は波長１５５０ｎｍの光を信号光とし、第１の光スイッチ７１は波長１５５０ｎｍの光を制御光とするが、第２の光スイッチ７３は波長６５０ｎｍの光を制御光とする。
【０１２８】
この光ＮＯＴ回路では、第１の光スイッチ７１の第２の出力ポート７１ｄが第２の光スイッチ７２の第２の入力ポート７２ｂに接続される。
【０１２９】
図１５（ａ）は第１の光スイッチ７１の第２の入力ポート７１ｂに入力される制御光がオフの場合である。
【０１３０】
この場合、第１の光スイッチ７１では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート７１ｃから出力される。第２の出力ポート７１ｄからは信号は出力されない。
【０１３１】
第２の光スイッチ７２は、第１の入力ポート７２ａで信号光Ｓを入力し、また第２の入力ポート７２ｂで制御光を入力しないため、熱レンズ形成光素子は形成されず、第１の出力ポート７２ｃから信号光が出力され、第２の出力ポート７２ｄから信号光は出力されない。
【０１３２】
この第１の出力ポート７２ｃからの出力信号がこの光ＮＯＴ回路の演算結果となる。
【０１３３】
図１５（ｂ）は第１の光スイッチ７１の第２の入力ポート７１ｂに入力される制御光がオンの場合である。
【０１３４】
この場合、第１の光スイッチ７１では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Ｓは第２の出力ポート７１ｄから出力される。第１の出力ポート７１ｃからは信号光は出力されない。
【０１３５】
第２の光スイッチ７２は、第１の入力ポート７２ａで信号光Ｓを入力し、また第２の入力ポート７２ｂでも制御光を入力するため、熱レンズ形成光素子が形成され、第１の出力ポート７２ｃから信号光が出力されず、第２の出力ポート７２ｄから信号光が出力される。
【０１３６】
この第１の出力ポート７２ｃからの出力信号がこの光ＮＯＴ回路の演算結果となる。
【０１３７】
図１６は、本発明による光ＮＯＴ回路の別の構成を模式的に示す図である。第１及び第２の光スイッチ８１、８２は、それぞれ第１の入力ポート８１ａ、８２ａ；第２の入力ポート８１ｂ、８２ｂ；第１の出力ポート８１ｃ、８２ｃ；第２の出力ポート８１ｄ、８２ｄを有する。ただし、第１の光スイッチ８１は波長６５０ｎｍの光を信号光とするが、第２の光スイッチ８３は波長１５５０ｎｍの光を信号光とし、第１の光スイッチ８１は波長１５５０ｎｍの光を制御光とするが、第２の光スイッチ８３は波長６５０ｎｍの光を制御光とする。
【０１３８】
この光ＮＯＴ回路では、第１の光スイッチ８１の第１の出力ポート８１ｃが第２の光スイッチ８２の第２の入力ポート８２ｂに接続される。
【０１３９】
図１６（ａ）は第１の光スイッチ８１の第２の入力ポート８１ｂに入力される制御光がオフの場合である。
【０１４０】
この場合、第１の光スイッチ８１では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート８１ｃから出力される。第２の出力ポート８１ｄからは信号光は出力されない。
【０１４１】
第２の光スイッチ８２は、第１の入力ポート８２ａで信号光Ｓを入力し、また第２の入力ポート８２ｂで制御光を入力するため、熱レンズ形成光素子が形成され、第１の出力ポート８２ｃから信号光は出力されず、第２の出力ポート８２ｄから信号光が出力される。この第１の出力ポート８２ｄからの出力信号がこの光ＮＯＴ回路の演算結果となる。
【０１４２】
図１６（ｂ）は第１の光スイッチ８１の第２の入力ポート８１ｂに入力される制御光がオンの場合である。
【０１４３】
この場合、第１の光スイッチ８１では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Ｓは第２の出力ポート８１ｄから出力される。第１の出力ポート８１ｃからは信号光は出力されない。
【０１４４】
第２の光スイッチ８２は、第１の入力ポート８２ａで信号光Ｓを入力し、また第２の入力ポート８２ｂでは制御光を入力しないため、熱レンズ形成光素子が形成されず、第１の出力ポート８２ｃから信号光が出力され、第２の出力ポート８２ｄから信号光は出力されない。この第１の出力ポート８２ｄからの出力信号がこの光ＮＯＴ回路の演算結果となる。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明の光論理回路で用いる光制御型光スイッチの構成の説明図である。
【図２】熱レンズ形成光素子の光吸収層へ信号光と制御光とを同一の所に集光させるときに、制御光がない場合と制御光がある場合の信号光の出射の状況を示す図である。
【図３】熱レンズ形成光素子の概略構成を示す断面図である。
【図４ａ】集光しない場合の信号光が偏向する状況の説明図である。
【図４ｂ】集光した場合の信号光が偏向する状況の説明図である。
【図５】制御光を照射しない場合と、制御光のパワーを変えて照射した場合の光強度分布を示す図である。
【図６】制御光パワーと偏向角との関係を示すグラフである。
【図７】光吸収層の位置と偏向角との関係を示すグラフである。
【図８】非偏向光と偏向光の分離距離の関係を示すグラフである。
【図９】本発明で用いる別例の光スイッチの２芯光ファイバーフェルールの概念図である。
【図１０】図１１〜図１６の論理回路の熱レンズ形成光素子の光吸収層に用いた色素の吸収・透過特性を示す図である。
【図１１】本発明による光ＡＮＤ回路の構成を模式的に示す図である。
【図１２】本発明による光ＯＲ回路の構成を模式的に示す図である。
【図１３】本発明による光ＮＡＮＤ回路の構成を模式的に示す図である。
【図１４】本発明による光ＮＯＲ回路の構成を模式的に示す図である。
【図１５】本発明による光ＮＯＴ回路の構成を模式的に示す図である。
【図１６】本発明による光ＮＯＴ回路の別の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１４６】
１ 信号光
２、４ 入力ポート
３ 制御光
５、６、１１ コリメートレンズ
７ 分離器
８、１５ ミラー
９、１４、１６ 集光レンズ
１０ 熱レンズ形成光素子
１２ 波長選択透過フィルター
１３ 分岐ミラー
１７、１８ 出力ポート
３１、４１、５１、６１、７１、８１ 第１の光スイッチ
３２、４２、５２、６２、７２、８２ 第２の光スイッチ
３３、４３、５３、６３ 第３の光スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光スイッチのみで構成される光論理回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光を利用した論理回路についてはいくつかの提案がなされている（たとえば特許文献１〜６）。これらの論理回路は、電気的な機構を組み込んだ光スイッチを用いるものがほとんどであり、そのため構造も複雑なものとなっていた。
【０００３】
このような事情の下、電気的な機構を組み込まないで光スイッチのみで構成された光論理回路は、今後の高速光スイッチングの展開とともにその技術的重要性は今後益々高まっていくものと考えられる。
【０００４】
一方、本発明者らは、特許文献７において、波長帯域によって光吸収性を示す領域と光透過性を示す領域を有する光吸収層を有する熱レンズ形成光素子を有し、光吸収性を示す領域から選ばれる波長をもつ制御光と光透過性を示す領域から選ばれる波長をもつ制御光を前記光吸収層に同軸で照射し、制御光の照射の有無により制御光の開き角度が異なるドーナツ型の出射光を形成し、穴あきミラーを設けて光路を変更させる光スイッチ技術を提案した。
【０００５】
また、最近、本発明者らは、この光スイッチ技術を利用した新規な光論理回路を提案した（特願２００６−２０２６１９）。
【０００６】
さらに特許文献８には、電気的または機械的手段を採らず、制御ビームの照射でスイッチ物質の屈折率を変え、信号ビームの光路を変える光スイッチが提案されている。
【特許文献１】特開２００５−３３０１７号公報
【特許文献２】特開平３−１６０８６号公報
【特許文献３】特開平３−１６０８７号公報
【特許文献４】特開昭６１−３２３１６号公報
【特許文献５】特開昭５５−１７２７６９号公報
【特許文献６】特開昭５０−１０９４３９号公報
【特許文献７】特開２００２−２７５７１３号公報
【特許文献８】米国特許第４，５８５，３０１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者が、特願２００６−２０２６１９で提案した光論理回路によれば、光論理スイッチのみで構成された光論理回路が実現されたものの、制御光の照射の有無により制御光の開き角度が異なるドーナツ型の出射光を形成し、穴あきミラーを設けて光路を変更させる光スイッチ技術を用いた場合、依然、多くの光学部品を必要とするため、本格的な実用化のためにはさらに改善の余地があった。
【０００８】
一方、特許文献２に開示されている光路切替手法をこの光論理回路に適用することも考えられるが、その場合、偏向角をあまり大きくできず、また屈折率変化を行わせるレーザ光は大パワーが必要であるという問題があった。
本発明は、以上のような従来技術の実状に鑑みてなされたもので、電気的な機構を組み込まないで光スイッチのみで構成された、光学部品点数が少なく低コスト化が図れ、本格的な実用化が期待される光論理回路を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、第１には、信号光を入射する第１の入力ポートと、信号光とは異なる波長を有する制御光を入射する第２の入力ポートと、制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する熱レンズ形成光素子と、光吸収層に制御光と信号光とを各々集光点を光軸に対して直角方向で異ならせて集光させる集光部を備え、レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第１の出力ポートと、偏向光として出射した信号光を出力する第２の出力ポートと、熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第１の出力ポートから出力させ、偏向光は第２の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる光制御型光スイッチを少なくとも２以上接続して論理回路を構成したことを特徴とする光論理回路を提供する。
