(57)【要約】【課題】  記憶素子の速度を高めるため、光パルスを電気信号へ変換することなく全て光学的に記録し読み取る。【解決手段】  磁気抵抗電極を備えるレーザダイオードが、記憶素子として動作する。磁気抵抗電極の両強磁性層の磁化が平行であるときは、磁気抵抗電極の抵抗は低く、発光領域内の電流は高く、レーザダイオードが発光し、記憶素子からビット１が読み取られる。磁気抵抗電極の強磁性層の磁化が逆向きであるときは、磁気抵抗電極の抵抗は高く、発光領域内の電流は低く、レーザダイオードは発光せず、記憶素子からビット０が読み取られる。記録に関しては、光入力パルスが到来すると、一方の強磁性層が加熱され、その保磁力が減少し、その磁化は外部磁界により反転させられる。【選択図】      図４
2005093035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不揮発性光記憶素子であって、
第１導電型の第１の半導体領域、
第２導電型の第２の半導体領域、
該第１の半導体領域と該第２の半導体領域の間に介挿した半導体発光領域、
該第２の半導体領域に取り付けられ、該第２の半導体領域を介して該第２導電型のキャリアを該半導体発光領域へ供給する非磁性電極及び
該第１の半導体領域に取り付けられ、該第１の半導体領域を介して該第１導電型のキャリアを前記半導体発光領域へ供給する磁気抵抗電極を備えることによりレーザダイオードを形成しており、
上記磁気抵抗電極は、保磁力が異なる少なくとも二つの強磁性体を備え、該磁気抵抗電極の抵抗は、該強磁性体の磁化方向により大きく異なり、該強磁性体の磁化方向を反転させるのに必要である磁界は、両強磁性体において相違し、第１の強磁性体における該磁界は、第２の強磁性体における該磁界よりも小さく、該記憶素子に印加される電圧は、両強磁性体の磁化方向が同一である場合には活性層に注入されるキャリアが前記レーザダイオードを発光させるに十分であり、また逆の磁化方向である場合には活性層に注入されるキャリアが該レーザダイオードを発光させるには不十分であるような値としたことを特徴とする不揮発性光記憶素子。
【請求項２】
不揮発性光記憶素子として動作するレーザダイオードであって、
少なくとも利得部及び可飽和吸収体領域を含み、
該可飽和吸収体領域は、少なくとも、
第１導電型の第１の半導体領域、
第２導電型の第２の半導体領域及び
該第１と第２の半導体領域間に介挿した半導体発光領域を含み、
該利得領域は、少なくとも
第１導電型の第１の半導体領域、
第２導電型の第２の半導体領域、
第１と第２の半導体領域の間に介挿した半導体発光領域、
第２の半導体領域に取り付けてあり、第２の半導体領域を介して第２導電型のキャリアを半導体発光領域へ供給する非磁性電極及び
第１の半導体領域に取り付けられ、第１の半導体領域を介して第１導電型のキャリアを該半導体発光領域へ供給する磁気抵抗電極を含み、
該磁気抵抗電極は、保磁力が異なる少なくとも二つの強磁性体を備え、該磁気抵抗電極の抵抗は、該強磁性体の磁化方向により大きく異なり、該強磁性体の磁化方向を反転するのに必要である磁界は、両強磁性体において異なり、第１の強磁性体における該磁界は、第２の強磁性体における該磁界よりも小さい、
ことを特徴とするレーザダイオード。
【請求項３】
上記磁気抵抗電極は、トンネル磁気抵抗電極であり、該２つの強磁性体の間には、誘電体非導電領域が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の不揮発性記憶素子。
【請求項４】
上記磁気抵抗電極は、トンネル磁気抵抗電極であり、該２つの強磁性体の間には、誘電体非導電領域が配置されていることを特徴とする請求項２に記載のレーザダイオード。
【請求項５】
前記強磁性体が強磁性金属を備えることを特徴とする請求項１又は３に記載の不揮発性光記憶素子。
【請求項６】
前記強磁性体が強磁性金属を備えることを特徴とする請求項２又は４に記載のレーザダイオード。
【請求項７】
前記強磁性体が強磁性半導体を備えることを特徴とする請求項１、３又は５に記載の不揮発性光記憶素子。
【請求項８】
