optical computer 光コンピューター
光に情報を担わせ,適当な光学機能素子により種々の演算を行わせようというもの。
光の高速性,アナログ処理が簡単などの性質に着目して構想された。
従来の電子的コンピューターでは,半導体の集積度の向上とともに導電路が細く長くなり、
信号の伝達速度の低下と発熱が問題となり始め,次世代コンピューターとして真剣に検討が始まった。
フォンノイマン型のディジタル方式,並列ディジタル方式,並列アナログ方式などが検討中だが,
素子開発が追いつかず本格的なものの実現は先。
optic bistable device,光双安定素子
光の強度や周波数,位相などが,同じ条件下で二つの安定な状態を示す素子。
外部からの光やそのほかの駆動信号によって状態が変化し,それまでの安定な状態からもう一つの安定な状態に不連続的に移行する。
ただ,外部からの信号が微弱な場合は,それまでの安定状能を保ち続ける。
この種の素子は,光情報の記憶や,光による論理演算に応用できるため,
将来の光コンピューターの重要な構成要素として期待されている。
self-electro-optic effect device(SEED)
光で演算を行なわせるシステムの基本素子である光双安定素子の一つの形態。
これによる光双安定動作は,10 nm 程度の厚さの半導体超薄膜で構成される量子井戸に,
直列抵抗を介して直流電庄を加えると実現する。
その際,量子井戸の光吸収の特性が電場の印加により変化する現象(量子閉じ込めシュクルク効果)が重要な役割を果たす。
小型化・並列化が可能で小電力で動作できるため,将来の光コンピューターの高密度デバイスとして期待される。
有機材料による光演算素子
2002年,大阪大学・横山正明教授が光電流増倍現象を引き起こす有機物と,有機エレクトロルミネッセンスを起こす有機物の重ねあわせで成功した。
素子は薄膜を積み重ねたもので,約1cm 四方,厚さ 0.6μm。
一方から光信号を入力すると,反対側から答えの光信号を出す。
光電流増倍現象
横山正明教授が1994年に発見した現象で,電圧をかけた状態で光をあてると,電流が10数万倍に増幅される現象。
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