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特許7595815光演算装置および光演算装置におけるマッハツェンダー干渉計の調整方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-28
(45)【発行日】2024-12-06
(54)【発明の名称】光演算装置および光演算装置におけるマッハツェンダー干渉計の調整方法
(51)【国際特許分類】
G02F 3/00 20060101AFI20241129BHJP
G06E 3/00 20060101ALI20241129BHJP
【ＦＩ】
G02F3/00
G06E3/00
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2024535178
(86)(22)【出願日】2024-02-19
(86)【国際出願番号】 JP2024005639
【審査請求日】2024-06-12
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003166
【氏名又は名称】弁理士法人山王内外特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】白尾 瑞基
【審査官】林 祥恵
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３５４９３８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１４／１５５６４２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】SAFAEE, S. M. R. et al.，"Mitigating phase error accumulation in programming MZI-based optical processors"，2023 INTERNATIONAL CONFERENCE ON PHOTONICS IN SWITCHING AND COMPUTING (PSC)，2023年11月02日，pp.1-3
【文献】MOWER, J. et al.，"An integrated programmable quantum photonic processor for linear optics"，2014 CONFERENCE ON LASERS AND ELECTRO-OPTICS (CLEO)- LASER SCIENCE TO PHOTONIC APPLICATIONS，2014年06月08日，pp.1-2
【文献】ALEXIEV, C. et al.，"Calibration rectangular interferometer meshes with external photodetectors"，OSA CONTINUUM，2021年11月08日，Vol. 4, No.11，pp.2892-2904
【文献】MOJAVER, K. (H.) R. et al.，"A modified mesh with individually monitored interferometers for fast programmable optical processor，2023 OPTICAL FIBER COMMUNICATIONS CONFERENCE AND EXHIBITION (OFC)，2023年03月05日，pp. 1-3
【文献】S. Pai et al.，"Parallel Programming of an Arbitrary Feedforward Photonic Network"，IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics，2020年09月，Vol. 26, No. 5，pp. 6100813-1- 6100813-13
【文献】K. H. R. Mojaver et al.，"Novel Approaches to Calibration and Programming of MZI-Based Optical Processors: Overcoming Challenges and Enhancing Performance"，2023 IEEE Photonics Society Summer Topicals Meeting Series (SUM)，2023年，pp. 1-2
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｆ １／００－１／１２５
Ｇ０２Ｆ １／２１－３／００
Ｇ０６Ｅ ３／００
ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
１列目に配置されるマッハツェンダー干渉計の数をＮ（Ｎは２以上の自然数）とすると、行数が２Ｎ＋１であり、列数が２Ｎである複数行複数列のマトリクスにおいて、奇数列に配置されるマッハツェンダー干渉計は偶数行に配置され、偶数列に配置されるマッハツェンダー干渉計は奇数行に配置されて構成される多段ＭＺＩアレイと、１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計それぞれに対応して配置され、それぞれが１行目に配置される対応するマッハツェンダー干渉計の第１の出力ポートに接続される複数のモニタ用光検知器と、
を備える光演算装置。
【請求項2】
１列目に配置されるマッハツェンダー干渉計の数をＮ（Ｎは２以上の自然数）とすると、行数が２Ｎ＋１であり、列数が２Ｎである複数行複数列のマトリクスにおいて、奇数列に配置されるマッハツェンダー干渉計は偶数行に配置され、偶数列に配置されるマッハツェンダー干渉計は奇数行に配置されて構成される多段ＭＺＩアレイと、
１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計すべてに対して共通に配置され、１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計の第１の出力ポートに接続されるモニタ用光検知器と、
を備える光演算装置。
【請求項3】
前記多段ＭＺＩアレイにおいて、1行目２列目のマッハツェンダー干渉計のインデックスを０とし、１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計のインデックスを列の順に１ずつ増やし、１行目Ｎ列目のマッハツェンダー干渉計の後に２行目１列目のマッハツェンダー干渉計とし、２行目に配置されるマッハツェンダー干渉計のインデックスを列の順に１ずつ増やし、同様にして２Ｎ＋１行目Ｎ列目のマッハツェンダー干渉計までインデックスを［Ｎ×（２Ｎ＋１）－１］まで順に付される請求項１または請求項２に記載の光演算装置。
【請求項4】
最下行に配置されるマッハツェンダー干渉計の第２の出力ポートに接続される第２のモニタ用光検知器を備える請求項１または請求項２に記載の光演算装置。
【請求項5】
１列目に配置されるマッハツェンダー干渉計の数をＮ（Ｎは２以上の自然数）とすると、行数が２Ｎ＋１であり、列数が２Ｎである複数行複数列のマトリクスにおいて、奇数列に配置されるマッハツェンダー干渉計は偶数行に配置され、偶数列に配置されるマッハツェンダー干渉計は奇数行に配置されて構成される多段ＭＺＩアレイと、
１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計の第１の出力ポートに接続される第１のモニタ用光検知器と、
最下行に配置されるマッハツェンダー干渉計それぞれに対応して配置され、それぞれが最下行に配置される対応するマッハツェンダー干渉計の第２の出力ポートに接続される複数の第２のモニタ用光検知器と、
を備える光演算装置。
【請求項6】
前記第１のモニタ用光検知器は、１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計それぞれに対応して配置される請求項５に記載の光演算装置。
【請求項7】
１列目に配置されるマッハツェンダー干渉計の数をＮ（Ｎは２以上の自然数）とすると、行数が２Ｎ＋１であり、列数が２Ｎである複数行複数列のマトリクスにおいて、奇数列に配置されるマッハツェンダー干渉計は偶数行に配置され、偶数列に配置されるマッハツェンダー干渉計は奇数行に配置されて構成される多段ＭＺＩアレイと、
１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計の第１の出力ポートに接続される第１のモニタ用光検知器と、
最下行に配置されるマッハツェンダー干渉計すべてに対して共通に配置され、最下行に配置されるマッハツェンダー干渉計の第２の出力ポートに接続される第２のモニタ用光検知器と、
を備える光演算装置。
【請求項8】
前記第１のモニタ用光検知器は、１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計すべてに対して共通に配置される請求項７に記載の光演算装置。
【請求項9】
前記多段ＭＺＩアレイにおいて、1行目２列目のマッハツェンダー干渉計のインデックスを０とし、１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計のインデックスを列の順に１ずつ増やし、１行目Ｎ列目のマッハツェンダー干渉計の後に２行目１列目のマッハツェンダー干渉計とし、２行目に配置されるマッハツェンダー干渉計のインデックスを列の順に１ずつ増やし、同様にして２Ｎ＋１行目Ｎ列目のマッハツェンダー干渉計までインデックスを［Ｎ×（２Ｎ＋１）－１］まで順に付される請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の光演算装置。
【請求項10】
１列目に配置されるマッハツェンダー干渉計の数をＮ（Ｎは２以上の自然数）とすると、行数が２Ｎ＋１であり、列数が２Ｎである複数行複数列のマトリクスにおいて、奇数列に配置されるマッハツェンダー干渉計は偶数行に配置され、偶数列に配置されるマッハツェンダー干渉計は奇数行に配置されて構成される多段ＭＺＩアレイと、１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計の第１の出力ポートに接続されるモニタ用光検知器とを備える光演算装置におけるマッハツェンダー干渉計の調整方法であって、分岐比ばらつきを補償する調整対象となるマッハツェンダー干渉計に対し、調整対象となるマッハツェンダー干渉計を光が通過する光導波経路における前列に配置されるマッハツェンダー干渉計はスルー状態とされ、当該光導波経路における後列に配置されるマッハツェンダー干渉計はクロス状態とされ、調査対象となるマッハツェンダー干渉計における分岐比ばらつきを補償する調整が行われ、
調整対象となる１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計は自身の第１の入力ポートに光信号が入力され、自身の第１の出力ポートに接続される前記モニタ用光検知器に光信号が出力されて調整が行われ、
調整対象となる２行目以降に配置されるマッハツェンダー干渉計は調査済のマッハツェンダー干渉計のみを光導波路経路とされて調整が行われる、
光演算装置におけるマッハツェンダー干渉計の調整方法。
【請求項11】
前記モニタ用光検知器は１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計それぞれに対応して配置され、１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計の調整は、配置される列数の小さい順に、自身の第１の入力ポートに光信号が入力され、自身の第１の出力ポートに接続される自身に対応するモニタ用光検知器に光信号が出力されて調整が行われる、
請求項１０に記載の光演算装置におけるマッハツェンダー干渉計の調整方法。
【請求項12】
前記モニタ用光検知器は１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計すべてに対して共通に配置され、１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計の調整は、配置される列数の大きい順に、自身の第１の入力ポートに光信号が入力され、自身の第１の出力ポートに接続される共通のモニタ用光検知器に光信号が出力されて調整が行われる、