【００１０】
また、第２には、上記第１の発明において、信号光と異なる波長の制御光を入射する光スイッチと、該光スイッチの信号光とは異なる波長の信号光と該光スイッチの制御光とは異なる波長の制御光を入力する光スイッチを複数組み合わせることにより論理回路を構成したことを特徴とする光論理回路を提供する。
【００１１】
また、第３には、上記第１の発明において、信号光と異なる波長の制御光を入射する光スイッチと、該光スイッチの信号光と同じ波長の信号光と該光スイッチの制御光と同じ波長の制御光を入力する光スイッチを複数組み合わせることにより論理回路を構成したことを特徴とする光論理回路を提供する。
【００１２】
また、第４には、上記第１ないし第３のいずれかの発明において、信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、該第１の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を信号光として入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチと、信号光を入力する第１の入力ポートと該第２の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第３の光スイッチを備え、該第３の光スイッチの第２の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＡＮＤ回路を構成することを特徴とする光論理回路を提供する。
【００１３】
また、第５には、上記第１ないし第３のいずれかの発明において、信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、該第１の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を信号光として入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチと、信号光を入力する第１の入力ポートと該第２の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第３の光スイッチを備え、該第３の光スイッチの第１の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＯＲ回路を構成することを特徴とする光論理回路を提供する。
【００１４】
また、第６には、上記第１ないし第３のいずれかの発明において、信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、該第１の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を信号光として入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチと、信号光を入力する第１の入力ポートと該第２の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第３の光スイッチを備え、該第３の光スイッチの第１の出力ポートの光を論理演算結果とするＮＡＮＤ回路を構成することを特徴とする光論理回路を提供する。
【００１５】
また、第７には、上記第１ないし第３のいずれかの発明において、信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、該第１の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を信号光として入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチと、信号光を入力する第１の入力ポートと該第２の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第３の光スイッチを備え、該第３の光スイッチの第２の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＮＯＲ回路を構成することを特徴とする光論理回路を提供する。
【００１６】
また、第８には、上記第１ないし第３のいずれかの発明において、信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、信号光を入力する第１の入力ポートと該第１の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチを備え、該第２の光スイッチの第１の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＮＯＴ回路を構成することを特徴とする光論理回路を提供する。
【００１７】
さらに、第９には、上記第１ないし第３のいずれかの発明において、信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、信号光を入力する第１の入力ポートと該第１の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチを備え、該第２の光スイッチの第２の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＮＯＴ回路を構成することを特徴とする光論理回路を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電気的な機構を組み込まないで光スイッチのみで構成された新しい光論理回路を提供することができる。かかる光論理回路は超高速型の光スイッチング技術の実現によりその技術的重要性が非常に期待される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
本発明の光論理回路は、下記構成の光制御型スイッチを少なくとも２以上接続して論理回路を構成したことを特徴とする光論理回路信号光とこれとは異なる波長の制御光を入力し、該制御光の入力のオン／オフにより該信号光の出力のオン／オフを制御する方式の光制御型光スイッチを少なくとも２以上接続して論理回路を構成したことを特徴とするものである。
【００２１】
信号光を入射する第１の入力ポートと、
信号光とは異なる波長を有する制御光を入射する第２の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に制御光と信号光とを各々集光点を光軸に対して直角方向で異ならせて集光させる集光部を備え、
レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第１の出力ポートと、
偏向光として出射した信号光を出力する第２の出力ポートと、
熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第１の出力ポートから出力させ、偏向光は第２の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる光制御型光スイッチ。
【００２２】
上記の光スイッチの組み合わせにおいて、上記の信号光と異なる波長の制御光を入射する光スイッチと、該光スイッチの信号光とは異なる波長の信号光と該光スイッチの制御光とは異なる波長の制御光を入力する光スイッチを複数組み合わせてもよいし、信号光と異なる波長の制御光を入射する光スイッチと、該光スイッチの信号光と同じ波長の信号光と該光スイッチの制御光と同じ波長の制御光を入力する光スイッチを複数組み合わせてもよい。
【００２３】
先ず、本発明の実施形態の光論理回路に用いる光制御型光スイッチについて説明する。
【００２４】
図１はこの光スイッチＳＷの概略構成例である。図１に概要を例示するように、光スイッチＳＷには、信号光１を取り込むための入力ポート２と、信号光１の波長とは異なる波長を有する制御光３を取り込むための入力ポート４が設けられている。入力ポート２の下流側には入射した信号光１を平行光とするための第１のコリメートレンズ５が配置され、入力ポート４の下流側には入射した制御光３を平行光とするための第２のコリメートレンズ６が配置されている。なお、便宜上、図１には、平行光を幅を持たない直線で表してある。第１のコリメートレンズ５と第２のコリメートレンズ６の下流側には混合器７が配置され、混合器７は、第１のコリメートレンズ５からの平行光である信号光１は透過させ、第２のコリメートレンズ６からの平行光でミラー８で反射された制御光３を反射しその光路を変える。混合器７の下流側には第１の集光レンズ９、熱レンズ形成光素子１０、第３のコリメートレンズ１１、波長選択透過フィルター１２、分岐ミラー１３、第２の集光レンズ１４がそれぞれ配置されている。第１の集光レンズ９は混合器７からの信号光１及び制御光３を熱レンズ形成光素子１０の光吸収層に集光（収束）させる。ここで、第１の集光レンズ９には信号光１と制御光３は光軸に直角な方向にずれた位置にて入射し、熱レンズ形成光素子１０の光吸収層にも光軸に直角な方向にずれた位置にて入射し、集光点が分離するようになっている。
【００２５】
熱レンズ形成光素子１０は、信号光１のみが入射した場合には進行方向を変えない非偏向光として出射し、信号光１と制御光３が同時に入射した場合には熱レンズを形成し、信号光１の進行方向を変えた偏向光として出射する。第３のコリメートレンズ１１は信号光１（非偏向光及び偏向光）と制御光３を平行光とする。波長選択透過フィルター１２は、信号光１は透過させ、制御光３はカットする。波長選択透過フィルター１２の下流に設けられた分岐ミラー１３は非偏向光と偏向光とを分岐し、偏向光は反射しその光路を変える。非偏向光はそのまま直進することになる。また、分岐ミラー１３の図中下方には、光路を変えた偏向光の光路を更に変えるミラー１５と、ミラー１５からの光を集光する第３の集光レンズ１６が配置されている。また、スイッチＳＷは２つの出力ポート１７、１８を有している。出力ポート１７は制御光３のオフ時に第２の集光レンズ１４で集光された非偏向光の光出力を行う。出力ポート１８は制御光３のオン時に分岐ミラー１３及びミラー１５で光路を変えられ、第３の集光レンズ１６で集光された偏向光の光出力を行う。
【００２６】