前記強磁性体が強磁性半導体を備えることを特徴とする請求項２、４又は６に記載のレーザダイオード。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光記憶素子又はレーザダイオードからのデータ読み取り方法であって、
前記磁気抵抗電極と前記非磁性電極の間に電圧を印加する第１のステップ及び前記レーザダイオードの光出力を読み取る第２のステップを有し、
該第１のステップにおける該電圧の値は、
両強磁性体の磁化方向が同じである場合は、前記レーザダイオードを発光させ、
両強磁性体の磁化方向が逆向きである場合は、該記憶素子を発光させないような値としたことを特徴とするデータ読み取り方法。
【請求項１０】
請求項１、３，５又は７のいずれか１項に記載の光記憶素子へのデータ記録方法であって、
前記磁気抵抗電極に印加する磁界が第２の強磁性体の磁化方向とは逆向きであり、該磁界の大きさは、第１の強磁性体の保磁力よりも高く、第２の強磁性体の保磁力よりも低くされている第１のステップ、
前記磁気抵抗電極に印加する磁界が第２の強磁性体の磁化方向に沿って配向させてあり、該磁界の大きさは、入力光パルスを照射しない非加熱状態においては、第１の強磁性体の保磁力よりも低く、入力光パルスを照射した加熱状態においては、第１の強磁性体の保磁力よりも高くされている第２のステップ及び
入力光パルスにより第１の強磁性を消去する第３のステップを有していることを特徴とするデータ記録方法。
【請求項１１】
請求項２、４、６又は８のいずれか１項に記載のレーザダイオードへのデータ記録方法であって、
前記磁気抵抗電極に印加する磁界が第２の強磁性体の磁化方向とは逆向きであり、該磁界の大きさは、第１の強磁性体の保磁力よりも高く、第２の強磁性体の保磁力よりも低くされている第１のステップ、
前記磁気抵抗電極に印加する磁界が第２の強磁性体の磁化方向に沿って配向させてあり、該磁界の大きさは、レーザダイオードを発光させない非加熱状態においては、第１の強磁性体の保磁力よりも低く、レーザダイオードの発した光により加熱した状態においては、第１の強磁性体の保磁力よりも高くされている第２のステップ及び
入力光パルスにより第１の強磁性を消去する第３のステップを有していることを特徴とするデータ記録方法。
【請求項１２】
不揮発性の光記憶デバイスであって、
記憶セルが並列接続されており、該記憶セルは、
請求項１乃至８のいずれかに記載された光記憶素子又はレーザダイオードと、光ゲートを備えることを特徴とする光記憶デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、光通信システム及びこの種の光応用システムにおいて用いられる高速光記憶素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速不揮発性光メモリは、光通信網にとって非常に重要である。受信、保存及び返信等の高速データ処理は、光通信網サーバの主要機能である。それ故、高速光メモリは、光通信網の最も重要な構成要素の一つである。図１は、従来の光通信網、例えば光インターネットに用いられる典型的なデータフォーマットを示す。データは、パッケージにより送信される。パッケージ内部においては、パルス間の時間間隔は非常に短い（数ピコ秒台）。この反対に、パッケージ間の時間間隔は比較的長い（数百ピコ秒或いは数ナノ秒台）。サーバは、パッケージを受信し、ルート判定を行い、それを所与の目的地へ返信する。本願発明は、この種のフォーマットのデータへの記録、保存及び返信を可能にするものである。
【０００３】
データを記録するため、本願発明は光磁気（ＭＯ）ディスク内のデータ記録に用いるのと同じ機構を用いる（特許文献１，２参照）。図２は、従来のＭＯディスクに用いられる記録方法を示す。記録に先立って、このＭＯディスクを初期化する。それを磁化し、その全ての部分の磁化を例えば左から右へ向かせる。次に、外部磁界がディスクの強磁性材料の保磁力よりも若干小さな強度でもって印加される。ディスク上にビット１を記録する必要がある場合、レーザビームを所望位置に当てる。レーザビームは、データを記録すべき場所を加熱する。被加熱場所の保磁力が減少するため、その磁化は外部磁界の下で反転する。かくして、１ビットのデータが記憶される。
【０００４】