請求項１０に記載の光演算装置におけるマッハツェンダー干渉計の調整方法。
【請求項13】
１列目に配置されるマッハツェンダー干渉計の数をＮ（Ｎは２以上の自然数）とすると、行数が２Ｎ＋１であり、列数が２Ｎである複数行複数列のマトリクスにおいて、奇数列に配置されるマッハツェンダー干渉計は偶数行に配置され、偶数列に配置されるマッハツェンダー干渉計は奇数行に配置されて構成される多段ＭＺＩアレイと、１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計の第１の出力ポートに接続される第１のモニタ用光検知器と、最下行に配置されるマッハツェンダー干渉計の第２の出力ポートに接続される第２のモニタ用光検知器とを備える光演算装置におけるマッハツェンダー干渉計の調整方法であって、分岐比ばらつきを補償する調整対象となる１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計は自身の第１の入力ポートに光信号が入力され、自身の第１の出力ポートに接続される前記第１のモニタ用光検知器に光信号が出力されて調整が行われ、同時に、分岐比ばらつきを補償する調整対象となる最下行に配置されるマッハツェンダー干渉計は自身の第２の入力ポートに光信号が入力され、自身の第２の出力ポートに接続される前記第２のモニタ用光検知器に光信号が出力されて調整が行われ、
複数行を前半部と後半部の２つに分割し、前半部の２行目から前半部の最下行まで順に、また、最下行から１つ前の行から後半部の最上行まで順に、行毎に前半部の行に配置されるマッハツェンダー干渉計と後半部の行に配置されるマッハツェンダー干渉計を同時に分岐比ばらつきを補償する調整が行われ、各行に配置されるマッハツェンダー干渉計は調査済のマッハツェンダー干渉計のみを光導波路経路とされて調整が行われる、
光演算装置におけるマッハツェンダー干渉計の調整方法。
【請求項14】
前記第１のモニタ用光検知器は１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計それぞれに対応して配置され、前記第２のモニタ用光検知器は最下行に配置されるマッハツェンダー干渉計それぞれに対応して配置され、
１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計の調整は、配置される列数の小さい順に、自身の第１の入力ポートに光信号が入力され、自身の第１の出力ポートに接続される自身に対応する第１のモニタ用光検知器に光信号が出力されて調整が行われ、
最下行に配置されるマッハツェンダー干渉計の調整は、配置される列数の小さい順に、自身の第１の入力ポートに光信号が入力され、自身の第２の出力ポートに接続される自身に対応する第２のモニタ用光検知器に光信号が出力されて調整が行われる、
請求項１３に記載の光演算装置におけるマッハツェンダー干渉計の調整方法。
【請求項15】
前記第１のモニタ用光検知器は１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計すべてに対して共通に配置され、前記第２のモニタ用光検知器は最下行に配置されるマッハツェンダー干渉計すべてに対して共通に配置され、
１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計の調整は、配置される列数の大きい順に、自身の第１の入力ポートに光信号が入力され、自身の第１の出力ポートに接続される共通の第１のモニタ用光検知器に光信号が出力されて調整が行われ、
最下行に配置されるマッハツェンダー干渉計の調整は、配置される列数の大きい順に、自身の第１の入力ポートに光信号が入力され、自身の第２の出力ポートに接続される共通の第２のモニタ用光検知器に光信号が出力されて調整が行われる、
請求項１３に記載の光演算装置におけるマッハツェンダー干渉計の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、多段のマッハツェンダー干渉計（ＭＺＩ：Mach-Zehnder interferometer、以下ＭＺＩという）が長方形に配置構成される多段ＭＺＩアレイを有する光演算装置および光演算装置におけるＭＺＩの調整方法に関する。
【背景技術】
【0002】
光導波路を進行する光の干渉を用いた線形演算を行うアナログコンピューティング技術を用いた光演算回路において、マルチポート干渉計メッシュとして、三角配置の構成であるReck型メッシュに対してコンパクトで光損失が少ない長方形の配置構成であるClements型メッシュが非特許文献１に示されている。
非特許文献１に示されたClements型メッシュは、Ｎ個の入力とＮ個の出力検出器およびＭ列のＭＺＩを有する。
奇数列に配置されるＭＺＩはＮ／２個であり、偶数列に配置されるＭＺＩは（Ｎ／２－１）個である。
非特許文献１に示されたClements型メッシュは、Ｎ個の入力とＮ個の出力検出器およびＭ列のＭＺＩを有する。
奇数列に配置されるＭＺＩはＮ／２個であり、偶数列に配置されるＭＺＩは（Ｎ／２－１）個である。
【0003】
また、非特許文献１に示されたClements型メッシュにおける各ＭＺＩに対する製造ばらつきによる位相誤差を補償するための校正は、最初にメッシュ内の最も長い対角線に沿って最下行のＭＺＩから順に最上行のＭＺＩに向かって行い、次に、対角線に対して最下行のＭＺＩを除き最下行の一つ上の行のＭＺＩを結ぶ線に沿って順に最上行のＭＺＩに向かって行い、同様にして、最終列のＭＺＩを結ぶ線に沿って最上行のＭＺＩを行い、同様にして下の奇数行に対して順に行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【文献】Christopher Alexiev et al. “Calibrating rectangular interferometer meshes with external photodetectors” OSA Continuum vol.4,N0.11/15 Nov.2021.P.P.2892-2904
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
非特許文献１に示されたClements型メッシュは、以上のように構成されているので、全てのＭＺＩに対しての校正時間が長くなってしまう。
また、非特許文献１に示されたClements型メッシュは、複数連結された最後尾のＭＺＩから構成を行うため、初期条件によっては検出される光強度が非常に弱くなり、構成が困難である。
しかも、非特許文献１に示されたClements型メッシュは、光が入力される入力ノードから光が出力される出力ノードまでの光の導波経路に校正されていないＭＺＩが必ず存在するため、出力ノードにおける光の検出精度が落ちる。
また、非特許文献１に示されたClements型メッシュは、複数連結された最後尾のＭＺＩから構成を行うため、初期条件によっては検出される光強度が非常に弱くなり、構成が困難である。
しかも、非特許文献１に示されたClements型メッシュは、光が入力される入力ノードから光が出力される出力ノードまでの光の導波経路に校正されていないＭＺＩが必ず存在するため、出力ノードにおける光の検出精度が落ちる。
【0006】
本開示は上記課題を解決するものであり、多段のＭＺＩが長方形に配置構成される多段ＭＺＩアレイを有する光演算装置において、多段ＭＺＩアレイにおけるＭＺＩの調整が短い時間で行える光演算装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示に係る光演算装置は、１列目に配置されるマッハツェンダー干渉計の数をＮ（Ｎは２以上の自然数）とすると、行数が２Ｎ＋１であり、列数が２Ｎである複数行複数列のマトリクスにおいて、奇数列に配置されるマッハツェンダー干渉計は偶数行に配置され、偶数列に配置されるマッハツェンダー干渉計は奇数行に配置され、マッハツェンダー干渉計が長方形に配置構成される多段ＭＺＩアレイと、１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計それぞれに対応して配置され、それぞれが１行目に配置される対応するマッハツェンダー干渉計の第１の出力ポートに接続されるモニタ用光検知器とを備える。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、光演算装置における長方形に配置構成される多段ＭＺＩアレイにおけるＭＺＩの調整が短い時間で行える。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施の形態１に係る光演算装置における構成を概念的に示す概略図である。
【図2】実施の形態１に係る光演算装置におけるＭＺＩの構成を示す図である。
【図3】実施の形態１に係る光演算装置におけるＭＺＩの構成を示す図である。
【図4】実施の形態１に係る光演算装置におけるＭＺＩの構成を示す図である。
【図5】実施の形態１に係る光演算装置におけるＭＺＩの調整方法における手順を示すフローチャートである。
【図6】実施の形態１に係る光演算装置において、調整対象であるＭＺＩ３３に対する調整のための光の導波経路を示す概略図である。
【図7】実施の形態２に係る光演算装置における構成を概念的に示す概略図である。
【図8】実施の形態２に係る光演算装置におけるＭＺＩの調整方法における手順を示すフローチャートである。
【図9】実施の形態２に係る光演算装置において、調整対象であるＭＺＩ９およびＭＺＩ２５に対する調整のための光の導波経路を示す概略図である。
【図10】実施の形態３に係る光演算装置における構成を概念的に示す概略図である。
【図11】実施の形態４に係る光演算装置における構成を概念的に示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
実施の形態１．
実施の形態１に係る光演算装置を図１から図６を用いて説明する。
実施の形態１に係る光演算装置は、光導波路を進行する光の干渉を用いた線形演算を行うアナログコンピューティング技術を用いた光演算回路を備えた光演算装置である。
光演算回路は、基板の表面に形成された長方形の配置構成であるClements型の多段ＭＺＩアレイにより構成される。
実施の形態１に係る光演算装置を図１から図６を用いて説明する。
実施の形態１に係る光演算装置は、光導波路を進行する光の干渉を用いた線形演算を行うアナログコンピューティング技術を用いた光演算回路を備えた光演算装置である。
光演算回路は、基板の表面に形成された長方形の配置構成であるClements型の多段ＭＺＩアレイにより構成される。
【0011】
実施の形態１に係る光演算装置は、多段ＭＺＩアレイ１と複数のモニタ用光検知器ＭＰＤを備える。
多段ＭＺＩアレイ１は入力ノードに入力された光信号をユニタリ変換して出力ノードに出力する集積型光ユニタリ変換器である。
多段ＭＺＩアレイ１は入力ノードに入力された光信号をユニタリ変換して出力ノードに出力する集積型光ユニタリ変換器である。
【0012】
多段ＭＺＩアレイ１は、複数行複数列のマトリクスにおいて、奇数列に配置されるマッハツェンダー干渉計（以下、ＭＺＩという）は偶数行に配置され、偶数列に配置されるＭＺＩは奇数行に配置され、ＭＺＩが長方形に配置構成される。
各ＭＺＩは第１の入力ポートPort1と第２の入力ポートPort2と第１の出力ポートPort3と第２の出力ポートPort4を有する。
複数のモニタ用光検知器ＭＰＤはそれぞれ１行目に配置される対応したＭＺＩの第１の出力ポートに接続されるフォトダイオードである。
各ＭＺＩは第１の入力ポートPort1と第２の入力ポートPort2と第１の出力ポートPort3と第２の出力ポートPort4を有する。
複数のモニタ用光検知器ＭＰＤはそれぞれ１行目に配置される対応したＭＺＩの第１の出力ポートに接続されるフォトダイオードである。
【0013】
多段ＭＺＩアレイ１は、実施の形態１では、１列目に配置されるＭＺＩ、つまり入力段のＭＺＩの数をＮ（Ｎは２以上の自然数）とすると、行数が２Ｎ＋１であり、列数、つまり段数が２Ｎである。
各行に配置されるＭＺＩの数はＮである。
なお、段数は２Ｎより少なくてもよい。
各行に配置されるＭＺＩの数はＮである。
なお、段数は２Ｎより少なくてもよい。
【0014】
ＭＺＩに対するインデックスを次のように付す。
すなわち、1行目２列目のＭＺＩのインデックスを０とし、１行目に配置されるＭＺＩのインデックスを列の順に１ずつ増やし、１行目Ｎ列目のＭＺＩの後に２行目１列目のＭＺＩとし、２行目に配置されるＭＺＩのインデックスを列の順に１ずつ増やし、同様にして２Ｎ＋１行目Ｎ列目のＭＺＩまでインデックスを［Ｎ×（２Ｎ＋１）－１］まで順に付される。