上記スイッチＳＷにおいて、信号光１の波長は、熱レンズ形成光素子１０の光吸収層に対して透過性を示す波長の光を用いる。また、制御光３の波長は、熱レンズ形成光素子１０の光吸収層に対して吸収性を示す波長の光を用いる。
【００２７】
光スイッチＳＷで使用される熱レンズ形成光素子１０中の光吸収層の材料、信号光１の波長帯域、及び制御光３の波長帯域は、例えば、先ず、信号光１の波長ないし波長帯域を決定し、次に、これを制御するのに最適な光吸収層の材料と制御光３の波長の組み合わせを選定することができる。また、光源光１と信号光３の波長の組み合わせを決定してから、この組み合わせに適した光吸収層の材料を選定してもよい。あるいは、光吸収層の材料を決定した後、光源光１と信号光３の波長の組み合わせを選定してもよい。
【００２８】
第１のコリメートレンズ５、第２のコリメートレンズ６、第３のコリメートレンズ１１としては、例えば焦点距離８ｍｍの非球面レンズを用いることができるが、焦点距離は８ｍｍである必要はなく、より小型の光スイッチＳＷにするためにさらに短い焦点距離を用いてもよいことは言うまでもない。また、非球面レンズである必要はないが、小型軽量にするためには非球面レンズが好ましい。
【００２９】
混合器７としては、例えば信号光１は透過し、制御光３は反射するダイクロイックミラーなどの公知の光学部材を用いることができる。もちろん、入力ポート２と入力ポート４の位置を入れ替えて、信号光１が反射し、制御光３が透過するように構成してもよいことは言うまでもない。
【００３０】
第１の集光レンズ９、第２の集光レンズ１４、第３の集光レンズ１６には、例えば焦点距離８ｍｍの非球面レンズを用いることができるが、焦点距離は８ｍｍである必要はなく、より小型の光スイッチＳＷにするためにさらに短い焦点距離を用いてもよいことは言うまでもない。また、非球面レンズである必要はないが、小型軽量にするためには非球面レンズが好ましい。
【００３１】
本実施形態で用いる光スイッチＳＷでは、信号光１と制御光３は、第１の集光レンズ９により、光の進行方向で熱レンズ形成光素子１０の光吸収層の入射面またはその近辺において集光させる。信号光１と制御光３とを熱レンズ形成光素子１０の光吸収層の入射面近辺の同一の所に集光させると信号光１はドーナツ状に拡がる。この状況を図２に示す。制御光３がない場合には図２（ａ）の写真１ａのように信号光１は丸ビームであるが、制御光３が同時に同一の所に照射されると、図２（ｂ）の写真１ｂのようにドーナツ形状となる。このドーナツ形状が鮮明で大きく形成されるのが、光吸収層の入射面であると思われる。本実施形態に用いる光スイッチＳＷにおいて光吸収層の入射面という場合は、信号光１と制御光３を同一の所に集光させたときにこのドーナツ形状が鮮明で大きく形成される位置に相当する面とする。もちろん、本実施形態で実際に用いる信号光１と制御光３とは集光点の位置では光軸に直角な方向に２５〜５０μｍほど離間させるので、ドーナツ形状は形成されないが、調整時には信号光１と制御光３とを同一点に入射させ、ドーナツ形状を形成させ、その後、信号光１と制御光３との集光点を分離させ、位置調整を行う。なお、信号光１と制御光３との集光点間の距離が２５μｍ未満の場合には、図２（ａ）に示すような丸ビームにならず、三日月型ビームになってしまう。信号光１が三日月型ビームになると、のちに集光させ光ファイバーに入射させた場合には入射効率が減少してしまい、実用性にかけるおそれがある。また、上記距離が５０μｍを超えると、偏向角が低下傾向となる。
【００３２】
熱レンズ形成光素子１０は、図３に示したような概略構成であるが、図１では説明を容易にするため、光吸収層のみを図示してある。図３において、熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２は、色素を溶剤に溶解したものをガラス容器２３に封じて用いる。溶剤に可溶性の色素としては、使用する制御光の波長領域に吸収性を示し、使用する信号光の波長領域に吸収性がなく透過性を示す色素を使用することができる。例えばレーザ光２４が透過するガラス容器２３のガラスの厚みは約５００μｍ程度、光吸収層２２の厚みは２００〜１０００μｍ程度とすることができる。
【００３３】
色素の具体例としては、例えば、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、エオシン、フロキシンＢなどのキサンテン系色素、アクリジンオレンジ、アクリジンレッドなどのアクリジン系色素、エチルレッド、メチルレッドなどのアゾ色素、ポルフィリン系色素、フタロシアニン系色素、３，３’−ジエチルチアカルボシアニンヨージド、３，３’−ジエチルオキサジカルボシアニンヨージドなどのシアニン色素、エチル・バイオレット、ビクトリア・ブルーＲなどのトリアリールメタン系色素、ナフトキノン系色素、アントラキノン系色素、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド系色素、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド系色素などを好適に使用することができる。また、これらの色素を単独で、または、２種以上を混合して使用することができる。
【００３４】
溶剤としては、少なくとも使用する色素を溶解するものを用いることができるが、熱レンズ形成時の温度上昇に際し、熱分解することなく、かつ、沸騰する温度（沸点）が１００℃以上、好ましくは２００℃以上、さらに好ましくは３００℃以上のものを好適に用いることができる。具体的には、硫酸などの無機系溶剤、ｏ−ジクロロベンゼンなどのハロゲン化芳香族炭化水素系、１−フェニル−１−キシリルエタンまたは１−フェニル−１−エチルフェニルエタンなどの芳香族置換脂肪族炭化水素系、ニトロベンゼンなどのニトロベンゼン誘導体系、などの有機溶剤を好適に用いることができる。
【００３５】
波長選択透過フィルター１２としては、熱レンズ形成光素子２１（１０）をわずかに透過する制御光３を遮光し、信号光１は透過する誘電体フィルターなどを用いることができる。熱レンズ形成光素子２１（１０）で実用上問題ない程度に制御光３が吸収されれば、必ずしも波長選択透過フィルター１２を用いる必要はない。
【００３６】
また、熱レンズ形成光素子２１（１０）は、基本的に上記のような吸収、透過の波長特性を持ち、熱レンズの形成可能な光吸収層を有しておればよく、光吸収を促進させる層や、伝熱層、保温層等、本発明者らの出願に係る特開２００５−２６５９８６号公報に記載されているような各種の構造のものとすることができる。
【００３７】
ここで、熱レンズ形成光素子２１（１０）における熱レンズ形成による信号光１の偏向について説明する。
【００３８】
熱レンズ形成光素子１０の光吸収層で制御光３が吸収されると、光吸収層の温度が上昇し、屈折率が変わる。温度が上昇するので、一般に屈折率は下がる方向に変化する。通常のレーザ光源から出射するレーザ光や、通常のレーザ光源から出射し光ファイバーを透過してきたレーザ光の強度分布はガウス分布である。また、前記レーザ光をレンズ等で集光した光もガウス分布をしている。よって、制御光３が照射された光吸収層での屈折率分布は、制御光３の光軸で屈折率が一番低下し、制御光３の周辺では屈折率の低下が少なくなる。また、熱伝導があるので、光の照射されていない部分でも屈折率が変化する。
【００３９】
図４は、信号光２５（１）が偏向する状況を説明した図である。なお、説明を簡単にするため、図４では光吸収層と光吸収層の周りの媒質との屈折率の違いによる光の屈折は無視している。図４には、熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２に、信号光２５（１）のみが照射された場合と、信号光２５（１）と制御光２６（３）が同時に照射された場合が示されている。図中、２７は、制御光２６（３）が照射されなかった場合の熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２を透過した信号光である。２８は、制御光２６（３）が照射された場合の熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２を透過した信号光である。また、熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２の入射面近辺での制御光の光強度分布２９、及び、熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２の出射面近辺での光強度分布３０が併せて示されている。
【００４０】
図４ａはレーザ光を集光しない場合、図４ｂは本実施形態で用いる光スイッチＳＷのようにレーザ光を集光した場合のレーザ光の光路を模式的に示したものである。レーザ光を集光しない場合のレーザ光の強度分布領域２９、３０は、光吸収層２２の入射面近辺と出射面近辺では変わらない。このことは、信号光２５（１）が光吸収層２２を進むに従って、屈折率の変化の少ない領域を通過することを意味する。一方、レーザ光を集光した場合はレーザ光の強度分布領域２９、３０は、光吸収層２２の入射面近辺と出射面近辺では大きく変わり、出射面近辺では領域が拡がっている。このことは、屈折率も徐々に拡がっていることになり、信号光２５（１）が光吸収層２２を進むに従ってより大きな偏向を受ける作用が及んでくることになる。なお、屈折率変化は制御光パワーにほぼ比例して変化するので、光吸収層２２を進むに従って屈折率変化は小さくなる。
【００４１】
図４ｂでは、信号光２５（１）も熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２の入射面に集光するようにしているが、入射面近辺であってもよい。特に信号光２５（１）は、光吸収層２２のもう少し出射面側に集光するようにしてもよい。また、信号光２５（１）と制御光２６（３）とは光の進行方向で同一面に入射するようにしているが、全く同一面である必要はなく、多少ずれていても構わない。
【００４２】
偏向角は、次の条件が変わると変化する。
【００４３】
１．熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２の、信号光２５（１）と制御光２６（３）の第１の集光レンズ９の収束（集光）点に対する位置
２．制御光パワー