本願発明の記憶素子からデータを読み取るため、トンネル磁気抵抗電極が用いられる。従来の簡易磁気抵抗効果素子（図３）は、二つの強磁性導電領域と、それらの間に挿入した非常に薄膜の非導電材料から成る。（特許文献３乃至６参照）。磁気抵抗効果素子の抵抗は、二つの強磁性体に関する磁化の双方向性に依存する。所要の印加電圧にとって、トンネル磁気抵抗効果素子を流れる電流は、両強磁性体に関する磁化方向が同一である場合の方が逆向きである場合よりも大きい。
【特許文献１】米国特許第５，１２２，９９８号明細書
【特許文献２】米国特許第５，３８４，７５７号明細書
【特許文献３】米国特許第５，６４０，３４３号明細書
【特許文献４】米国特許第５，６５０，９５８号明細書
【特許文献５】米国特許第６，２１１，５５９号明細書
【特許文献６】米国特許第６，５０４，２２１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明は、光通信リンクにおける高速な光記録及び読み取りを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本願発明は、下記の特徴を備える。
【０００７】
（１）本願発明は、高速光記憶素子として動作する磁気抵抗電極を有する半導体レーザダイオードを提供するものである。磁気抵抗電極は、保磁力が異なる少なくとも二つの強磁性体を備える。磁気抵抗電極の抵抗は、両強磁性体の磁化の方向で（すなわち、一方の強磁性体の磁化の方向と他方の磁化の方向が互いに平行であるか、あるいは非並行であるかによって）大いに異なる。強磁性体の磁化の方向を反転するのに必要な外部磁界は、両強磁性体ごとに異なる。第１の強磁性体に関する前記磁界は、第２の強磁性体に関する磁界よりも小さい。レーザダイオードに印加する電圧は、両強磁性体の同一の磁化方向ではアクティブなレーザ領域に注入されるキャリアがレーザを発光させるに十分であり、かつ逆向きの磁化方向ではアクティブなレーザ領域に注入されるキャリアがレーザを発光させるに不十分であるような値としてある。
【０００８】
（２）本願発明は、双安定半導体レーザダイオードを提供するものであり、磁気抵抗電極を有するその利得領域が高速光記憶素子として動作する。この双安定半導体レーザダイオードは、少なくとも利得領域と可飽和吸収領域を有する。磁気抵抗電極は、保磁力が異なる少なくとも二つの強磁性体を備える。磁気抵抗電極の抵抗は、両強磁性体の磁化の方向により大きく異なる。上記記憶素子（１）と比較したこの発明の記憶素子（２）の利点は、記録用の光入力パルス強度が極めて小さい点にある。
【０００９】
（３）本願発明記憶素子からの読み取り方法には、磁気抵抗電極と非磁性電極の間への電圧印加と、レーザダイオードが出力する光の読み取りが含まれる。この電圧値は、磁気抵抗電極の両強磁性体の磁化方向が同一である場合に記憶素子が発光し、その方向が逆向きである場合には記憶素子は発光しないような値としてある。
【００１０】
（４）本願発明の記憶素子による記録方法には、磁気抵抗電極に対する第２の強磁性体の磁化方向とは逆向きの磁界の印加が含まれる。磁界の大きさは、第１の強磁性体の保磁力よりも高く、第２の強磁性体の保磁力よりも低く、このため第１の強磁性体の磁化は、第２の強磁性体の磁化とは逆向きとなろう。次に、磁界を反転させる。磁界の大きさは、入力光パルス排除下の非加熱状態では第１の強磁性層の保磁力よりも低く、入力光パルス印加時の加熱状態では第１の強磁性層の保磁力よりも高い。記憶素子は、光パルスの記録態勢が整う。記憶素子（１）に光パルスが到来すると、このパルスが強磁性体を加熱する。その保磁力は減少し、磁界の下でその磁化は反転させられる。記憶素子（２）の場合は、到来パルスがレーザダイオードを起動する。レーザダイオードが発光する光が第１の強磁性体を加熱し、その保磁力を低減し、磁界下で第１の強磁性体の磁化は反転する。記憶素子（１）と比べた記憶素子（２）の利点は、記録に必要な入力パルスがきわめて低いことである。
【００１１】