各行において、配置されるＭＺＩのインデックスは列数が小さいと小さい番号である。
以下の説明において、各ＭＺＩを特定して示す場合はＭＺＩｉとして説明する。ｉは０から［Ｎ×（２Ｎ＋１）－１］までのインデックス番号である。
すなわち、1行目２列目のＭＺＩのインデックスを０とし、１行目に配置されるＭＺＩのインデックスを列の順に１ずつ増やし、１行目Ｎ列目のＭＺＩの後に２行目１列目のＭＺＩとし、２行目に配置されるＭＺＩのインデックスを列の順に１ずつ増やし、同様にして２Ｎ＋１行目Ｎ列目のＭＺＩまでインデックスを［Ｎ×（２Ｎ＋１）－１］まで順に付される。
各行において、配置されるＭＺＩのインデックスは列数が小さいと小さい番号である。
以下の説明において、各ＭＺＩを特定して示す場合はＭＺＩｉとして説明する。ｉは０から［Ｎ×（２Ｎ＋１）－１］までのインデックス番号である。
【0015】
また、以下の説明において、図１に示すように、入力段に４個のＭＺＩが配置され、入力ノードの数が８、出力ノードの数が８である、４×４のClements型の多段ＭＺＩアレイを例にとって説明する。
図１において、四角枠で囲まれた０～３５の数字はＭＺＩを示すとともにＭＺＩのインデックス番号を示している。
図１に示した多段ＭＺＩアレイ１において、Ｎは４であり、行数は９（２Ｎ＋１）、列数が８（２Ｎ）、入力段が１列目、出力段が最終列である８列目である。
図１において、四角枠で囲まれた０～３５の数字はＭＺＩを示すとともにＭＺＩのインデックス番号を示している。
図１に示した多段ＭＺＩアレイ１において、Ｎは４であり、行数は９（２Ｎ＋１）、列数が８（２Ｎ）、入力段が１列目、出力段が最終列である８列目である。
【0016】
１行目にインデックスが０～４のＭＺＩが、２行目にインデックスが５～７のＭＺＩが、３行目にインデックスが８～１１のＭＺＩが、４行目にインデックスが１２～１５のＭＺＩが、５行目にインデックスが１６～１９のＭＺＩが、６行目にインデックスが２０～２３のＭＺＩが、７行目にインデックスが２４～２７のＭＺＩが、８行目にインデックスが２８～３１のＭＺＩが、９行目にインデックスが３２～３５のＭＺＩが、配置される。
【0017】
各行に配置されるＭＺＩの数は４（Ｎ）である。
したがって、入力ノードから出力ノードに至る全ての経路において、同じ数のＭＺＩを光信号が伝搬される。
その結果、多段ＭＺＩアレイにおいて、各経路の導波路損失が一定になるため、経路の対称性がよい。
したがって、入力ノードから出力ノードに至る全ての経路において、同じ数のＭＺＩを光信号が伝搬される。
その結果、多段ＭＺＩアレイにおいて、各経路の導波路損失が一定になるため、経路の対称性がよい。
【0018】
入力段に配置されたＭＺＩの第１の入力ポートPort1と第２の入力ポートPort2はそれぞれ２行目に配置されたＭＺＩ４から、４行目に配置されたＭＺＩ１２、６行目に配置されたＭＺＩ２０、８行目に配置されたＭＺＩ２６へ順に入力ノードｘ０～ｘ７に接続される。
入力ノードｘ０～ｘ７に光信号を出力する発光ダイオードである発光素子（図示せず）が接続される。
入力ノードｘ０～ｘ７に光信号を出力する発光ダイオードである発光素子（図示せず）が接続される。
【0019】
最終段である８列目に配置されたＭＺＩの内、１行目に配置されたＭＺＩ３の第２の出力ポートPort4は出力ノードｙ０に接続される。
最終段に配置されたＭＺＩの内、最下行である９行目に配置されたＭＺＩ３５の第１の出力ポートPort3は出力ノードｙ７に接続される。
最終段に配置されたＭＺＩの内、１行目と９行目の間である３行目に配置されたＭＺＩ１１、５行目に配置されたＭＺＩ１９、７行目に配置されたＭＺＩ２７の第１の出力ポートPort3と第２の出力ポートPort4は順に出力ノードｙ１～ｙ６に接続される。
出力ノードｙ０～ｙ７に光信号を入力されるフォトディテクタである光検出器（図示せず）が接続される。
最終段に配置されたＭＺＩの内、最下行である９行目に配置されたＭＺＩ３５の第１の出力ポートPort3は出力ノードｙ７に接続される。
最終段に配置されたＭＺＩの内、１行目と９行目の間である３行目に配置されたＭＺＩ１１、５行目に配置されたＭＺＩ１９、７行目に配置されたＭＺＩ２７の第１の出力ポートPort3と第２の出力ポートPort4は順に出力ノードｙ１～ｙ６に接続される。
出力ノードｙ０～ｙ７に光信号を入力されるフォトディテクタである光検出器（図示せず）が接続される。
【0020】
１行目に配置されたＭＺＩ０、ＭＺＩ１、ＭＺＩ２、ＭＺＩ３それぞれにおいて、第１の入力ポートPort1が対応するモニタ用入力ノードｐ０～ｐ３に接続され、第２の入力ポートPort2が２行目における隣接の前列に配置されたＭＺＩ４～ＭＺＩ７の第１の出力ポートPort3に光導波路により接続され、第１の出力ポートPort3が対応するモニタ用光検知器ＭＰＤ０～ＭＰＤ３に接続される。
【0021】
入力段および出力段と１行目と最下行のＭＺＩを除くＭＺＩｉそれぞれにおいて、第１の入力ポートPort1が隣接の前行における隣接の前列に配置されたＭＺＩの第２の出力ポートPort4に、第２の入力ポートPort2が隣接の後行における隣接の前列に配置されたＭＺＩの第１の出力ポートPort3に、それぞれ光導波路により接続される。
【0022】
最下行である９行目に配置されたＭＺＩ３２、ＭＺＩ３３、ＭＺＩ３４、ＭＺＩ３５それぞれにおいて、第１の入力ポートPort1が８行目における隣接の前列に配置されたＭＺＩ２８～ＭＺＩ３１の第２の出力ポートPort4に光導波路により接続され、第２の入力ポートPort2が対応するモニタ用入力ノードｐ４からｐ７に接続される。
【0023】
ＭＺＩ０からＭＺＩ３５それぞれは、分岐比の製造ばらつき（分岐比ばらつき）等を調整により補償可能な構成である図２から図４に示すいずれかのＭＺＩである。
図２に示すＭＺＩは、第１の入力ポートPort1と第１の出力ポートPort3を結ぶ第１の光導波路と、第２の入力ポートPort2と第２の出力ポートPort4を結ぶ第２の光導波路とを備え、θ位相シフタを有する。
図２に示すＭＺＩは、第１の入力ポートPort1と第１の出力ポートPort3を結ぶ第１の光導波路と、第２の入力ポートPort2と第２の出力ポートPort4を結ぶ第２の光導波路とを備え、θ位相シフタを有する。
【0024】
図３に示すＭＺＩは、第１の入力ポートPort1と第１の出力ポートPort3を結ぶ第１の光導波路と、第２の入力ポートPort2と第２の出力ポートPort4を結ぶ第２の光導波路とを備え、φ位相シフタおよびθ位相シフタを有する。
図４に示すＭＺＩは、第１の入力ポートPort1と第１の出力ポートPort3を結ぶ第１の光導波路と、第２の入力ポートPort2と第２の出力ポートPort4を結ぶ第２の光導波路とを備え、φ位相シフタ、θ位相シフタ、およびψ位相シフタを有する。
図４に示すＭＺＩは、第１の入力ポートPort1と第１の出力ポートPort3を結ぶ第１の光導波路と、第２の入力ポートPort2と第２の出力ポートPort4を結ぶ第２の光導波路とを備え、φ位相シフタ、θ位相シフタ、およびψ位相シフタを有する。
【0025】
図２から図４に示すＭＺＩは、第１の入力ポートPort1への入力光が第１の出力ポートPort3に出力され、第２の入力ポートPort2への入力光が第２の出力ポートPort４に出力されるスルー状態（Through state）と、第１の入力ポートPort1への入力光が第２の出力ポートPort４に出力され、第２の入力ポートPort2への入力光が第１の出力ポートPort3に出力されるクロス状態（Cross state）の２つの状態を取り得る。
【0026】
図２から図４に示すＭＺＩは半導体プロセスを用いて作製され、第１の光導波路および第２の光導波路はシリコンフォトニクスと呼ばれる単結晶シリコンをコア材料とした光導波路により形成される。
なお、光導波路を形成するコア材料とした単結晶シリコンの代わりに窒化シリコン（ＳiＮ）、アルミナ、または石英等を用いてもよい。
なお、光導波路を形成するコア材料とした単結晶シリコンの代わりに窒化シリコン（ＳiＮ）、アルミナ、または石英等を用いてもよい。
【0027】
モニタ用光検知器ＭＰＤ０～ＭＰＤ３はそれぞれｐｉｎ構造を有するフォトダイオードを適用し、材料としてシリコンフォトニクスの製造工程と相性の良いゲルマニウムを用いたフォトダイオードである。
なお、ゲルマニウムを用いたフォトダイオードの代わりにＩnＧaＡs等の化合物半導体を異種材料接合により集積化して形成したフォトダイオードであってもよい。
なお、ゲルマニウムを用いたフォトダイオードの代わりにＩnＧaＡs等の化合物半導体を異種材料接合により集積化して形成したフォトダイオードであってもよい。
【0028】
次に、実施の形態１に係る光演算装置におけるＭＺＩの調整方法について説明する。
すなわち、ＭＺＩｉの分岐比ばらつきを補償するため、位相調整領域の最適化をＭＺＩｉごとに行うＭＺＩの調整方法の手順を説明する。
すなわち、ＭＺＩｉの分岐比ばらつきを補償するため、位相調整領域の最適化をＭＺＩｉごとに行うＭＺＩの調整方法の手順を説明する。
【0029】
実施の形態１に係る光演算装置におけるＭＺＩの調整方法は、位相誤差を補償する調整対象となるＭＺＩｉに対し、調整対象ＭＺＩｉを通過する光導波経路における調整対象ＭＺＩｉの前列に配置されるＭＺＩはスルー状態とされ、光導波経路における後列に配置されるＭＺＩはクロス状態とされ、調整対象ＭＺＩｉにおける分岐比ばらつきを補償する調整が行われる
【0030】
実施の形態１に係る光演算装置におけるＭＺＩの調整方法は、調整対象となる１行目に配置されるＭＺＩｉは自身の第１の入力ポートPort1に光信号が入力され、自身の第１の出力ポートPort３に接続されるモニタ用光検知器ＭＰＤｋに光信号が出力されて調整が行われ、調整対象となる２行目以降に配置されるＭＺＩｉは調査済のＭＺＩｉのみを光導波路経路とされて調整が行われる。
実施の形態１に係る光演算装置におけるＭＺＩの調整方法は、インデックス０のＭＺＩからインデックス［Ｎ×（２Ｎ＋１）－１］のＭＺＩまでインデックス順に行われる。
実施の形態１に係る光演算装置におけるＭＺＩの調整方法は、インデックス０のＭＺＩからインデックス［Ｎ×（２Ｎ＋１）－１］のＭＺＩまでインデックス順に行われる。
【0031】
以下、実施の形態１に係る光演算装置におけるＭＺＩの調整方法の具体的な手順を、Ｎを４とした例について図５及び図６を用いて説明する。
ステップＳＴ１において、１行目に配置されたＭＺＩ０～ＭＺＩ３について、インデックス順に調整対象として調整する。
すなわち、ＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれに対し、インデックス順に対応するモニタ用入力ノードｐ０～ｐ３に光を入力し、対応するモニタ用光検知器ＭＰＤ０～ＭＰＤ３によりモニタしてＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれの分岐比ばらつきを補償する調整を行う。調整後、ＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれをスルー状態にする。
ステップＳＴ１において、１行目に配置されたＭＺＩ０～ＭＺＩ３について、インデックス順に調整対象として調整する。
すなわち、ＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれに対し、インデックス順に対応するモニタ用入力ノードｐ０～ｐ３に光を入力し、対応するモニタ用光検知器ＭＰＤ０～ＭＰＤ３によりモニタしてＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれの分岐比ばらつきを補償する調整を行う。調整後、ＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれをスルー状態にする。
【0032】
調整のための光導波路経路を以下に示す。
調整対象ＭＺＩ０に対してモニタ用入力ノードｐ０とし、光検知器をＭＰＤ０としたｐ０→ＭＺＩ０→ＭＰＤ０の光導波路経路により調整が行われる。
以下の説明において説明が煩雑になるので、符号による光導波路経路を示す。
調整対象ＭＺＩ１に対してｐ１→ＭＺＩ１→ＭＰＤ１。
調整対象ＭＺＩ２に対してｐ２→ＭＺＩ２→ＭＰＤ２。
調整対象ＭＺＩ３に対してｐ３→ＭＺＩ３→ＭＰＤ３。