３．制御光位置（第１の集光レンズ９の集光点での信号光２５（１）と制御光２６（３）の光軸に直角方向の距離）
４．熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２の厚み
５．制御光波長及び信号光波長
６．光吸収層２２の色素濃度
これ以外にも、光吸収層２２の材質、光吸収層２２への制御光２６（３）及び信号光２５（１）の集光角等によっても変化する。
【００４４】
本実施形態で用いる光スイッチＳＷの一例では、波長１５５０ｎｍの信号光１をコア径９．５μｍのシングルモード石英光ファイバーで入力ポート２に入射させ、波長９８０ｎｍの制御光３をコア径９．５μｍのシングルモード石英光ファイバーで入力ポート４に入射させ、焦点距離８ｍｍの第１のコリメートレンズ５及び第２のコリメートレンズ６で信号光１及び制御光３をほぼ平行光にし、光吸収層の厚み５００μｍであって光吸収層の波長１５５０ｎｍにおける透過率９５％及び波長９８０ｎｍにおける透過率０．２％の熱レンズ形成光素子１０に、焦点距離８ｍｍの第１の集光レンズ９で収束（集光）して入射させた。
【００４５】
図５に、図１の分岐ミラー１３の直前で、光軸に直角に紙面内方向に、スリット開口を持った光検出器を設けて、この光検出器を動かして測定した信号光１の光強度分布を示す。図５において、線１０１（丸点を結ぶ実線）は制御光が照射されなかった場合の非偏向光、線１０２（四角点を結ぶ実線）は制御光パワー７．８ｍＷが照射された場合の偏向光、線１０３（×点を結ぶ実線）は制御光パワー１２．９ｍＷが照射された場合の偏向光の光強度分布を示す。制御光パワー７．８ｍＷが照射された場合の偏向光の場合１０１は、非偏向光の場合１０２と強度分布の裾のところで重なり合っておりお互いの分離が不充分であるが、制御光パワー１２．９ｍＷが照射された場合の偏向光の場合１０３は、非偏向光の場合１０２と充分に分離している。よって、分岐ミラー１０２で非偏向光と制御光パワー１２．９ｍＷが照射された場合の偏向光とは分離できることがわかる。なお、図５において、制御光位置（第１の集光レンズ９の集光点での信号光１と制御光３の光軸に直角方向の距離）は３５μｍであり、制御光３と信号光１は光吸収層の光入射面から約３０μｍ進んだところに集光し、光吸収層の厚みは５００μｍであった。
【００４６】
また、制御光パワーと偏向角との関係を図６に示す。制御光パワーが大きくなると偏向角が大きくなることがわかる。なお、図６において、制御光位置（第１の集光レンズ９の集光点での信号光１と制御光３の光軸に直角方向の距離）は３５μｍ、制御光３と信号光１は光吸収層の光入射面から約６０μｍ進んだところに集光させた。
【００４７】
本実施形態に用いる光スイッチＳＷでは、図１に示す第３のコリメートレンズ１１と第２の集光レンズ１４及び第３の集光レンズ１６の焦点距離は同じ８ｍｍのものを用いたので、偏向角は、分岐ミラー１３で分岐しなかった場合の偏向光の光軸と非偏向光の光軸とのなす角度となる。本例の場合、制御光パワー７．８ｍＷの場合は約６．７度、制御光パワー１２．９ｍＷの場合は約１０．１度、制御光パワー１８ｍＷの場合は約１３．２度となった。
【００４８】
図７に、図３に示した熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２への信号光１と制御光３の集光点の入射位置（「光吸収層位置」と記す）と偏向角との関係を示す。図７において、横軸の光吸収層位置は熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２への光の入射面の位置（制御光３と信号光１の集光点に対する位置）である。０点は制御光３と信号光１の集光点の位置であり、図４ｂの状態である。マイナス方向が光の進行方向であり、プラスの位置では信号光１と制御光３が熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２内で集光する。縦軸は偏向角である。なお、図７において、制御光パワーは約１２．９ｍＷであり、制御光位置（図１の第１の集光レンズ９の集光点での信号光１と制御光３の光軸に対して直角方向の距離）は３５μｍ、光吸収層２２の厚みは５００μｍである。
【００４９】
さらに、図８に、図３に示す熱レンズ形成光素子２１（１０）の光吸収層２２への信号光１と制御光３の収束（集光）点の入射位置（すなわち、光吸収層位置）と非偏向光と偏向光との分離距離の測定データの例を示す。光吸収層２２への入射位置が約６０μｍの場合は分離距離が０に近いが、これからずれると分離距離が大きくなる。図８で分離距離の正負の符号は、信号光１の入射点を原点（すなわち０点）とし、偏向する方向を正とした。図８において、制御光パワーは１５．４ｍＷ、光吸収層２２の厚みは１０００μｍであり、制御光位置（第１の集光レンズ９の集光点での信号光１と制御光３の光軸に直角方向の距離）は２５μｍである。
【００５０】
なお、偏向角は、制御光波長及び信号光波長によっても異なる。波長が短いほど偏向角が大きくなる。
【００５１】
以上、本実施形態に用いる光スイッチＳＷの一例を説明してきたが、本発明で用いる光スイッチは上記に限定されるものではなく、種々の変形、変更が可能である。
【００５２】
例えば、本発明によれば、図１の入力ポート２、４、第１のコリメートレンズ５、第２のコリメートレンズ６、ミラー８、混合器７に代えて、図９に断面図で示すような２芯光ファイバーフェルール１１０を用いたスイッチを用いてもよい。２芯光ファイバーフェルール１１０は信号光光出射ファイバー１１１と制御光光出射ファイバー１１２を並設して備えている。これらの光ファイバー１１１、１１２としては、例えば、コア９．５μｍのシングルモード石英光ファイバーのクラッド層をフッ酸で所望の太さにエッチングして用いる。エッチングする部分は、光ファイバーの先端数ｍｍだけとする。エッチングした後の光ファイバーの太さ「ω」は、光吸収層に集光した信号光と制御光の集光点の光軸に直角方向の距離「χ」と次の関係で決めることができる。
（式１）
ω＝χ／ｍ
ここでｍは、第１の集光レンズ９の結像倍率である。
【００５３】
このような構成としても、上記光スイッチＳＷを用いた場合と同様の効果を得ることができる上、光入射部の構成をより簡素化できる利点がある。
【００５４】
次に、上記の光スイッチＳＷを用いた本発明の光論理回路について説明する。
【００５５】
なお、ここでは光スイッチＳＷの熱レンズ形成光素子の光吸収層に、図１０に示す波長帯域を有する色素である日本カーリット株式会社製、ＣＩＲ−９６０を使用した。この色素は、波長６５０ｎｍの信号光に対しては透過性を示し、波長１５５０ｎｍの制御光に対しては吸収性を示す波長帯域を持つ。
【００５６】
図１１は、本発明による光ＡＮＤ回路の構成を模式的に示す図である。第１、第２及び第３の光スイッチ３１、３２、３３は、それぞれ第１の入力ポート３１ａ、３２ａ、３３ａ；第２の入力ポート３１ｂ、３２ｂ、３３ｂ；第１の出力ポート３１ｃ、３２ｃ、３３ｃ；第２の出力ポート３１ｄ、３２ｄ、３３ｄを有する。ただし、第１の光スイッチ３１及び第２の光スイッチ３２は波長６５０ｎｍの光を信号光とするが、第３の光スイッチ３３は波長１５５０ｎｍの光を信号光とし、第１の光スイッチ３１及び第２の光スイッチ３２は波長１５５０ｎｍの光を制御光とするが、第３の光スイッチ３３は波長６５０ｎｍの光を制御光とする。
【００５７】
この光ＡＮＤ回路では、第１の光スイッチ３１の第２の出力ポート３１ｄが第２の光スイッチ３２の第１の入力ポート３２ａに接続され、第２の光スイッチ３２の第２の出力ポート３２ｄが第３の光スイッチ３３の第２の入力ポート３３ｂに接続される。
【００５８】
図１１（ａ）は第１及び第２の光スイッチ３１、３２の第２の入力ポート３１ｂ、３２ｂに入力される制御光がともにオフの場合である。
【００５９】
この場合、第１の光スイッチ３１では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート３１ｃから出力される。第２の出力ポート３１ｄからは信号光は出力されない。
【００６０】
第２の光スイッチ３２は、第１の入力ポート３２ａでの信号光入力がなく、また第２の入力ポート３２ｂで制御光を入力しないため、第１及び第２の出力ポート３２ｃ、３２ｄからの信号出力はない。
【００６１】
第３の光スイッチ３３は、第１の入力ポート３３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力するが、第２の入力ポート３３ｂでの入力がないため、信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート３３ｃから出力され、第２の出力ポート３３ｄからの出力信号はオフとなる。この第２の出力ポート３３ｄからの出力信号がこの光ＡＮＤ回路の演算結果となる。
【００６２】
図１１（ｂ）は第１の光スイッチ３１の入力ポート３１ｂに入力される制御光がオフ、第２の光スイッチ３２の第２の入力ポート３２ｂに入力される制御光がオンの場合である。
【００６３】
この場合、第１の光スイッチ３１では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート３１ｃから出力される。第２の出力ポート３１ｄからは信号は出力されない。
【００６４】
第２の光スイッチ３２は、第２の入力ポート３２ｂで制御光を入力するが、第１の入力ポート３２ａで信号光入力がないため、第１及び第２の出力ポート３２ｃ、３２ｄからは信号出力はない。
【００６５】
第３の光スイッチ３３は、第１の入力ポート３３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力するが、第２の入力ポート３３ｂでの入力がないため、信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート３３ｃから出力され、第２の出力ポート３３ｄからの出力信号はオフとなる。この第２の出力ポート３３ｄからの出力信号がこの光ＡＮＤ回路の演算結果となる。
【００６６】
図１１（ｃ）は第１の光スイッチ３１の第１の入力ポート３１ｂに入力される制御光がオン、第２の光スイッチ３２の第２の入力ポート３２ｂに入力される制御光がオフの場合である。
【００６７】