（５）本願発明は、並列接続記憶セルを含む不揮発性高速光記憶デバイスを提供するものである。記憶セルには、光記憶素子（１），（２）と１又は数個の光ゲートが備わっている。記憶デバイスからデータを読み取るには、全てのセルの光記憶素子に電圧を印加する。同期パルスを、光ゲートに印加する。データは、光リンクへ送信される。データを記録するため、初期化ならびに記録期間中、全てのセルに対し磁界を同時に印加する。記録期間中、同期パルスを光ゲートに印加する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本願発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、先行技術の概略図であり、光通信リンク内で使用するパルス間のタイミングを例示している。ｔｐｕｌｓｅは一つのパッケージ内のパルス間の短い期間を表わし、ｔｐａｃｋａｇｅはパッケージ間の比較的長い期間を表わす。図１は、光通信網、例えば光インターネット内で使用されるデータの一般的なフォーマットを示す。データは、パッケージにより送信する。パッケージ内部では、パルス間の時間間隔は非常に短い（数ピコ秒台）。その反対に、パッケージ間の時間期間は比較的長い（数百ピコ秒或いは数ナノ秒台）。サーバはパッケージを受信し、ルート判定をなし、所与の目的地へそれらを返信する。本願発明は、この種のフォーマットのデータに記録、保存、返信を可能にするものである。
【００１４】
図２は、先行技術の概略図であり、光磁気（ＭＯ）ディスクに用いる光磁気記録／読み取りを例示している。記録前に、ＭＯディスクは初期化する。すなわち、該ディスクを磁化し、その全ての部分の磁化を例えば左から右へ配向させる。次に、外部磁気を、ディスクの強磁性材の保磁力よりも若干小さな強度でもって印加する。ディスク上にビット１を記録する必要がある場合、レーザビームを所望位置へ当てる。レーザビームは、データを記録すべきその場所を加熱する。被加熱場所の保磁力は減少するため、その磁化が外部磁界下で反転する。かくして、１ビットのデータが記憶される。
【００１５】
図３は、先行技術の概略図であり、磁気抵抗効果素子を例示している。該素子は、二つの強磁性体間に挿入した超薄膜非導電障壁から成る。トンネル接合に所与の電圧を印加すると、両強磁性層の磁化方向が同じ場合の方が両強磁性層の磁化方向が逆向きの場合に比べ電流は相当に高いものとなる。
【００１６】
図４は、本願発明の光記憶素子を例示する概略図である。該素子は、強磁性トンネル接合の備わったレーザダイオードから構成される。強磁性トンネル接合は、強磁性導電体である第１の強磁性体、非導電薄膜トンネル領域及び強磁性導電体である第２の強磁性体から成る。レーザダイオードは、第１の導電型領域、発光領域及び第２の導電型領域から成る。所与の電圧Ｖの印加では、デバイスを流れる電流はＩ１，Ｉ２となり、二つの強磁性体を磁化する場合、それぞれ一方向と逆方向となる。電流Ｉ１，Ｉ２は異なるが、それは強磁性トンネル接合の抵抗が異なるからである。下方の図は、半導体発光領域を流れる電流の関数としてのレーザダイオードの光出力の依存性を示す。電流Ｉ１は、レーザを発光させるのに必要な閾値電流よりも高く、電流Ｉ１は、閾値電流よりも高い。
【００１７】
強磁性体の磁化方向を反転させるのに必要である外部磁界は、両強磁性体について異なるものである。第１の強磁性体に関する該磁界は、第２の強磁性体に関する該磁界よりも小さい。該磁界の大きさは、それが第１の強磁性体の磁化を反転できるものの、第２の強磁性体の磁化は反転できないよう調整することができる。
【００１８】
データは、第１の強磁性体の磁化の方向を通じて本願発明に係る光記憶素子に記憶される。データの記憶を維持するのに、電圧入力も光入力も一切印加を必要としない。それは、不揮発性記憶素子である。
【００１９】
次に、本願発明の記憶素子からデータを読み取る操作方法を示す。読み取りは、記憶素子に対する所与の電圧の印加と光出力の読み取りを通じて行う。本願発明に係る記憶素子は、不揮発性記憶素子であり、データは二つの強磁性体に関する磁化の相対的な方向を介して保存される。
図５ａは、記憶素子に保存させた１ビット事象の読み取りを説明するための図である。Ｉ）の休止状態にあっては、両強磁性体の磁化方向は同じである。記憶素子には、電圧入力も光入力も一切印加されていない。ＩＩ）の読み取り状態においては、所与の電圧が記憶素子に印加される。電流Ｉ１は、記憶素子を流れる。その値Ｉ１は、レーザダイオードを発光させるのに必要な閾値電流よりも高い。したがって、レーザダイオードは発光し、該光出力を読み取ることができる。