ステップＳＴ１において、１行目に配置されたＭＺＩ０～ＭＺＩ３は調整が完了し、特性が既知となる。
調整対象ＭＺＩ０に対してモニタ用入力ノードｐ０とし、光検知器をＭＰＤ０としたｐ０→ＭＺＩ０→ＭＰＤ０の光導波路経路により調整が行われる。
以下の説明において説明が煩雑になるので、符号による光導波路経路を示す。
調整対象ＭＺＩ１に対してｐ１→ＭＺＩ１→ＭＰＤ１。
調整対象ＭＺＩ２に対してｐ２→ＭＺＩ２→ＭＰＤ２。
調整対象ＭＺＩ３に対してｐ３→ＭＺＩ３→ＭＰＤ３。
ステップＳＴ１において、１行目に配置されたＭＺＩ０～ＭＺＩ３は調整が完了し、特性が既知となる。
【0033】
ステップＳＴ２において、２行目に配置されたＭＺＩ４～ＭＺＩ７について、インデックス順に調整対象として調整する。
この時、入力ノードｘ０から入力段のＭＺＩ４の第１の入力ポートPort1に光が入力される。
また、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
この時、入力ノードｘ０から入力段のＭＺＩ４の第１の入力ポートPort1に光が入力される。
また、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
【0034】
以下に示す光導波路経路において、ＭＺＩｉの状態をＭＺＩｉの後にスルー状態を［Ｔ］、クロス状態を［Ｃ］として示す。
調整対象ＭＺＩ４に対してｘ０→ＭＺＩ４→ＭＺＩ０［Ｃ］→ＭＰＤ０。ＭＺＩ４は調整後スルー状態にされ、ＭＺＩ０もスルー状態にされる。
調整対象ＭＺＩ５に対してｘ０→ＭＺＩ４［Ｔ］→ＭＺＩ０［Ｔ］→ＭＺＩ５→ＭＺＩ１［Ｃ］→ＭＰＤ１。ＭＺＩ５は調整後スルー状態にされ、ＭＺＩ１もスルー状態にされる。
調整対象ＭＺＩ４に対してｘ０→ＭＺＩ４→ＭＺＩ０［Ｃ］→ＭＰＤ０。ＭＺＩ４は調整後スルー状態にされ、ＭＺＩ０もスルー状態にされる。
調整対象ＭＺＩ５に対してｘ０→ＭＺＩ４［Ｔ］→ＭＺＩ０［Ｔ］→ＭＺＩ５→ＭＺＩ１［Ｃ］→ＭＰＤ１。ＭＺＩ５は調整後スルー状態にされ、ＭＺＩ１もスルー状態にされる。
【0035】
調整対象ＭＺＩ６に対してｘ０→ＭＺＩ４［Ｔ］→ＭＺＩ０［Ｔ］→ＭＺＩ５［Ｔ］→ＭＺＩ１［Ｔ］→ＭＺＩ６→ＭＺＩ２［Ｃ］→ＭＰＤ２。ＭＺＩ６は調整後スルー状態にされ、ＭＺＩ２も調整後スルー状態にされる。
調整対象ＭＺＩ７に対してｘ０→ＭＺＩ４［Ｔ］→ＭＺＩ０［Ｔ］→ＭＺＩ５［Ｔ］→ＭＺＩ１［Ｔ］→ＭＺＩ６［Ｔ］→ＭＺＩ２［Ｔ］→ＭＺＩ７→ＭＺＩ３［Ｃ］→ＭＰＤ３。ＭＺＩ７は調整後スルー状態にされ、ＭＺＩ３もスルー状態にされる。
調整対象ＭＺＩ７に対してｘ０→ＭＺＩ４［Ｔ］→ＭＺＩ０［Ｔ］→ＭＺＩ５［Ｔ］→ＭＺＩ１［Ｔ］→ＭＺＩ６［Ｔ］→ＭＺＩ２［Ｔ］→ＭＺＩ７→ＭＺＩ３［Ｃ］→ＭＰＤ３。ＭＺＩ７は調整後スルー状態にされ、ＭＺＩ３もスルー状態にされる。
【0036】
要するに、２行目に配置されたＭＺＩ４～ＭＺＩ７はそれぞれ入力ノードｘ０から光が入力され、モニタ用光検知器ＭＰＤ０～ＭＰＤ３それぞれによりモニタされる。
２行目に配置されたＭＺＩ４～ＭＺＩ７の調整において、入力ノードｘ０から入力光が入力されるまで、および調整対象から出力された光がモニタ用光検知器ＭＰＤ０～ＭＰＤ３それぞれに至るまで特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをモニタ用光検知器ＭＰＤ０～ＭＰＤ３それぞれにより精度よく抽出することができる。
２行目に配置されたＭＺＩ４～ＭＺＩ７の調整において、入力ノードｘ０から入力光が入力されるまで、および調整対象から出力された光がモニタ用光検知器ＭＰＤ０～ＭＰＤ３それぞれに至るまで特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをモニタ用光検知器ＭＰＤ０～ＭＰＤ３それぞれにより精度よく抽出することができる。
【0037】
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光（導波路損失で失われるパワーを除く）をすべてモニタ用光検知器ＭＰＤ０～ＭＰＤ３それぞれで検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
【0038】
ステップＳＴ３において、３行目に配置されたＭＺＩ８～ＭＺＩ１１について、インデックス順に調整対象として調整する。
この時、入力ノードｘ１から入力段のＭＺＩ４の第２の入力ポートPort2に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
この時、入力ノードｘ１から入力段のＭＺＩ４の第２の入力ポートPort2に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
【0039】
調整対象ＭＺＩ８に対してｘ１→ＭＺＩ４［Ｔ］→ＭＺＩ８→ＭＺＩ５［Ｃ］→ＭＺＩ１［Ｃ］→ＭＰＤ１。
調整対象ＭＺＩ９に対してｘ１→ＭＺＩ４［Ｔ］→ＭＺＩ８［Ｔ］→ＭＺＩ５［Ｔ］→ＭＺＩ９→ＭＺＩ６［Ｃ］→ＭＺＩ２［Ｃ］→ＭＰＤ２。
調整対象ＭＺＩ９に対してｘ１→ＭＺＩ４［Ｔ］→ＭＺＩ８［Ｔ］→ＭＺＩ５［Ｔ］→ＭＺＩ９→ＭＺＩ６［Ｃ］→ＭＺＩ２［Ｃ］→ＭＰＤ２。
【0040】
調整対象ＭＺＩ１０に対してｘ１→ＭＺＩ４［Ｔ］→ＭＺＩ８［Ｔ］→ＭＺＩ５［Ｔ］→ＭＺＩ９［Ｔ］→ＭＺＩ６［Ｔ］→ＭＺＩ１０→ＭＺＩ７［Ｃ］→ＭＺＩ３［Ｃ］→ＭＰＤ３。
調整対象ＭＺＩ１１に対してｘ１→ＭＺＩ４［Ｔ］→ＭＺＩ８［Ｔ］→ＭＺＩ５［Ｔ］→ＭＺＩ９［Ｔ］→ＭＺＩ６［Ｔ］→ＭＺＩ１０［Ｔ］→ＭＺＩ７［Ｔ］→ＭＺＩ１１→ｙ１。
調整対象ＭＺＩ１１は出力ノードｙ１に接続される光検出器によりモニタされる。
以下の説明において、調整のための光導波路経路において示した出力ノードは、出力ノードに接続される光検出器を含めたものとする。
調整対象ＭＺＩ１１に対してｘ１→ＭＺＩ４［Ｔ］→ＭＺＩ８［Ｔ］→ＭＺＩ５［Ｔ］→ＭＺＩ９［Ｔ］→ＭＺＩ６［Ｔ］→ＭＺＩ１０［Ｔ］→ＭＺＩ７［Ｔ］→ＭＺＩ１１→ｙ１。
調整対象ＭＺＩ１１は出力ノードｙ１に接続される光検出器によりモニタされる。
以下の説明において、調整のための光導波路経路において示した出力ノードは、出力ノードに接続される光検出器を含めたものとする。
【0041】
要するに、３行目に配置されたＭＺＩ８～ＭＺＩ１１はそれぞれ入力ノードｘ１から光が入力され、モニタ用光検知器ＭＰＤ１～ＭＰＤ３、出力ノードｙ１に接続される光検出器それぞれによりモニタされる。
３行目に配置されたＭＺＩ８～ＭＺＩ１１の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光をすべて検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
３行目に配置されたＭＺＩ８～ＭＺＩ１１の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光をすべて検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
【0042】
ステップＳＴ４において、４行目に配置されたＭＺＩ１２～ＭＺＩ１５について、インデックス順に調整対象として調整する。
この時、入力ノードｘ２から入力段のＭＺＩ１２の第１の入力ポートPort1に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
この時、入力ノードｘ２から入力段のＭＺＩ１２の第１の入力ポートPort1に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
【0043】
調整対象ＭＺＩ１２に対してｘ２→ＭＺＩ１２→ＭＺＩ８［Ｃ］→ＭＺＩ５［Ｃ］→ＭＺＩ１［Ｃ］→ＭＰＤ１。
調整対象ＭＺＩ１３に対してｘ２→ＭＺＩ１２［Ｔ］→ＭＺＩ８［Ｔ］→ＭＺＩ１３→ＭＺＩ９［Ｃ］→ＭＺＩ６［Ｃ］→ＭＺＩ２［Ｃ］→ＭＰＤ２。
調整対象ＭＺＩ１３に対してｘ２→ＭＺＩ１２［Ｔ］→ＭＺＩ８［Ｔ］→ＭＺＩ１３→ＭＺＩ９［Ｃ］→ＭＺＩ６［Ｃ］→ＭＺＩ２［Ｃ］→ＭＰＤ２。
【0044】
調整対象ＭＺＩ１４に対してｘ２→ＭＺＩ１２［Ｔ］→ＭＺＩ８［Ｔ］→ＭＺＩ１３［Ｔ］→ＭＺＩ９［Ｔ］→ＭＺＩ１４→ＭＺＩ１０［Ｃ］→ＭＺＩ７［Ｃ］→ＭＺＩ３［Ｃ］→ＭＰＤ３。
調整対象ＭＺＩ１５に対してｘ２→ＭＺＩ１２［Ｔ］→ＭＺＩ８［Ｔ］→ＭＺＩ１３［Ｔ］→ＭＺＩ９［Ｔ］→ＭＺＩ１４［Ｔ］→ＭＺＩ１０［Ｔ］→ＭＺＩ１5→ＭＺＩ１１［Ｃ］→ｙ１。
調整対象ＭＺＩ１５に対してｘ２→ＭＺＩ１２［Ｔ］→ＭＺＩ８［Ｔ］→ＭＺＩ１３［Ｔ］→ＭＺＩ９［Ｔ］→ＭＺＩ１４［Ｔ］→ＭＺＩ１０［Ｔ］→ＭＺＩ１5→ＭＺＩ１１［Ｃ］→ｙ１。
【0045】
要するに、４行目に配置されたＭＺＩ１２～ＭＺＩ１５はそれぞれ入力ノードｘ２から光が入力され、モニタ用光検知器ＭＰＤ１～ＭＰＤ３、出力ノードｙ１に接続される光検出器それぞれによりモニタされる。
４行目に配置されたＭＺＩ１２～ＭＺＩ１５の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光をすべて検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
４行目に配置されたＭＺＩ１２～ＭＺＩ１５の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光をすべて検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
【0046】
ステップＳＴ５において、５行目に配置されたＭＺＩ１６～ＭＺＩ１９について、インデックス順に調整対象として調整する。
この時、入力ノードｘ３から入力段のＭＺＩ１２の第２の入力ポートPort2に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
この時、入力ノードｘ３から入力段のＭＺＩ１２の第２の入力ポートPort2に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
【0047】
調整対象ＭＺＩ１６に対してｘ３→ＭＺＩ１２［Ｔ］→ＭＺＩ１６→ＭＺＩ１３［Ｃ］→ＭＺＩ９［Ｃ］→ＭＺＩ６［Ｃ］→ＭＺＩ２［Ｃ］→ＭＰＤ２
調整対象ＭＺＩ１７に対してｘ３→ＭＺＩ１２［Ｔ］→ＭＺＩ１６［Ｔ］→ＭＺＩ１３［Ｔ］→ＭＺＩ１７→ＭＺＩ１４［Ｃ］→ＭＺＩ１０［Ｃ］→ＭＺＩ７［Ｃ］→ＭＺＩ３［Ｃ］→ＭＰＤ３。
調整対象ＭＺＩ１７に対してｘ３→ＭＺＩ１２［Ｔ］→ＭＺＩ１６［Ｔ］→ＭＺＩ１３［Ｔ］→ＭＺＩ１７→ＭＺＩ１４［Ｃ］→ＭＺＩ１０［Ｃ］→ＭＺＩ７［Ｃ］→ＭＺＩ３［Ｃ］→ＭＰＤ３。
【0048】
調整対象ＭＺＩ１８に対してｘ３→ＭＺＩ１２［Ｔ］→ＭＺＩ１６［Ｔ］→ＭＺＩ１３［Ｔ］→ＭＺＩ１７［Ｔ］→ＭＺＩ１４［Ｔ］→ＭＺＩ１８→ＭＺＩ１5［Ｃ］→ＭＺＩ１１［Ｃ］→ｙ１。
調整対象ＭＺＩ１９に対してｘ３→ＭＺＩ１２［Ｔ］→ＭＺＩ１６［Ｔ］→ＭＺＩ１３［Ｔ］→ＭＺＩ１７［Ｔ］→ＭＺＩ１４［Ｔ］→ＭＺＩ１８［Ｔ］→ＭＺＩ１5［Ｔ］→ＭＺＩ１９→ｙ３。
調整対象ＭＺＩ１９に対してｘ３→ＭＺＩ１２［Ｔ］→ＭＺＩ１６［Ｔ］→ＭＺＩ１３［Ｔ］→ＭＺＩ１７［Ｔ］→ＭＺＩ１４［Ｔ］→ＭＺＩ１８［Ｔ］→ＭＺＩ１5［Ｔ］→ＭＺＩ１９→ｙ３。
【0049】
要するに、５行目に配置されたＭＺＩ１６～ＭＺＩ１９はそれぞれ入力ノードｘ３から光が入力され、モニタ用光検知器ＭＰＤ２、ＭＰＤ３、出力ノードｙ１、ｙ３に接続される光検出器それぞれによりモニタされる。
５行目に配置されたＭＺＩ１６～ＭＺＩ１９の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光をすべて検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
５行目に配置されたＭＺＩ１６～ＭＺＩ１９の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光をすべて検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
【0050】
ステップＳＴ６において、６行目に配置されたＭＺＩ２０～ＭＺＩ２３について、インデックス順に調整対象として調整する。
この時、入力ノードｘ４から入力段のＭＺＩ２０の第１の入力ポートPort1に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