この場合、第１の光スイッチ３１では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Ｓは光路を変えて第２の出力ポート３１ｄから出力される。第１の出力ポート３１ｃからは信号光は出力されない。
【００６８】
第２の光スイッチ３２は、第２の入力ポート３２ｂで制御光を入力しないため、第１の入力ポート３２ａで第１の光スイッチ３１の第２の出力ポート３１ｄからの信号光Ｓ’を信号光Ｓとして受け取り、第１の出力ポート３２ｃから信号出力がされるが、第２の出力ポート３２ｄからは信号光は出力されない。
【００６９】
第３の光スイッチ３３は、第１の入力ポート３３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力するが、第２の入力ポート３３ｂでの入力がないため、信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート３３ｃから出力され、第２の出力ポート３３ｄからの出力信号はオフとなる。この第２の出力ポート３３ｄからの出力信号がこの光ＡＮＤ回路の演算結果となる。
【００７０】
図１１（ｄ）は第１の光スイッチ３１の入力ポート３１ｂに入力される制御光がオン、第２の光スイッチ３２の入力ポート３２ｂに入力される制御光もオンの場合である。
【００７１】
この場合、第１の光スイッチ３１では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Ｓは光路を変えて第２の出力ポート３１ｄから出力される。第２の出力ポート３１ｃからは信号光は出力されない。
【００７２】
第２の光スイッチ３２は、第２の入力ポート３２ｂで制御光を入力し、第１の入力ポート３２ａで第１の光スイッチ３１の第２の出力ポート３１ｄからの信号光Ｓを受け取り、熱レンズ形成光素子が形成されるため、第１の出力ポート３２ｃから信号光は出力されず、第２の出力ポート３２ｄから信号光が出力される。
【００７３】
第３の光スイッチ３３は、第１の入力ポート３３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート３３ｂで信号Ｓ’をＳとして入力し、熱レンズ形成光素子が形成されるため、信号光Ｓは第１の出力ポート３３ｃから出力されず、第２の出力ポート３３ｄから信号光Ｓが出力される。この第２の出力ポート３３ｄからの出力信号がこの光ＡＮＤ回路の演算結果となる。
【００７４】
図１２は、本発明による光ＯＲ回路の構成を模式的に示す図である。第１、第２及び第３の光スイッチ４１、４２、４３は、それぞれ第１の入力ポート４１ａ、４２ａ、４３ａ；第２の入力ポート４１ｂ、４２ｂ、４３ｂ；第１の出力ポート４１ｃ、４２ｃ、４３ｃ；第２の出力ポート４１ｄ、４２ｄ、４３ｄを有する。ただし、第１の光スイッチ４１及び第２の光スイッチ４２は波長６５０ｎｍの光を信号光とするが、第３の光スイッチ４３は波長１５５０ｎｍの光を信号光とし、第１の光スイッチ４１及び第２の光スイッチ４２は波長１５５０ｎｍの光を制御光とするが、第３の光スイッチ３は波長６５０ｎｍの光を制御光とする。
【００７５】
図１２（ａ）は第１及び第２の光スイッチ４１、４２の第２の入力ポート４１ｂ、４２ｂに入力される制御光がともにオフの場合である。
【００７６】
この場合、第１の光スイッチ４１では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート４１ｃから出力される。第２の出力ポート４１ｄからは信号光は出力されない。
【００７７】
第２の光スイッチ４２は、第１の入力ポート４２ａで第１の光スイッチ４１の第２の出力ポート４１ｃからの信号光Ｓをそのまま信号光Ｓとして受け取るが、第２の入力ポート４２ｂで制御光を入力しないため、第１の出力ポート４２ｃから信号Ｓがそのまま出力され、第２の出力ポート４２ｄから信号光は出力されない。
【００７８】
第３の光スイッチ４３は、第１の入力ポート４３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート４３ｂから制御光がオフのため、信号光Ｓは第１の出力ポート４３ｃから出力されず、第２の出力ポート４３ｄから信号光Ｓが出力される。この第１の出力ポート４３ｃからの出力信号がこの光ＯＲ回路の演算結果となる。
【００７９】
図１２（ｂ）は第１の光スイッチ４１の第２の入力ポート４１ｂに入力される制御光がオフ、第２の光スイッチ４２の第２の入力ポート４２ｂに入力される制御光がオンの場合である。
【００８０】
この場合、第１の光スイッチ４２では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート４２ｃから出力される。第２の出力ポート４１ｄからは信号光は出力されない。
【００８１】
第２の光スイッチ４２は、第１の入力ポート４２ａで第１の光スイッチ４１の第１の出力ポート４１ｃからの信号光Ｓをそのまま信号光Ｓとして受け取り、第２の入力ポート４２ｂで制御光を入力するため、熱レンズ形成光素子が形成されるため、第１の出力ポート４２ｃから信号光が出力されず、第２の出力ポート４２ｄから信号光Ｓが出力される。
【００８２】
第３の光スイッチ４３は、第１の入力ポート４３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート４３ｂから制御光の入力がないため、信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート４３ｃから出力される。第２の出力ポートから信号光は出力されない。この第１の出力ポート４３ｃからの出力信号がこの光ＯＲ回路の演算結果となる。
【００８３】
図１２（ｃ）は第１の光スイッチ４１の第１の入力ポート４１ｂに入力される制御光がオン、第２の光スイッチ４２の第２の入力ポート４２ｂに入力される制御光がオフの場合である。
【００８４】
この場合、第１の光スイッチ４１では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Ｓは光路を変えて第２の出力ポート４１ｄから出力される。第２の出力ポート４１ｃからは信号光は出力されない。
【００８５】
第２の光スイッチ４２は、第２の入力ポート４２ｂで制御信号を入力せず、第１の入力ポート４２ａで第１の光スイッチ４１の第１の出力ポート４１ｃからの信号光を受け取らないため、第１及び第２の出力ポート４２ｃ、４２ｄから信号光は出力されない。
【００８６】
第３の光スイッチ４３は、第１の入力ポート４３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力するが、第２の入力ポート４３ｂでの入力がないため、信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート４３ｃから出力され、第２の出力ポート４３ｄからの出力信号はオフとなる。この第１の出力ポート４３ｃからの出力信号がこの光ＯＲ回路の演算結果となる。
【００８７】
図１２（ｄ）は第１の光スイッチ４１の第２の入力ポート４１ｂに入力される制御光がオン、第２の光スイッチ４２の第２の入力ポート４２ｂに入力される制御光もオンの場合である。
【００８８】
この場合、第１の光スイッチ４１では熱レンズ形成光素子が形成されるため、信号光Ｓは光路を変えて第２の出力ポート４１ｄから出力される。第１の出力ポート４１ｃからは信号光は出力されない。
【００８９】
第２の光スイッチ４２は、第２の入力ポート４２ｂで制御光を入力するが、第１の入力ポート４２ａで第１の光スイッチ４１の第１の出力ポート４１ｃから信号光を受け取らないため、第１及び第２の出力ポート４２ｃ、４２ｄから信号光は出力されない。
【００９０】
第３の光スイッチ４３は、第１の入力ポート４３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート４３ｂで制御光を受け取らないため、信号光Ｓは第１の出力ポート４３ｃから出力され、第２の出力ポート４３ｄから信号光は出力されない。この第１の出力ポート４３ｃからの出力信号がこの光ＯＲ回路の演算結果となる。
【００９１】
図１３は、本発明による光ＮＡＮＤ回路の構成を模式的に示す図である。第１、第２及び第３の光スイッチ５１、５２、５３は、それぞれ第１の入力ポート５１ａ、５２ａ、５３ａ；第２の入力ポート５１ｂ、５２ｂ、５３ｂ；第１の出力ポート５１ｃ、５２ｃ、５３ｃ；第２の出力ポート５１ｄ、５２ｄ、５３ｄを有する。ただし、第１の光スイッチ５１及び第２の光スイッチ５２は波長６５０ｎｍの光を信号光とするが、第３の光スイッチ５３は波長１５５０ｎｍの光を信号光とし、第１の光スイッチ５１及び第２の光スイッチ５２は波長１５５０ｎｍの光を制御光とするが、第３の光スイッチ５３は波長６５０ｎｍの光を制御光とする。
【００９２】
この光ＮＡＮＤ回路では、第１の光スイッチ５１の第２の出力ポート５１ｄが第２の光スイッチ５２の入力ポート５２ａに接続され、第２の光スイッチ５２の第２の出力ポート５２ｄが第３の光スイッチ５３の第２の入力ポート５３ｂに接続される。
【００９３】
図１３（ａ）は第１及び第２光スイッチ５１、５２の第２の入力ポート５１ｂ、５２ｂに入力される制御光がともにオフの場合である。
【００９４】
この場合、第１の光スイッチ５１では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート５１ｃから出力される。第２の出力ポート５１ｄから信号光は出力されない。
【００９５】
第２の光スイッチ５２は、第１の入力ポート５２ａでの信号光入力がなく、また第２の入力ポート５２ｂで制御光を入力しないため、第１及び第２の出力ポート５２ｃ、５２ｄからの信号出力はない。
【００９６】
第３の光スイッチ５３は、第１の入力ポート５３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート５３ｂでの入力がないため、信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート５３ｃから出力され、第２の出力ポート５３ｄから信号光は出力されない。この第１の出力ポート５３ｃからの出力信号がこの光ＮＡＮＤ回路の演算結果となる。
【００９７】
図１３（ｂ）は第１の光スイッチ５１の第１の入力ポート５１ｂに入力される制御光がオフ、第２の光スイッチ５２の入力ポート５２ｂに入力される制御光がオンの場合である。