この時、入力ノードｘ４から入力段のＭＺＩ２０の第１の入力ポートPort1に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
【0051】
調整対象ＭＺＩ２０に対してｘ４→ＭＺＩ２０→ＭＺＩ１６［Ｃ］→ＭＺＩ１３［Ｃ］→ＭＺＩ９［Ｃ］→ＭＺＩ６［Ｃ］→ＭＺＩ２［Ｃ］→ＭＰＤ２。
調整対象ＭＺＩ２１に対してｘ４→ＭＺＩ２０［Ｔ］→ＭＺＩ１６［Ｔ］→ＭＺＩ２１→ＭＺＩ１７［Ｃ］→ＭＺＩ１４［Ｃ］→ＭＺＩ１０［Ｃ］→ＭＺＩ７［Ｃ］→ＭＺＩ３［Ｃ］→ＭＰＤ３。
調整対象ＭＺＩ２１に対してｘ４→ＭＺＩ２０［Ｔ］→ＭＺＩ１６［Ｔ］→ＭＺＩ２１→ＭＺＩ１７［Ｃ］→ＭＺＩ１４［Ｃ］→ＭＺＩ１０［Ｃ］→ＭＺＩ７［Ｃ］→ＭＺＩ３［Ｃ］→ＭＰＤ３。
【0052】
調整対象ＭＺＩ２２に対してｘ４→ＭＺＩ２０［Ｔ］→ＭＺＩ１６［Ｔ］→ＭＺＩ２１［Ｔ］→ＭＺＩ１７［Ｔ］→ＭＺＩ２２→ＭＺＩ１８［Ｃ］→ＭＺＩ１5［Ｃ］→ＭＺＩ１１［Ｃ］→ｙ１。
調整対象ＭＺＩ２３に対してｘ４→ＭＺＩ２０［Ｔ］→ＭＺＩ１６［Ｔ］→ＭＺＩ２１［Ｔ］→ＭＺＩ１７［Ｔ］→ＭＺＩ２２［Ｔ］→ＭＺＩ１８［Ｔ］→ＭＺＩ２３→ＭＺＩ１９→ｙ３。
調整対象ＭＺＩ２３に対してｘ４→ＭＺＩ２０［Ｔ］→ＭＺＩ１６［Ｔ］→ＭＺＩ２１［Ｔ］→ＭＺＩ１７［Ｔ］→ＭＺＩ２２［Ｔ］→ＭＺＩ１８［Ｔ］→ＭＺＩ２３→ＭＺＩ１９→ｙ３。
【0053】
要するに、６行目に配置されたＭＺＩ２０～ＭＺＩ２３はそれぞれ入力ノードｘ４から光が入力され、モニタ用光検知器ＭＰＤ２、ＭＰＤ３、出力ノードｙ１、ｙ３に接続される光検出器それぞれによりモニタされる。
６行目に配置されたＭＺＩ２０～ＭＺＩ２３の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光をすべて検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
６行目に配置されたＭＺＩ２０～ＭＺＩ２３の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光をすべて検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
【0054】
ステップＳＴ７において、７行目に配置されたＭＺＩ２４～ＭＺＩ２７について、インデックス順に調整対象として調整する。
この時、入力ノードｘ５から入力段のＭＺＩ２０の第２の入力ポートPort2に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
この時、入力ノードｘ５から入力段のＭＺＩ２０の第２の入力ポートPort2に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
【0055】
調整対象ＭＺＩ２４に対してｘ５→ＭＺＩ２０［Ｔ］→ＭＺＩ２４→ＭＺＩ２１［Ｃ］→ＭＺＩ１７［Ｃ］→ＭＺＩ１４［Ｃ］→ＭＺＩ１０［Ｃ］→ＭＺＩ７［Ｃ］→ＭＺＩ３［Ｃ］→ＭＰＤ３。
調整対象ＭＺＩ２５に対してｘ５→ＭＺＩ２０［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２１［Ｔ］→ＭＺＩ２５→ＭＺＩ２２［Ｃ］→ＭＺＩ１８［Ｃ］→ＭＺＩ１5［Ｃ］→ＭＺＩ１１［Ｃ］→ｙ１。
調整対象ＭＺＩ２５に対してｘ５→ＭＺＩ２０［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２１［Ｔ］→ＭＺＩ２５→ＭＺＩ２２［Ｃ］→ＭＺＩ１８［Ｃ］→ＭＺＩ１5［Ｃ］→ＭＺＩ１１［Ｃ］→ｙ１。
【0056】
調整対象ＭＺＩ２６に対してｘ５→ＭＺＩ２０［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２１［Ｔ］→ＭＺＩ２５［Ｔ］→ＭＺＩ２２［Ｔ］→ＭＺＩ２６→ＭＺＩ２３［Ｃ］→ＭＺＩ１９［Ｃ］→ｙ３。
調整対象ＭＺＩ２７に対してｘ５→ＭＺＩ２０［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２１［Ｔ］→ＭＺＩ２５［Ｔ］→ＭＺＩ２２［Ｔ］→ＭＺＩ２６［Ｔ］→ＭＺＩ２３［Ｔ］→ＭＺＩ２７→ｙ５。
調整対象ＭＺＩ２７に対してｘ５→ＭＺＩ２０［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２１［Ｔ］→ＭＺＩ２５［Ｔ］→ＭＺＩ２２［Ｔ］→ＭＺＩ２６［Ｔ］→ＭＺＩ２３［Ｔ］→ＭＺＩ２７→ｙ５。
【0057】
要するに、７行目に配置されたＭＺＩ２４～ＭＺＩ２７はそれぞれ入力ノードｘ５から光が入力され、モニタ用光検知器ＭＰＤ３、出力ノードｙ１、ｙ３、ｙ５に接続される光検出器それぞれによりモニタされる。
７行目に配置されたＭＺＩ２４～ＭＺＩ２７の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光をすべて検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
７行目に配置されたＭＺＩ２４～ＭＺＩ２７の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光をすべて検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
【0058】
ステップＳＴ８において、８行目に配置されたＭＺＩ２８～ＭＺＩ３１について、インデックス順に調整対象として調整する。
この時、入力ノードｘ６から入力段のＭＺＩ２８の第１の入力ポートPort1に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
この時、入力ノードｘ６から入力段のＭＺＩ２８の第１の入力ポートPort1に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
【0059】
調整対象ＭＺＩ２８に対してｘ６→ＭＺＩ２８→ＭＺＩ２４［Ｃ］→ＭＺＩ２１［Ｃ］→ＭＺＩ１７［Ｃ］→ＭＺＩ１４［Ｃ］→ＭＺＩ１０［Ｃ］→ＭＺＩ７［Ｃ］→ＭＺＩ３［Ｃ］→ＭＰＤ３。
調整対象ＭＺＩ２９に対してｘ６→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２９→ＭＺＩ２５［Ｃ］→ＭＺＩ２２［Ｃ］→ＭＺＩ１８［Ｃ］→ＭＺＩ１5［Ｃ］→ＭＺＩ１１［Ｃ］→ｙ１。
調整対象ＭＺＩ２９に対してｘ６→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２９→ＭＺＩ２５［Ｃ］→ＭＺＩ２２［Ｃ］→ＭＺＩ１８［Ｃ］→ＭＺＩ１5［Ｃ］→ＭＺＩ１１［Ｃ］→ｙ１。
【0060】
調整対象ＭＺＩ３０に対してｘ６→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２９［Ｔ］→ＭＺＩ２５［Ｔ］→ＭＺＩ３０→ＭＺＩ２６［Ｃ］→ＭＺＩ２３［Ｃ］→ＭＺＩ１９［Ｃ］→ｙ３。
調整対象ＭＺＩ３１に対してｘ６→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２９［Ｔ］→ＭＺＩ２５［Ｔ］→ＭＺＩ３０［Ｔ］→ＭＺＩ２６［Ｔ］→ＭＺＩ３１→ＭＺＩ２７［Ｃ］→ｙ５。
調整対象ＭＺＩ３１に対してｘ６→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２９［Ｔ］→ＭＺＩ２５［Ｔ］→ＭＺＩ３０［Ｔ］→ＭＺＩ２６［Ｔ］→ＭＺＩ３１→ＭＺＩ２７［Ｃ］→ｙ５。
【0061】
要するに、８行目に配置されたＭＺＩ２８～ＭＺＩ３１はそれぞれ入力ノードｘ６から光が入力され、モニタ用光検知器ＭＰＤ３、出力ノードｙ１、ｙ３、ｙ５に接続される光検出器それぞれによりモニタされる。
８行目に配置されたＭＺＩ２８～ＭＺＩ３１の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光をすべて検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
８行目に配置されたＭＺＩ２８～ＭＺＩ３１の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光をすべて検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
【0062】
ステップＳＴ９において、９行目に配置されたＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５について、インデックス順に調整対象として調整する。
この時、入力ノードｘ７から入力段のＭＺＩ２８の第２の入力ポートPort2に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
この時、入力ノードｘ７から入力段のＭＺＩ２８の第２の入力ポートPort2に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
【0063】
調整対象ＭＺＩ３２に対してｘ７→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ３２→ＭＺＩ２９［Ｃ］→ＭＺＩ２５［Ｃ］→ＭＺＩ２２［Ｃ］→ＭＺＩ１８［Ｃ］→ＭＺＩ１５［Ｃ］→ＭＺＩ１１［Ｃ］→ｙ１。
調整対象ＭＺＩ３３に対してｘ７→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ３２［Ｔ］→ＭＺＩ２９［Ｔ］→ＭＺＩ３３→ＭＺＩ３０［Ｃ］→ＭＺＩ２６［Ｃ］→ＭＺＩ２３［Ｃ］→ＭＺＩ１９［Ｃ］→ｙ３。図６に調整対象ＭＺＩ３３に対する調整のための光導波路経路を太線により示す。
調整対象ＭＺＩ３３に対してｘ７→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ３２［Ｔ］→ＭＺＩ２９［Ｔ］→ＭＺＩ３３→ＭＺＩ３０［Ｃ］→ＭＺＩ２６［Ｃ］→ＭＺＩ２３［Ｃ］→ＭＺＩ１９［Ｃ］→ｙ３。図６に調整対象ＭＺＩ３３に対する調整のための光導波路経路を太線により示す。
【0064】
調整対象ＭＺＩ３４に対してｘ７→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ３２［Ｔ］→ＭＺＩ２９［Ｔ］→ＭＺＩ３３［Ｔ］→ＭＺＩ３０［Ｔ］→ＭＺＩ３４→ＭＺＩ３１［Ｃ］→ＭＺＩ２７［Ｃ］→ｙ５。
調整対象ＭＺＩ３５に対してｘ７→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ３２［Ｔ］→ＭＺＩ２９［Ｔ］→ＭＺＩ３３［Ｔ］→ＭＺＩ３０［Ｔ］→ＭＺＩ３４［Ｔ］→ＭＺＩ３１［Ｔ］→ＭＺＩ３５→ｙ７。
調整対象ＭＺＩ３５に対してｘ７→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ３２［Ｔ］→ＭＺＩ２９［Ｔ］→ＭＺＩ３３［Ｔ］→ＭＺＩ３０［Ｔ］→ＭＺＩ３４［Ｔ］→ＭＺＩ３１［Ｔ］→ＭＺＩ３５→ｙ７。
【0065】
要するに、９行目に配置されたＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５にはそれぞれ入力ノードｘ５から光が入力され、出力ノードｙ１、ｙ３、ｙ５、ｙ７に接続される光検出器それぞれによりモニタされる。
９行目に配置されたＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光をすべて検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
９行目に配置されたＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光をすべて検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
【0066】
なお、調整対象のＭＺＩｉに対して調整する光導波経路の一例を示したが、要するに、１行目に配置されるＭＺＩｉは直接モニタ用光検知器ＭＰＤｋによりモニタして調整し、２行目以降に配置されるＭＺＩｉを調整対象にする場合は、調整対象のＭＺＩｉを調整用の光が通過する光導波路経路に、スルー状態かクロス状態かの状態を明確にした調整済のＭＺＩのみにした調整にすればよい。
また、２行目以降に配置されるＭＺＩｉを調整対象にする場合は、２行目から順に行毎にＭＺＩｉのインデックス順に調整し、調整対象のＭＺＩｉを調整用の光が通過する光導波路経路に調整済のＭＺＩのみにした調整にすればよい。
また、２行目以降に配置されるＭＺＩｉを調整対象にする場合は、２行目から順に行毎にＭＺＩｉのインデックス順に調整し、調整対象のＭＺＩｉを調整用の光が通過する光導波路経路に調整済のＭＺＩのみにした調整にすればよい。
【0067】
実施の形態１に係る光演算装置は、複数行複数列のマトリクスにおいて、奇数列に配置されるＭＺＩは偶数行に配置され、偶数列に配置されＭＺＩは奇数行に配置され、ＭＺＩが長方形に配置構成される多段ＭＺＩアレイ１と、１行目に配置されるＭＺＩの第１の出力ポートに接続されるモニタ用光検知器ＭＰＤｋを備えたので、ＭＰＤｋを構成するＭＺＩすべての調整を短時間でできる。
【0068】
また、モニタ用光検知器ＭＰＤｋによりモニタする調整対象のＭＺＩｉに対し、調整対象ＭＺＩｉに光が通過する光導波路経路に存在する調整済のＭＺＩの数を少なく、光導波路経路における損失を低減できる。
その結果、モニタする光強度を大きく、例えば最大化でき、信号対ノイズ比を最大化でき、精度の高いＭＺＩの調整ができる。
その結果、モニタする光強度を大きく、例えば最大化でき、信号対ノイズ比を最大化でき、精度の高いＭＺＩの調整ができる。
【0069】
しかも、実施の形態１に係る光演算装置は、１行目に配置されるＭＺＩｉは直接モニタ用光検知器ＭＰＤｋによりモニタして調整でき、２行目以降に配置されるＭＺＩｉの調整に対し、調整対象のＭＺＩｉを調整用の光が通過する光導波路経路に特性が既知で調整済のＭＺＩが存在し、未調整のＭＺＩが存在せずに調整できるため、調整対象のＭＺＩｉの特性のみを精度よく抽出することができ、精度の高いＭＺＩの調整ができる。
【0070】
さらに、実施の形態１に係る光演算装置は、調整対象のＭＺＩｉを調整用の光が通過する光導波路経路にスルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩが存在せずに調整できるため、調整対象のＭＺＩｉを調整用の光が通過する光導波路経路を伝搬する光を効率よくモニタ用光検知器ＭＰＤｋまたは出力ノードに接続される光検知器により検出できるため、モニタする光強度を大きく、例えば最大化でき、信号対ノイズ比を最大化でき、精度の高いＭＺＩの調整ができる。
【0071】
実施の形態２．
実施の形態２に係る光演算装置を図７から図９を用いて説明する。
実施の形態２に係る光演算装置は、実施の形態１に係る光演算装置に対し、さらに、最下行に配置されるＭＺＩｉの第２の出力ポートPort4に接続される第２のモニタ用光検知器ＭＰＤを備える点が相違し、その他の点については同じである。
したがって、相違点を中心に以下に説明する。
なお、以下の説明において、１行目に配置されるＭＺＩの第１の出力ポートに接続されるモニタ用光検知器ＭＰＤを第１のモニタ用光検知器という。
図７から図９中、図１から図６に付された符号と同一符号は同一または相当部分を示す。
実施の形態２に係る光演算装置を図７から図９を用いて説明する。
実施の形態２に係る光演算装置は、実施の形態１に係る光演算装置に対し、さらに、最下行に配置されるＭＺＩｉの第２の出力ポートPort4に接続される第２のモニタ用光検知器ＭＰＤを備える点が相違し、その他の点については同じである。
したがって、相違点を中心に以下に説明する。
なお、以下の説明において、１行目に配置されるＭＺＩの第１の出力ポートに接続されるモニタ用光検知器ＭＰＤを第１のモニタ用光検知器という。
図７から図９中、図１から図６に付された符号と同一符号は同一または相当部分を示す。
【0072】
最下行である９行目に配置されたＭＺＩ３２、ＭＺＩ３３、ＭＺＩ３４、ＭＺＩ３５それぞれにおいて、第１の入力ポートPort1が８行目における隣接の前列に配置されたＭＺＩ２８～ＭＺＩ３１の第２の出力ポートPort4に光導波路により接続され、第２の入力ポートPort2が対応するモニタ用入力ノードｐ４からｐ７に接続され、第２の出力ポートPort4が対応する第２のモニタ用光検知器ＭＰＤ４～ＭＰＤ７に接続される。
【0073】
第２のモニタ用光検知器ＭＰＤ４～ＭＰＤ７はそれぞれｐｉｎ構造を有するフォトダイオードを適用し、材料としてシリコンフォトニクスの製造工程と相性の良いゲルマニウムを用いたフォトダイオードである。
なお、ゲルマニウムを用いたフォトダイオードの代わりにＩnＧaＡs等の化合物半導体を異種材料接合により集積化して形成したフォトダイオードであってもよい。
なお、ゲルマニウムを用いたフォトダイオードの代わりにＩnＧaＡs等の化合物半導体を異種材料接合により集積化して形成したフォトダイオードであってもよい。
【0074】
次に、実施の形態２に係る光演算装置におけるＭＺＩの調整方法について説明する。
多段ＭＺＩアレイ１における複数行（２Ｎ＋１）を前半部（Ｎ＋１）と後半部（Ｎ）の２つに分割し、１行目から前半部の最下行（Ｎ＋１）まで順に、また、最下行（２Ｎ＋１）から後半部の最上行（Ｎ＋２）まで順に、行毎に前半部の行に配置されるＭＺＩと後半部の行に配置されるＭＺＩを同時に分岐比ばらつきを補償する調整が行われ、各行に配置されるＭＺＩは調査済のＭＺＩのみを光導波路経路とされて調整が行われる
多段ＭＺＩアレイ１における複数行（２Ｎ＋１）を前半部（Ｎ＋１）と後半部（Ｎ）の２つに分割し、１行目から前半部の最下行（Ｎ＋１）まで順に、また、最下行（２Ｎ＋１）から後半部の最上行（Ｎ＋２）まで順に、行毎に前半部の行に配置されるＭＺＩと後半部の行に配置されるＭＺＩを同時に分岐比ばらつきを補償する調整が行われ、各行に配置されるＭＺＩは調査済のＭＺＩのみを光導波路経路とされて調整が行われる
【0075】
多段ＭＺＩアレイ１における前半部のＭＺＩに対してインデックス０のＭＺＩからインデックス［Ｎ×（Ｎ＋１）－１］のＭＺＩまでインデックス順に調整が行われ、後半部のＭＺＩに対してインデックス［Ｎ×（２Ｎ＋１）－１］のＭＺＩからインデックス［Ｎ×（Ｎ＋１）］のＭＺＩまでインデックス順に調整が行われる。
【0076】
以下、実施の形態２に係る光演算装置におけるＭＺＩの調整方法の具体的な手順を、Ｎを４とした例について図８及び図９を用いて説明する。
多段ＭＺＩアレイ１の前半部における１行目に配置されたＭＺＩ０～ＭＺＩ３の調整と後半部における９行目に配置されたＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５の調整を同時並行で調整する。
前半部における２行目に配置されたＭＺＩ４～ＭＺＩ７の調整と後半部における８行目に配置されたＭＺＩ２８～ＭＺＩ３１の調整を同時並行で調整する。
多段ＭＺＩアレイ１の前半部における１行目に配置されたＭＺＩ０～ＭＺＩ３の調整と後半部における９行目に配置されたＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５の調整を同時並行で調整する。
前半部における２行目に配置されたＭＺＩ４～ＭＺＩ７の調整と後半部における８行目に配置されたＭＺＩ２８～ＭＺＩ３１の調整を同時並行で調整する。
【0077】
前半部における３行目に配置されたＭＺＩ８～ＭＺＩ１１の調整と後半部における７行目に配置されたＭＺＩ２４～ＭＺＩ２７の調整を同時並行で調整する。
前半部における４行目に配置されたＭＺＩ１２～ＭＺＩ１５の調整と後半部における６行目に配置されたＭＺＩ２０～ＭＺＩ２３の調整を同時並行で調整する。
前半部における４行目に配置されたＭＺＩ１２～ＭＺＩ１５の調整と後半部における６行目に配置されたＭＺＩ２０～ＭＺＩ２３の調整を同時並行で調整する。
【0078】
５行目に配置されたＭＺＩ１６～ＭＺＩ１９を調整する。
多段ＭＺＩアレイ１における前半部のＭＺＩ０～ＭＺＩ１９の調整については、実施の形態１に係る光演算装置におけるＭＺＩの調整方法に示したＭＺＩ０～ＭＺＩ１９と同様に、ステップＳＴ１からステップＳＴ５により行なわれるので、説明を省略する。
多段ＭＺＩアレイ１における前半部のＭＺＩ０～ＭＺＩ１９の調整については、実施の形態１に係る光演算装置におけるＭＺＩの調整方法に示したＭＺＩ０～ＭＺＩ１９と同様に、ステップＳＴ１からステップＳＴ５により行なわれるので、説明を省略する。
【0079】
ステップＳＴ１において、１行目に配置されたＭＺＩ０～ＭＺＩ３に対応して同時に、９行目に配置されたＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５について、インデックス順に調整対象として調整する。
調整対象ＭＺＩ３２に対してｐ４→ＭＺＩ３２→ＭＰＤ４。
調整対象ＭＺＩ３３に対してｐ５→ＭＺＩ３３→ＭＰＤ５。
調整対象ＭＺＩ３４に対してｐ６→ＭＺＩ３４→ＭＰＤ６。
調整対象ＭＺＩ３５に対してｐ７→ＭＺＩ３５→ＭＰＤ７。
ステップＳＴ１において、９行目に配置されたＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５は調整が完了し、特性が既知となる。
調整対象ＭＺＩ３２に対してｐ４→ＭＺＩ３２→ＭＰＤ４。
調整対象ＭＺＩ３３に対してｐ５→ＭＺＩ３３→ＭＰＤ５。
調整対象ＭＺＩ３４に対してｐ６→ＭＺＩ３４→ＭＰＤ６。
調整対象ＭＺＩ３５に対してｐ７→ＭＺＩ３５→ＭＰＤ７。
ステップＳＴ１において、９行目に配置されたＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５は調整が完了し、特性が既知となる。
【0080】
ステップＳＴ２において、２行目に配置されたＭＺＩ４～ＭＺＩ７に対応して同時に、８行目に配置されたＭＺＩ２８～ＭＺＩ３１について、インデックス順に調整対象として調整する。
この時、入力ノードｘ７から入力段のＭＺＩ２８の第２の入力ポートPort2に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
この時、入力ノードｘ７から入力段のＭＺＩ２８の第２の入力ポートPort2に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
【0081】
調整対象ＭＺＩ２８に対してｘ７→ＭＺＩ２８→ＭＺＩ３２［Ｃ］→ＭＰＤ４。ＭＺＩ２８は調整後スルー状態にされ、ＭＺＩ３２もスルー状態にされる。
調整対象ＭＺＩ２９に対してｘ７→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ２９→ＭＺＩ３２［Ｔ］→ＭＺＩ３３［Ｃ］→ＭＰＤ５。ＭＺＩ２９は調整後スルー状態にされ、ＭＺＩ３３もスルー状態にされる。
調整対象ＭＺＩ２９に対してｘ７→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ２９→ＭＺＩ３２［Ｔ］→ＭＺＩ３３［Ｃ］→ＭＰＤ５。ＭＺＩ２９は調整後スルー状態にされ、ＭＺＩ３３もスルー状態にされる。
【0082】
調整対象ＭＺＩ３０に対してｘ７→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ３２［Ｔ］→ＭＺＩ２９［Ｔ］→ＭＺＩ３３［Ｔ］→ＭＺＩ３０→ＭＺＩ３４［Ｃ］→ＭＰＤ６。ＭＺＩ３０は調整後スルー状態にされ、ＭＺＩ３４も調整後スルー状態にされる。
調整対象ＭＺＩ３１に対してｘ７→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ３２［Ｔ］→ＭＺＩ２９［Ｔ］→ＭＺＩ３３［Ｔ］→ＭＺＩ３０［Ｔ］→ＭＺＩ３４［Ｔ］→ＭＺＩ３１→ＭＺＩ３５［Ｃ］→ＭＰＤ７。
調整対象ＭＺＩ３１に対してｘ７→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ３２［Ｔ］→ＭＺＩ２９［Ｔ］→ＭＺＩ３３［Ｔ］→ＭＺＩ３０［Ｔ］→ＭＺＩ３４［Ｔ］→ＭＺＩ３１→ＭＺＩ３５［Ｃ］→ＭＰＤ７。
【0083】
要するに、８行目に配置されたＭＺＩ２８～ＭＺＩ３１はそれぞれ入力ノードｘ７から光が入力され、第２のモニタ用光検知器ＭＰＤ４～ＭＰＤ７に接続される光検出器それぞれによりモニタされる。
８行目に配置されたＭＺＩ２８～ＭＺＩ３１の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光をすべて検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
８行目に配置されたＭＺＩ２８～ＭＺＩ３１の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光をすべて検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
【0084】