【００９８】
この場合、第１の光スイッチ５１では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート５１ｃから出力される。第２の出力ポート５１ｄからは信号光は出力されない。
【００９９】
第２の光スイッチ５２は、第２の入力ポート５２ｂで制御光を入力するが、第１の入力ポート５２ａでの信号光の入力がないため、第１及び第２の出力ポート５２ｃ、５２ｄからは信号出力はない。
【０１００】
第３の光スイッチ５３は、第１の入力ポート５３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート５３ｂでの入力がないため、信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート５３ｃから出力され、第２の出力ポート５３ｄから信号光は出力されない。この第１の出力ポート５３ｃからの出力信号がこの光ＮＡＮＤ回路の演算結果となる。
【０１０１】
図１３（ｃ）は第１の光スイッチ５１の第２の入力ポート５１ｂに入力される制御光がオン、第２の光スイッチ５２の第２の入力ポート５２ｂに入力される制御光がオフの場合である。
【０１０２】
この場合、第１の光スイッチ５１では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Ｓは光路を変えて第２の出力ポート５１ｄから出力する。第２の出力ポート５１ｃから信号光は出力されない。
【０１０３】
第２の光スイッチ５２は、第２の入力ポート５２ｂで制御光を入力しないため、第１の入力ポート５２ａで信号光を受け取り、第１の出力ポート５２ｃから信号光が出力され、第２の出力ポート５２ｄから信号光は出力されない。
【０１０４】
第３の光スイッチ５３は、第１の入力ポート５３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力するが、第２の入力ポート５３ｂでの入力がないため、信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート５３ｃから出力され、第２の出力ポート５３ｄから信号光は出力されない。この第１の出力ポート５３ｃからの出力信号がこの光ＮＡＮＤ回路の演算結果となる。
【０１０５】
図１３（ｄ）は第１の光スイッチ５１の入力ポート５１ａに入力される制御光がオン、第２の光スイッチ５２の入力ポート５２ａに入力される制御光もオンの場合である。
【０１０６】
この場合、第１の光スイッチ５１では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Ｓは光路を変えて第２の出力ポート５１ｄから出力される。第２の出力ポート５１ｃからは信号は出力されない。
【０１０７】
第２の光スイッチ５２は、第２の入力ポート５２ｂで制御信号を入力し、第１の入力ポート５２ａで信号光を受け取り、熱レンズ形成光素子が形成され、第１の出力ポート５２ｃから信号光は出力されず、第２の出力ポート５２ｄから信号光Ｓが出力される。
【０１０８】
第３の光スイッチ５３は、第１の入力ポート５３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート５３ｂで制御光を入力し、熱レンズ形成光素子が形成されるため、信号光は第１の出力ポート５３ｃから出力されず、第２の出力ポート５３ｄから信号光Ｓが出力される。この第１の出力ポート５３ｃからの出力信号がこの光ＮＡＮＤ回路の演算結果となる。
【０１０９】
図１４は、本発明による光ＮＯＲ回路の構成を模式的に示す図である。第１、第２及び第３の光スイッチ６１、６２、６３は、それぞれ第１の入力ポート６１ａ、６２ａ、６３ａ；第２の入力ポート６１ｂ、６２ｂ、６３ｂ；第１の出力ポート６１ｃ、６２ｃ、６３ｃ；第２の出力ポート６１ｄ、６２ｄ、６３ｄを有する。ただし、第１の光スイッチ６１及び第２の光スイッチ６２は波長６５０ｎｍの光を信号光とするが、第３の光スイッチ６３は波長１５５０ｎｍの光を信号光とし、第１の光スイッチ６１及び第２の光スイッチ６２は波長１５５０ｎｍの光を制御光とするが、第３の光スイッチ６３は波長６５０ｎｍの光を制御光とする。
【０１１０】
この光ＮＯＲ回路では、第１の光スイッチ６１の第１の出力ポート６１ｃが第２の光スイッチ６２の第１の入力ポート６２ａに接続され、第２の光スイッチ６２の第１の出力ポート６２ｃが第３の光スイッチ６３の第２の入力ポート６３ｂに接続される。
【０１１１】
図１４（ａ）は第１及び第２光スイッチ６１、６２の第２の入力ポート６１ｂ、６２ｂに入力される制御光がともにオフの場合である。
【０１１２】
この場合、第１の光スイッチ６１では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート６１ｃから出力される。第２の出力ポート６１ｄからは信号光は出力されない。
【０１１３】
第２の光スイッチ６２は、第１の入力ポート６２ａで第１の光スイッチ６１の第２の出力ポート６１ｃからの信号光を受け取り、第２の入力ポート６２ｂで制御光を入力しないため、第１の出力ポート６２ｃから信号Ｓがそのまま出力され、第２の出力ポート６２ｄから信号光は出力されない。
【０１１４】
第３の光スイッチ６３は、第１の入力ポート６３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート６３ｂから第２の光スイッチ６２の第１の出力６２ｃから信号光を制御光として受け取り、熱レンズ形成光素子が形成されるため、信号光Ｓは第２の出力ポート６３ｄから出力され、第１の出力ポート６３ｃから信号光は出力されない。この第２の出力ポート６３ｄからの出力信号がこの光ＮＯＲ回路の演算結果となる。
【０１１５】
図１４（ｂ）は第１の光スイッチ６１の第２の入力ポート６１ｂに入力される制御光がオフ、第２の光スイッチ６２の第２の入力ポート６２ｂに入力される制御光がオンの場合である。
【０１１６】
この場合、第１の光スイッチ６２では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート６２ｃから出力される。第２の出力ポート６１ｄから信号光は出力されない。
【０１１７】
第２の光スイッチ６２は、第１の入力ポート６２ａで第１の光スイッチ６１の第１の出力ポート６１ｃから信号光を受け取と、第２の入力ポート６２ｂで制御光を入力するため、熱レンズ形成光素子が形成されるため、第２の出力ポート６２ｄから信号光Ｓが出力され、第１の出力ポート６２ｃから信号光は出力されない。
【０１１８】
第３の光スイッチ６３は、第１の入力ポート６３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート６３ｂから制御光の入力がないため、信号光Ｓは第１の出力ポート６３ｃから出力され、第２の出力ポート６３ｄから信号光は出力されない。この第２の出力ポート６３ｄからの出力信号がこの光ＮＯＲ回路の演算結果となる。
【０１１９】
図１４（ｃ）は第１の光スイッチ６１の第１の入力ポート６１ｂに入力される制御光がオン、第２の光スイッチ６２の第２の入力ポート６２ｂに入力される制御光がオフの場合である。
【０１２０】
この場合、第１の光スイッチ６１では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Ｓは光路を変えて第２の出力ポート６１ｄから出力される。第１の出力ポート６１ｃからは信号光は出力されない。
【０１２１】
第２の光スイッチ６２は、第２の入力ポート６２ｂで制御信号を入力せず、第１の入力ポート６２ａで第１の光スイッチ６１の第２の出力ポート６１ｃからの信号光を受け取らないため、第１及び第２の出力ポート６２ｃ、６２ｄから信号光は出力されない。
【０１２２】
第３の光スイッチ６３は、第１の入力ポート６３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力するが、第２の入力ポート６３ｂでの入力がないため、信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート６３ｃから出力され、第２の出力ポート６３ｄから出力光は出力されない。この第２の出力ポート４３ｄからの出力信号がこの光ＮＯＲ回路の演算結果となる。
【０１２３】
図１４（ｄ）は第１の光スイッチ６１の第２の入力ポート６１ｂに入力される制御光がオン、第２の光スイッチ６２の第２の入力ポート６２ｂに入力される制御光もオンの場合である。
【０１２４】
この場合、第１の光スイッチ６１では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Ｓは光路を変えて第２の出力ポート６１ｄから出力される。第１の出力ポート６１ｃからは信号光は出力されない。
【０１２５】
第２の光スイッチ６２は、第２の入力ポート６２ｂで制御光を入力するが、第１の入力ポート６２ａで第１の光スイッチ６１の第１の出力ポート６１ｃから信号光を受け取らないため、第１及び第２の出力ポート６２ｃ、６２ｄから信号光は出力されない。
【０１２６】
第３の光スイッチ６３は、第１の入力ポート６３ａで１５５０ｎｍの連続光を信号光Ｓとして入力し、第２の入力ポート６３ｂで制御光を受け取らないため、信号光Ｓは第１の出力ポート６３ｃから出力され、第２の出力ポート６３ｄから信号光は出力されない。この第２の出力ポート６３ｄからの出力信号がこの光ＮＯＲ回路の演算結果となる。
【０１２７】
図１５は、本発明による光ＮＯＴ回路の構成を模式的に示す図である。第１及び第２の光スイッチ７１、７２は、それぞれ第１の入力ポート７１ａ、７２ａ；第２の入力ポート７１ｂ、７２ｂ；第１の出力ポート７１ｃ、７２ｃ；第２の出力ポート７１ｄ、７２ｄを有する。ただし、第１の光スイッチ７１は波長６５０ｎｍの光を信号光とするが、第２の光スイッチ７３は波長１５５０ｎｍの光を信号光とし、第１の光スイッチ７１は波長１５５０ｎｍの光を制御光とするが、第２の光スイッチ７３は波長６５０ｎｍの光を制御光とする。
【０１２８】
この光ＮＯＴ回路では、第１の光スイッチ７１の第２の出力ポート７１ｄが第２の光スイッチ７２の第２の入力ポート７２ｂに接続される。
【０１２９】