ステップＳＴ３において、３行目に配置されたＭＺＩ８～ＭＺＩ１１に対応して同時に、７行目に配置されたＭＺＩ２４～ＭＺＩ２７について、インデックス順に調整対象として調整する。
この時、入力ノードｘ６から入力段のＭＺＩ２８の第１の入力ポートPort１に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
この時、入力ノードｘ６から入力段のＭＺＩ２８の第１の入力ポートPort１に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
【0085】
調整対象ＭＺＩ２４に対してｘ６→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ２４→ＭＺＩ２９［Ｃ］→ＭＺＩ３３［Ｃ］→ＭＰＤ５。
調整対象ＭＺＩ２５に対してｘ６→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２９［Ｔ］→ＭＺＩ２５→ＭＺＩ３０［Ｃ］→ＭＺＩ３４［Ｃ］→ＭＰＤ６。図９に、ステップＳＴ３において調整対象ＭＺＩ９および調整対象ＭＺＩ３３に対する調整のための光導波路経路を太線により示す。
調整対象ＭＺＩ２５に対してｘ６→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２９［Ｔ］→ＭＺＩ２５→ＭＺＩ３０［Ｃ］→ＭＺＩ３４［Ｃ］→ＭＰＤ６。図９に、ステップＳＴ３において調整対象ＭＺＩ９および調整対象ＭＺＩ３３に対する調整のための光導波路経路を太線により示す。
【0086】
調整対象ＭＺＩ２６に対してｘ６→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２９［Ｔ］→ＭＺＩ２５［Ｔ］→ＭＺＩ３０［Ｔ］→ＭＺＩ２６→ＭＺＩ３１［Ｃ］→ＭＺＩ３５［Ｃ］→ＭＰＤ７。
調整対象ＭＺＩ２７に対してｘ６→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２９［Ｔ］→ＭＺＩ２５［Ｔ］→ＭＺＩ３０［Ｔ］→ＭＺＩ２６［Ｔ］→ＭＺＩ３１［Ｔ］→ＭＺＩ２７→ｙ６。
調整対象ＭＺＩ２７に対してｘ６→ＭＺＩ２８［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２９［Ｔ］→ＭＺＩ２５［Ｔ］→ＭＺＩ３０［Ｔ］→ＭＺＩ２６［Ｔ］→ＭＺＩ３１［Ｔ］→ＭＺＩ２７→ｙ６。
【0087】
要するに、７行目に配置されたＭＺＩ２４～ＭＺＩ２７はそれぞれ入力ノードｘ６から光が入力され、第２のモニタ用光検知器ＭＰＤ５～ＭＰＤ７、出力ノードｙ６に接続される光検出器それぞれによりモニタされる。
７行目に配置されたＭＺＩ２４～ＭＺＩ２７の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光をすべて検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
７行目に配置されたＭＺＩ２４～ＭＺＩ２７の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光をすべて検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
【0088】
ステップＳＴ４において、４行目に配置されたＭＺＩ１２～ＭＺＩ１５に対応して同時に、６行目に配置されたＭＺＩ２０～ＭＺＩ２３について、インデックス順に調整対象として調整する。
この時、入力ノードｘ５から入力段のＭＺＩ２０の第２の入力ポートPort2に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
この時、入力ノードｘ５から入力段のＭＺＩ２０の第２の入力ポートPort2に光が入力される。
また、調整対象を調整毎に、調整対象を通過する光導波経路における前列に配置されるＭＺＩはスルー状態にされ、後列に配置されるＭＺＩはクロス状態にされる。
【0089】
調整対象ＭＺＩ２０に対してｘ５→ＭＺＩ２０→ＭＺＩ２４［Ｃ］→ＭＺＩ２９［Ｃ］→ＭＺＩ３３［Ｃ］→ＭＰＤ５。
調整対象ＭＺＩ２１に対してｘ５→ＭＺＩ２０［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２１→ＭＺＩ２５［Ｃ］→ＭＺＩ３０［Ｃ］→ＭＺＩ３４［Ｃ］→ＭＰＤ６。
調整対象ＭＺＩ２１に対してｘ５→ＭＺＩ２０［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２１→ＭＺＩ２５［Ｃ］→ＭＺＩ３０［Ｃ］→ＭＺＩ３４［Ｃ］→ＭＰＤ６。
【0090】
調整対象ＭＺＩ２２に対してｘ５→ＭＺＩ２０［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２１［Ｔ］→ＭＺＩ２５［Ｔ］→ＭＺＩ２２→ＭＺＩ２６［Ｃ］→ＭＺＩ３１［Ｃ］→ＭＺＩ３５［Ｃ］→ＭＰＤ７。
調整対象ＭＺＩ２３に対してｘ５→ＭＺＩ２０［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２１［Ｔ］→ＭＺＩ２５［Ｔ］→ＭＺＩ２２［Ｔ］→ＭＺＩ２６［Ｔ］→ＭＺＩ２３→ＭＺＩ２７［Ｃ］→ｙ６。
調整対象ＭＺＩ２３に対してｘ５→ＭＺＩ２０［Ｔ］→ＭＺＩ２４［Ｔ］→ＭＺＩ２１［Ｔ］→ＭＺＩ２５［Ｔ］→ＭＺＩ２２［Ｔ］→ＭＺＩ２６［Ｔ］→ＭＺＩ２３→ＭＺＩ２７［Ｃ］→ｙ６。
【0091】
要するに、６行目に配置されたＭＺＩ２０～ＭＺＩ２３はそれぞれ入力ノードｘ４から光が入力され、モニタ用光検知器ＭＰＤ５～ＭＰＤ７、出力ノードｙ６に接続される光検出器それぞれによりモニタされる。
６行目に配置されたＭＺＩ２０～ＭＺＩ２３の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
６行目に配置されたＭＺＩ２０～ＭＺＩ２３の調整において、特性が既知で調整済みのＭＺＩを通過するため、調整対象のＭＺＩの特性のみをより精度よく抽出することができる。
【0092】
また、スルー状態かクロス状態かの状態が不明のＭＺＩを通過しないため、調整用導波路経路を導波する光をすべて検出でき、調整における光強度を最大化できる。これにより、信号対ノイズ比を最大化でき、高精度な調整を行うことができる。
なお、５行目に配置されたＭＺＩ１６～ＭＺＩ１９を便宜上前半部としたが、後半部とし手もよく、また、前半部と声反布施麻間の中間部としてもよい。
なお、５行目に配置されたＭＺＩ１６～ＭＺＩ１９を便宜上前半部としたが、後半部とし手もよく、また、前半部と声反布施麻間の中間部としてもよい。
【0093】
実施の形態２に係る光演算装置は、実施の形態１に係る光演算装置と同様の効果は有する他、多段ＭＺＩアレイ１において前半部のＭＺＩと後半部のＭＺＩを行ごとに同士並行して調整できるため、より短時間で調整を終了することができる。
【0094】
実施の形態３．
実施の形態３に係る光演算装置を図１０を用いて説明する。
実施の形態３に係る光演算装置は、実施の形態１に係る光演算装置が１行目に配置されるＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれに対応してモニタ用光検知器ＭＰＤ０～ＭＰＤ３が配置されるのに対し、１行目に配置されるＭＺＩ０～ＭＺＩ３すべてに対して共通に１個に集約して集約型のＭＰＤＩを配置される点が相違し、その他の点については同じである。
したがって、相違点を中心に以下に説明する。
図１０中、図１から図６に付された符号と同一符号は同一または相当部分を示す。
実施の形態３に係る光演算装置を図１０を用いて説明する。
実施の形態３に係る光演算装置は、実施の形態１に係る光演算装置が１行目に配置されるＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれに対応してモニタ用光検知器ＭＰＤ０～ＭＰＤ３が配置されるのに対し、１行目に配置されるＭＺＩ０～ＭＺＩ３すべてに対して共通に１個に集約して集約型のＭＰＤＩを配置される点が相違し、その他の点については同じである。
したがって、相違点を中心に以下に説明する。
図１０中、図１から図６に付された符号と同一符号は同一または相当部分を示す。
【0095】
モニタ用光検知器ＭＰＤＩは１行目に配置されたＭＺＩ０、ＭＺＩ１、ＭＺＩ２、ＭＺＩ３それぞれの第１の出力ポートPort3がそれぞれに接続される第０の入力端から第３の入力端の４つの入力端を有する集約型のフォトダイオードである。
集約型のフォトダイオードはＭＺＩ０、ＭＺＩ１、ＭＺＩ２、ＭＺＩ３それぞれの第１の出力ポートPort3に一端が接続される導波路の他端が接続される光吸収層を有するｐｉｎ構造のフォトダイオードである。
集約型のフォトダイオードはＭＺＩ０、ＭＺＩ１、ＭＺＩ２、ＭＺＩ３それぞれの第１の出力ポートPort3に一端が接続される導波路の他端が接続される光吸収層を有するｐｉｎ構造のフォトダイオードである。
【0096】
実施の形態３に係る光演算装置におけるＭＺＩの調整方法の具体的な手順は、実施の形態１に係る光演算装置におけるＭＺＩの調整方法の具体的な手順と実質同じであり、ステップＳＴ１からステップＳＴ９において、モニタ用光検知器ＭＰＤ０１～ＭＰＤ３それぞれによりモニタするところを、モニタ用光検知器ＭＰＤＩによりモニタする点が相違するだけである。
【0097】
ただし、ステップＳＴ１において、実施の形態１では１行目に配置されたＭＺＩ０～ＭＺＩ３についての調整順をインデックス順に行っているが、インデックスの逆の順に行う。
すなわち、ステップＳＴ１において、ＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれに対し、インデックスの逆の順に対応するモニタ用入力ノードｐ０～ｐ３に光を入力し、モニタ用光検知器ＭＰＤＩによりモニタしてＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれの分岐比ばらつきを補償する調整を行う。調整後、ＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれをスルー状態にする。
すなわち、ステップＳＴ１において、ＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれに対し、インデックスの逆の順に対応するモニタ用入力ノードｐ０～ｐ３に光を入力し、モニタ用光検知器ＭＰＤＩによりモニタしてＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれの分岐比ばらつきを補償する調整を行う。調整後、ＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれをスルー状態にする。
【0098】
要するに、調整対象ＭＺＩ３に対して入力ノードｐ３とし、光検知器をＭＰＤＩとしたｐ３→ＭＺＩ３→ＭＰＤＩの光導波路経路により調整が行われる。ＭＺＩ３は調整後スルー状態にされる。
以下順に次のように光導波路経路を形成し、調整する。
調整対象ＭＺＩ２に対してｐ２→ＭＺＩ２→ＭＰＤＩ。
調整対象ＭＺＩ１に対してｐ１→ＭＺＩ１→ＭＰＤＩ。
調整対象ＭＺＩ０に対してｐ０→ＭＺＩ０→ＭＰＤＩ。
ステップＳＴ１において、１行目に配置されたＭＺＩ０～ＭＺＩ３は調整が完了し、特性が既知となる。
以下順に次のように光導波路経路を形成し、調整する。
調整対象ＭＺＩ２に対してｐ２→ＭＺＩ２→ＭＰＤＩ。
調整対象ＭＺＩ１に対してｐ１→ＭＺＩ１→ＭＰＤＩ。
調整対象ＭＺＩ０に対してｐ０→ＭＺＩ０→ＭＰＤＩ。
ステップＳＴ１において、１行目に配置されたＭＺＩ０～ＭＺＩ３は調整が完了し、特性が既知となる。
【0099】
行数が２Ｎ＋１であり、列数が２Ｎである多段ＭＺＩアレイ１において、１行目に配置されたＭＺＩの調整順はインデックスの逆の順、Ｎ－１、Ｎ－２、・・・、１、０の順、つまり、ＭＺＩＮ－１、ＭＺＩＮ－２、・・・、ＭＺＩ１、ＭＺＩ０の順になる。
ステップＳＴ２からステップＳＴ９は実施の形態１と同じである。
ステップＳＴ２からステップＳＴ９は実施の形態１と同じである。
【0100】
実施の形態３に係る光演算装置は、実施の形態１に係る光演算装置と同様の効果は有する他、モニタ用光検知器ＭＰＤＩとして集約したので、回路素子数を削減でき、歩留まりおよび製造コストの改善が図れる。
【0101】
実施の形態４．
実施の形態４に係る光演算装置を図１１を用いて説明する。