図１５（ａ）は第１の光スイッチ７１の第２の入力ポート７１ｂに入力される制御光がオフの場合である。
【０１３０】
この場合、第１の光スイッチ７１では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート７１ｃから出力される。第２の出力ポート７１ｄからは信号は出力されない。
【０１３１】
第２の光スイッチ７２は、第１の入力ポート７２ａで信号光Ｓを入力し、また第２の入力ポート７２ｂで制御光を入力しないため、熱レンズ形成光素子は形成されず、第１の出力ポート７２ｃから信号光が出力され、第２の出力ポート７２ｄから信号光は出力されない。
【０１３２】
この第１の出力ポート７２ｃからの出力信号がこの光ＮＯＴ回路の演算結果となる。
【０１３３】
図１５（ｂ）は第１の光スイッチ７１の第２の入力ポート７１ｂに入力される制御光がオンの場合である。
【０１３４】
この場合、第１の光スイッチ７１では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Ｓは第２の出力ポート７１ｄから出力される。第１の出力ポート７１ｃからは信号光は出力されない。
【０１３５】
第２の光スイッチ７２は、第１の入力ポート７２ａで信号光Ｓを入力し、また第２の入力ポート７２ｂでも制御光を入力するため、熱レンズ形成光素子が形成され、第１の出力ポート７２ｃから信号光が出力されず、第２の出力ポート７２ｄから信号光が出力される。
【０１３６】
この第１の出力ポート７２ｃからの出力信号がこの光ＮＯＴ回路の演算結果となる。
【０１３７】
図１６は、本発明による光ＮＯＴ回路の別の構成を模式的に示す図である。第１及び第２の光スイッチ８１、８２は、それぞれ第１の入力ポート８１ａ、８２ａ；第２の入力ポート８１ｂ、８２ｂ；第１の出力ポート８１ｃ、８２ｃ；第２の出力ポート８１ｄ、８２ｄを有する。ただし、第１の光スイッチ８１は波長６５０ｎｍの光を信号光とするが、第２の光スイッチ８３は波長１５５０ｎｍの光を信号光とし、第１の光スイッチ８１は波長１５５０ｎｍの光を制御光とするが、第２の光スイッチ８３は波長６５０ｎｍの光を制御光とする。
【０１３８】
この光ＮＯＴ回路では、第１の光スイッチ８１の第１の出力ポート８１ｃが第２の光スイッチ８２の第２の入力ポート８２ｂに接続される。
【０１３９】
図１６（ａ）は第１の光スイッチ８１の第２の入力ポート８１ｂに入力される制御光がオフの場合である。
【０１４０】
この場合、第１の光スイッチ８１では熱レンズ形成光素子が形成されないため信号光Ｓはそのまま第１の出力ポート８１ｃから出力される。第２の出力ポート８１ｄからは信号光は出力されない。
【０１４１】
第２の光スイッチ８２は、第１の入力ポート８２ａで信号光Ｓを入力し、また第２の入力ポート８２ｂで制御光を入力するため、熱レンズ形成光素子が形成され、第１の出力ポート８２ｃから信号光は出力されず、第２の出力ポート８２ｄから信号光が出力される。この第１の出力ポート８２ｄからの出力信号がこの光ＮＯＴ回路の演算結果となる。
【０１４２】
図１６（ｂ）は第１の光スイッチ８１の第２の入力ポート８１ｂに入力される制御光がオンの場合である。
【０１４３】
この場合、第１の光スイッチ８１では熱レンズ形成光素子が形成されるため信号光Ｓは第２の出力ポート８１ｄから出力される。第１の出力ポート８１ｃからは信号光は出力されない。
【０１４４】
第２の光スイッチ８２は、第１の入力ポート８２ａで信号光Ｓを入力し、また第２の入力ポート８２ｂでは制御光を入力しないため、熱レンズ形成光素子が形成されず、第１の出力ポート８２ｃから信号光が出力され、第２の出力ポート８２ｄから信号光は出力されない。この第１の出力ポート８２ｄからの出力信号がこの光ＮＯＴ回路の演算結果となる。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】本発明の光論理回路で用いる光制御型光スイッチの構成の説明図である。
【図２】熱レンズ形成光素子の光吸収層へ信号光と制御光とを同一の所に集光させるときに、制御光がない場合と制御光がある場合の信号光の出射の状況を示す図である。
【図３】熱レンズ形成光素子の概略構成を示す断面図である。
【図４ａ】集光しない場合の信号光が偏向する状況の説明図である。
【図４ｂ】集光した場合の信号光が偏向する状況の説明図である。
【図５】制御光を照射しない場合と、制御光のパワーを変えて照射した場合の光強度分布を示す図である。
【図６】制御光パワーと偏向角との関係を示すグラフである。
【図７】光吸収層の位置と偏向角との関係を示すグラフである。
【図８】非偏向光と偏向光の分離距離の関係を示すグラフである。
【図９】本発明で用いる別例の光スイッチの２芯光ファイバーフェルールの概念図である。
【図１０】図１１〜図１６の論理回路の熱レンズ形成光素子の光吸収層に用いた色素の吸収・透過特性を示す図である。
【図１１】本発明による光ＡＮＤ回路の構成を模式的に示す図である。
【図１２】本発明による光ＯＲ回路の構成を模式的に示す図である。
【図１３】本発明による光ＮＡＮＤ回路の構成を模式的に示す図である。
【図１４】本発明による光ＮＯＲ回路の構成を模式的に示す図である。
【図１５】本発明による光ＮＯＴ回路の構成を模式的に示す図である。
【図１６】本発明による光ＮＯＴ回路の別の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１４６】
１ 信号光
２、４ 入力ポート
３ 制御光
５、６、１１ コリメートレンズ
７ 分離器
８、１５ ミラー
９、１４、１６ 集光レンズ
１０ 熱レンズ形成光素子
１２ 波長選択透過フィルター
１３ 分岐ミラー
１７、１８ 出力ポート
３１、４１、５１、６１、７１、８１ 第１の光スイッチ
３２、４２、５２、６２、７２、８２ 第２の光スイッチ
３３、４３、５３、６３ 第３の光スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光を入射する第１の入力ポートと、
信号光とは異なる波長を有する制御光を入射する第２の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に制御光と信号光とを各々集光点を光軸に対して直角方向で異ならせて集光させる集光部を備え、
レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第１の出力ポートと、
偏向光として出射した信号光を出力する第２の出力ポートと、
熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第１の出力ポートから出力させ、偏向光は第２の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる光制御型光スイッチを少なくとも２以上接続して論理回路を構成したことを特徴とする光論理回路。
【請求項２】
信号光と異なる波長の制御光を入射する光スイッチと、該光スイッチの信号光とは異なる波長の信号光と該光スイッチの制御光とは異なる波長の制御光を入力する光スイッチを複数組み合わせることにより論理回路を構成したことを特徴とする請求項１に記載の光論理回路。
【請求項３】
信号光と異なる波長の制御光を入射する光スイッチと、該光スイッチの信号光と同じ波長の信号光と該光スイッチの制御光と同じ波長の制御光を入力する光スイッチを複数組み合わせることにより論理回路を構成したことを特徴とする請求項１に記載の光論理回路。
【請求項４】
信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、
該第１の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を信号光として入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチと、
信号光を入力する第１の入力ポートと該第２の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第３の光スイッチを備え、
該第３の光スイッチの第２の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＡＮＤ回路を構成することを特徴とする請求項１ない３のいずれか一項に記載の光論理回路。
【請求項５】
信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、
該第１の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を信号光として入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチと、
信号光を入力する第１の入力ポートと該第２の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第３の光スイッチを備え、
該第３の光スイッチの第１の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＯＲ回路を構成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光論理回路。
【請求項６】
信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、
該第１の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を信号光として入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチと、
信号光を入力する第１の入力ポートと該第２の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第３の光スイッチを備え、
該第３の光スイッチの第１の出力ポートの光を論理演算結果とするＮＡＮＤ回路を構成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光論理回路。
【請求項７】
信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、
該第１の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を信号光として入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチと、
信号光を入力する第１の入力ポートと該第２の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第３の光スイッチを備え、
該第３の光スイッチの第２の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＮＯＲ回路を構成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光論理回路。
【請求項８】
信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、
信号光を入力する第１の入力ポートと該第１の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチを備え、
該第２の光スイッチの第１の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＮＯＴ回路を構成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光論理回路。
【請求項９】
信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、
信号光を入力する第１の入力ポートと該第１の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチを備え、
該第２の光スイッチの第２の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＮＯＴ回路を構成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光論理回路。
【請求項１】
信号光を入射する第１の入力ポートと、
信号光とは異なる波長を有する制御光を入射する第２の入力ポートと、
制御光に対し吸収性を示し信号光に対し透過性を示す波長帯域を持つ光吸収層を有する熱レンズ形成光素子と、
光吸収層に制御光と信号光とを各々集光点を光軸に対して直角方向で異ならせて集光させる集光部を備え、
レンズ形成光素子は、光吸収層が制御光を吸収した領域及びその周辺領域に起こる温度上昇に起因して可逆的に生ずる屈折率の分布に基づいた熱レンズを用いることによって、制御光が照射されず熱レンズが形成されない場合は信号光を進行方向を変えない非偏向光として出射する状態と、制御光が照射されて熱レンズが形成された場合は信号光を進行方向を変えた偏向光として出射する状態とを、制御光の照射の有無に対応させて実現させ、
さらに、非偏向光として出射した信号光を出力する第１の出力ポートと、
偏向光として出射した信号光を出力する第２の出力ポートと、
熱レンズ形成光素子より出射した信号光のうち、非偏向光は第１の出力ポートから出力させ、偏向光は第２の出力ポートから出力させる信号光光路切替部とを備えてなる光制御型光スイッチを少なくとも２以上接続して論理回路を構成したことを特徴とする光論理回路。
【請求項２】
信号光と異なる波長の制御光を入射する光スイッチと、該光スイッチの信号光とは異なる波長の信号光と該光スイッチの制御光とは異なる波長の制御光を入力する光スイッチを複数組み合わせることにより論理回路を構成したことを特徴とする請求項１に記載の光論理回路。
【請求項３】
信号光と異なる波長の制御光を入射する光スイッチと、該光スイッチの信号光と同じ波長の信号光と該光スイッチの制御光と同じ波長の制御光を入力する光スイッチを複数組み合わせることにより論理回路を構成したことを特徴とする請求項１に記載の光論理回路。
【請求項４】
信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、
該第１の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を信号光として入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチと、
信号光を入力する第１の入力ポートと該第２の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第３の光スイッチを備え、
該第３の光スイッチの第２の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＡＮＤ回路を構成することを特徴とする請求項１ない３のいずれか一項に記載の光論理回路。
【請求項５】
信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、
該第１の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を信号光として入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチと、
信号光を入力する第１の入力ポートと該第２の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第３の光スイッチを備え、
該第３の光スイッチの第１の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＯＲ回路を構成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光論理回路。
【請求項６】
信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、
該第１の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を信号光として入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチと、
信号光を入力する第１の入力ポートと該第２の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第３の光スイッチを備え、
該第３の光スイッチの第１の出力ポートの光を論理演算結果とするＮＡＮＤ回路を構成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光論理回路。
【請求項７】
信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、
該第１の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を信号光として入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチと、
信号光を入力する第１の入力ポートと該第２の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第３の光スイッチを備え、
該第３の光スイッチの第２の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＮＯＲ回路を構成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光論理回路。
【請求項８】
信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、
信号光を入力する第１の入力ポートと該第１の光スイッチの第２の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチを備え、
該第２の光スイッチの第１の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＮＯＴ回路を構成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光論理回路。
【請求項９】
信号光を入力する第１の入力ポートと制御光を入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第１の光スイッチと、
信号光を入力する第１の入力ポートと該第１の光スイッチの第１の出力ポートからの出力光を制御光として入力する第２の入力ポート、及び制御光のオン／オフにより出力が切り替わる第１の出力ポートと第２の出力ポートを有し、制御光がオンのときには第２の出力ポートから信号光を出力光として出力し、制御光がオフのときには第１の出力ポートから信号光を出力光として出力する第２の光スイッチを備え、
該第２の光スイッチの第２の出力ポートの光出力のオン／オフを論理演算結果とするＮＯＴ回路を構成することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光論理回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−２５０１６８（Ｐ２００８−２５０１６８Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９３９１６（Ｐ２００７−９３９１６）
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１８年度独立行政法人科学技術振興機構「全光データ配信システムの開発」委託研究、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【出願人】（０００００２８２０）大日精化工業株式会社 (387)
【出願人】（５０３１８４２３４）株式会社インターエナジー (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１８年度独立行政法人科学技術振興機構「全光データ配信システムの開発」委託研究、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【出願人】（０００００２８２０）大日精化工業株式会社 (387)
【出願人】（５０３１８４２３４）株式会社インターエナジー (20)
【Ｆターム（参考）】
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