実施の形態２に係る光演算装置は１行目に配置されるＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれに対応して第１のモニタ用光検知器ＭＰＤ０～ＭＰＤ３が配置され、最下行である９行目に配置されるＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５それぞれに対応して第２のモニタ用光検知器ＭＰＤ４～ＭＰＤ７が配置される。
実施の形態４に係る光演算装置を図１１を用いて説明する。
実施の形態２に係る光演算装置は１行目に配置されるＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれに対応して第１のモニタ用光検知器ＭＰＤ０～ＭＰＤ３が配置され、最下行である９行目に配置されるＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５それぞれに対応して第２のモニタ用光検知器ＭＰＤ４～ＭＰＤ７が配置される。
【0102】
これに対し、実施の形態４に係る光演算装置は、１行目に配置されるＭＺＩ０～ＭＺＩ３すべてに対して共通に１個に集約して集約型の第１のモニタ用光検知器ＭＰＤＩが配置され、９行目に配置されるＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５すべてに対応して共通に１個に集約して集約型の第２のモニタ用光検知器ＭＰＤIIが配置される。
【0103】
実施の形態４に係る光演算装置は、実施の形態２に係る光演算装置に対して、第１のモニタ用光検知器ＭＰＤＩおよび第２のモニタ用光検知器ＭＰＤIIが配置される点が相違し、その他の点については同じである。
したがって、相違点を中心に以下に説明する。
図１０中、図１から図６に付された符号と同一符号は同一または相当部分を示す。
したがって、相違点を中心に以下に説明する。
図１０中、図１から図６に付された符号と同一符号は同一または相当部分を示す。
【0104】
第１のモニタ用光検知器ＭＰＤＩは１行目に配置されたＭＺＩ０、ＭＺＩ１、ＭＺＩ２、ＭＺＩ３それぞれの第１の出力ポートPort3がそれぞれに接続される第０の入力端から第３の入力端の４つの入力端を有する集約型のフォトダイオードである。
集約型のフォトダイオードはＭＺＩ０、ＭＺＩ１、ＭＺＩ２、ＭＺＩ３それぞれの第１の出力ポートPort3に一端が接続される導波路の他端が接続される光吸収層を有するｐｉｎ構造のフォトダイオードである。
集約型のフォトダイオードはＭＺＩ０、ＭＺＩ１、ＭＺＩ２、ＭＺＩ３それぞれの第１の出力ポートPort3に一端が接続される導波路の他端が接続される光吸収層を有するｐｉｎ構造のフォトダイオードである。
【0105】
第２のモニタ用光検知器ＭＰＤIIは９行目に配置されたＭＺＩ３２、ＭＺＩ３３、ＭＺＩ３４、ＭＺＩ３５それぞれの第１の出力ポートPort3がそれぞれに接続される第０の入力端から第３の入力端の４つの入力端を有する集約型のフォトダイオードである。
集約型のフォトダイオードはＭＺＩ３２、ＭＺＩ３３、ＭＺＩ３４、ＭＺＩ３５それぞれの第１の出力ポートPort3に一端が接続される導波路の他端が接続される光吸収層を有するｐｉｎ構造のフォトダイオードである。
集約型のフォトダイオードはＭＺＩ３２、ＭＺＩ３３、ＭＺＩ３４、ＭＺＩ３５それぞれの第１の出力ポートPort3に一端が接続される導波路の他端が接続される光吸収層を有するｐｉｎ構造のフォトダイオードである。
【0106】
実施の形態３に係る光演算装置におけるＭＺＩの調整方法の具体的な手順は、実施の形態２に係る光演算装置におけるＭＺＩの調整方法の具体的な手順と実質同じであり、ステップＳＴ１からステップＳＴ５において、第１群のモニタ用光検知器ＭＰＤ０～ＭＰＤ３それぞれによりモニタするところを、第１のモニタ用光検知器ＭＰＤＩによりモニタし、第２群のモニタ用光検知器ＭＰＤ０４～ＭＰＤ７それぞれによりモニタするところを、第２のモニタ用光検知器ＭＰＤIIによりモニタする点が相違するだけである。
【0107】
ただし、ステップＳＴ１において、実施の形態１では１行目に配置されたＭＺＩ０～ＭＺＩ３についての調整順をインデックス順に、９行目に配置されるＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５についての調整順をインデックス順に行っているが、１行目および９行目それぞれにおいてインデックスの逆の順に行う。
【0108】
すなわち、ステップＳＴ１において、ＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれに対し、インデックスの逆の順に対応するモニタ用入力ノードｐ０～ｐ３に光を入力し、モニタ用光検知器ＭＰＤＩによりモニタしてＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれの分岐比ばらつきを補償する調整を行ない、同時に、ＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５それぞれに対し、インデックスの逆の順に対応するモニタ用入力ノードｐ４～ｐ７に光を入力し、モニタ用光検知器ＭＰＤIIによりモニタしてＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５それぞれの分岐比ばらつきを補償する調整を行なう。
調整後、ＭＺＩ０～ＭＺＩ３およびＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５それぞれをスルー状態にする。
調整後、ＭＺＩ０～ＭＺＩ３およびＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５それぞれをスルー状態にする。
【0109】
要するに、調整対象ＭＺＩ３に対してモニタ用入力ノードｐ３とし、光検知器をＭＰＤＩとしたｐ３→ＭＺＩ３→ＭＰＤＩの光導波路経路により調整が行われる。
同時に、調整対象ＭＺＩ３５に対してモニタ用入力ノードｐ７とし、光検知器をＭＰＤIIとしたｐ７→ＭＺＩ３５→ＭＰＤIIの光導波路経路により調整が行われる。
ＭＺＩ３およびＭＺＩ３５は調整後スルー状態にされる。
同時に、調整対象ＭＺＩ３５に対してモニタ用入力ノードｐ７とし、光検知器をＭＰＤIIとしたｐ７→ＭＺＩ３５→ＭＰＤIIの光導波路経路により調整が行われる。
ＭＺＩ３およびＭＺＩ３５は調整後スルー状態にされる。
【0110】
以下順に次のように光導波路経路を形成し、調整する。
調整対象ＭＺＩ２に対してｐ２→ＭＺＩ２→ＭＰＤＩとし、調整対象ＭＺＩ３４に対してｐ６→ＭＺＩ３４→ＭＰＤIIとする。
調整対象ＭＺＩ１に対してｐ１→ＭＺＩ１→ＭＰＤＩとし、調整対象ＭＺＩ３３に対してｐ５→ＭＺＩ３３→ＭＰＤIIとする。
調整対象ＭＺＩ２に対してｐ２→ＭＺＩ２→ＭＰＤＩとし、調整対象ＭＺＩ３４に対してｐ６→ＭＺＩ３４→ＭＰＤIIとする。
調整対象ＭＺＩ１に対してｐ１→ＭＺＩ１→ＭＰＤＩとし、調整対象ＭＺＩ３３に対してｐ５→ＭＺＩ３３→ＭＰＤIIとする。
【0111】
調整対象ＭＺＩ０に対してｐ０→ＭＺＩ０→ＭＰＤＩとし、調整対象ＭＺＩ３２に対してｐ４→ＭＺＩ３２→ＭＰＤIIとする。
ステップＳＴ１において、１行目に配置されたＭＺＩ０～ＭＺＩ３および９行目に配置されるＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５は調整が完了し、特性が既知となる。
ステップＳＴ１において、１行目に配置されたＭＺＩ０～ＭＺＩ３および９行目に配置されるＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５は調整が完了し、特性が既知となる。
【0112】
行数が２Ｎ＋１であり、列数が２Ｎである多段ＭＺＩアレイ１において、１行目に配置されたＭＺＩの調整順はインデックスの逆の順、Ｎ－１、Ｎ－２、・・・、１、０の順、つまり、ＭＺＩＮ－１、ＭＺＩＮ－２、・・・、ＭＺＩ１、ＭＺＩ０の順になる。
また、最下行である（２Ｎ＋１）行目に配置されたＭＺＩの調整順はインデックスの逆の順である列数の大きい順、（２Ｎ＋１）Ｎ－１、（２Ｎ＋１）Ｎ－２、・・・，（２Ｎ＋１）Ｎ－Ｎの順、つまり、ＭＺＩ（２Ｎ＋１）Ｎ－１、ＭＺＩ（２Ｎ＋１）Ｎ－２、・・・、ＭＺＩ（２Ｎ＋１）Ｎ－Ｎの順になる。
ステップＳＴ２からステップＳＴ５は実施の形態２と同じである。
また、最下行である（２Ｎ＋１）行目に配置されたＭＺＩの調整順はインデックスの逆の順である列数の大きい順、（２Ｎ＋１）Ｎ－１、（２Ｎ＋１）Ｎ－２、・・・，（２Ｎ＋１）Ｎ－Ｎの順、つまり、ＭＺＩ（２Ｎ＋１）Ｎ－１、ＭＺＩ（２Ｎ＋１）Ｎ－２、・・・、ＭＺＩ（２Ｎ＋１）Ｎ－Ｎの順になる。
ステップＳＴ２からステップＳＴ５は実施の形態２と同じである。
【0113】
実施の形態４に係る光演算装置は、実施の形態２に係る光演算装置と同様の効果は有する他、第１のモニタ用光検知器ＭＰＤＩおよび第２のモニタ用光検知器ＭＰＤIIとして集約したので、回路素子数を削減でき、歩留まりおよび製造コストの改善が図れる。
【0114】
なお、実施の形態４において、１行目に配置されるＭＺＩ０～ＭＺＩ３すべてに対して共通に１個に集約して配置される集約型の第１のモニタ用光検知器ＭＰＤＩに替えて、実施の形態２に係る光演算装置に示したように、１行目に配置されるＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれに対応して第１のモニタ用光検知器ＭＰＤ０～ＭＰＤ３が配置されるものでもよい。
すなわち、１行目に配置されるＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれに対応して第１のモニタ用光検知器ＭＰＤ０～ＭＰＤ３が配置され、９行目に配置されるＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５すべてに対応して共通に１個に集約して集約型の第２のモニタ用光検知器ＭＰＤIIが配置される構成にしてもよい。
すなわち、１行目に配置されるＭＺＩ０～ＭＺＩ３それぞれに対応して第１のモニタ用光検知器ＭＰＤ０～ＭＰＤ３が配置され、９行目に配置されるＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５すべてに対応して共通に１個に集約して集約型の第２のモニタ用光検知器ＭＰＤIIが配置される構成にしてもよい。
【0115】
また、実施の形態４において、９行目に配置されるＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５すべてに対応して共通に１個に集約して配置される集約型の第２のモニタ用光検知器ＭＰＤIIに替えて、実施の形態２に係る光演算装置に示したように、９行目に配置されるＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５それぞれに対応して第２のモニタ用光検知器ＭＰＤ４～ＭＰＤ７が配置されるものでもよい。
【0116】
すなわち、１行目に配置されるＭＺＩ０～ＭＺＩ３すべてに対して共通に１個に集約して集約型の第１のモニタ用光検知器ＭＰＤＩが配置され、９行目に配置されるＭＺＩ３２～ＭＺＩ３５それぞれに対応して第２のモニタ用光検知器ＭＰＤ４～ＭＰＤ７が配置される構成にしてもよい。
【0117】
なお、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【産業上の利用可能性】
【0118】
本開示に係る光演算装置は、機械学習および量子コンピューティングなどのアナログコンピューティング技術を用いたアプリケーションに適用される。
【符号の説明】
【0119】
１ 多段ＭＺＩアレイ、ＭＺＩ０からＭＺＩ３５ マッハツェンダー干渉計、ＭＰＤ０～ＭＰＤ３、ＭＰＤＩ （第１の）モニタ用光検知器、ＭＰＤ４～ＭＰＤ７、ＭＰＤII 第２のモニタ用光検知器、ｘ０～ｘ７ 入力ノード、ｙ０～ｙ７ 出力ノード。
【要約】
光演算装置は、複数行複数列のマトリクスにおいて、奇数列に配置されるマッハツェンダー干渉計（ＭＺＩ）は偶数行に配置され、偶数列に配置されるマッハツェンダー干渉計は奇数行に配置され、マッハツェンダー干渉計（ＭＺＩ）が長方形に配置構成される多段ＭＺＩアレイ（１）と、１行目に配置されるマッハツェンダー干渉計（ＭＺＩ）の第１の出力ポートPor3に接続されるモニタ用光検知器（ＭＰＤ）と、を備える。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】