図５ｂは、記憶素子に保存された０ビット事象の読み取りを説明するための図である。Ｉ）の休止状態にあっては、両強磁性体の磁化方向は逆向きである。記憶素子には、電圧入力も光入力も一切印加されない。ＩＩ）の読み取り状態においては、所与の電圧が記憶素子に印加される。電流Ｉ２が、記憶素子を流れる。その値Ｉ２は、レーザダイオードを発光させるのに必要な閾値電流よりも低い。したがって、レーザダイオードは、発光せず、読み取られる光出力は存在しない。磁気抵抗電極の抵抗が強磁性電極の相対的な方向に依存するため、電流Ｉ１，Ｉ２は、異なったものとなる。
【００２０】
図６は、磁気抵抗電極を有するレーザダイオードからなる記憶素子へデータを記録する操作方法の概略図である。記録方法には、４ステップが含まれる。第１のステップは、初期化操作である。すなわち、外部磁界が第２の強磁性体の磁化方向とは逆方向に磁気抵抗電極に印加される。該磁界の大きさは、第１の強磁性体の保磁力よりも高く、第２の強磁性体の保磁力よりも低い。このため、第１の強磁性体の磁化は、第２の強磁性体の磁化の方向とは逆向きとなる。
【００２１】
第２のステップは、待機状態であり、外部磁界は反転され、該磁界の大きさは、入力光パルスのない非加熱の状態においては、第１の強磁性層の保磁力よりも低く、入力光パルスが印加された加熱状態においては、第１の強磁性体の保磁力よりも高いものとなる。記憶素子は、光パルスの記録態勢が整う。
【００２２】
第３のステップは、記録段階であり、光パルスが到来すると、このパルスが第１の強磁性体を加熱する。そうすると、その保磁力は減少し、磁界下でその磁化は反転させられる。
【００２３】
第４のステップは、記憶状態であり、印加電圧を除去することができる。データは、第１の強磁性体の方向を通じて記憶される。
【００２４】
図７は、本願発明の光記憶素子を例示する概略図であり、強磁性トンネル接合を有する双安定レーザダイオードから成る。それは、二つの領域、すなわち、利得領域と可飽和吸収領域から構成される。可飽和吸収領域は、電極をもたない。利得領域の一方の電極は、例えば磁気抵抗型であり、強磁性トンネル接合を含む。強磁性トンネル接合は、強磁性導電領域である第１の強磁性体、非導電薄膜トンネル領域及び強磁性導電領域である第２の強磁性体から成る。レーザダイオードは、第１の導電型領域、発光領域及び第２の導電型領域から成る。所与の電圧Ｖを印加すると、二つの強磁性体の磁化の方向が並行な場合と、非並行な場合において、デバイスを流れる電流は、それぞれＩ１，Ｉ２となる。電流Ｉ１，Ｉ２は異なるが、それは強磁性トンネル接合の抵抗が異なるからである。下方の図は、利得領域内の半導体発光領域を流れる電流の関数としてのレーザダイオード光出力を示す。レーザダイオードは、スイッチオフ時よりも高い注入電流でスイッチオンする。
【００２５】
強磁性体の磁化の方向を反転するために必要な外部磁界は、両強磁性体で異なる。第１の強磁性体の磁化の方向を反させるに必要な該磁界は、第２の強磁性体の該磁界よりも小さい。該磁界の大きさは、第１の強磁性体の磁化を反転させることができるものの、第２の強磁性体の磁化を反転させることはできないように調整することができる。データは、第１の強磁性体の磁化方向を通じて光記憶素子に記憶される。データの記憶を維持するのに、電圧入力も光入力も一切印加する必要はない。それは、不揮発性記憶素子である。
【００２６】
図４に示した記憶素子と比べた図７に示した記憶素子の利点は、記録用の光入力パルスの強度が前者の場合の強度よりも遥かに小さいことである。
【００２７】
次に、双安定レーザダイオード記憶素子からデータを読み取る操作方法を示す。読み取りは、利得領域に所与の電圧を印加し光出力を読み取ることで行われる。この記憶素子は、不揮発性記憶素子であり、データは二つの強磁性体に対する磁化の相対的な方向を通じて保存される。
【００２８】
図８ａは、記憶素子が保存する１ビットの読み取りを説明する図である。Ｉ）の休止状態において、両強磁性体の磁化方向は同一である。電圧入力又は光入力も、利得領域に印加されることは一切ない。ＩＩ）データを読み取るため、所与の電圧を利得領域に印加する。電流Ｉ１が、利得領域を流れる。その値Ｉ１は、レーザダイオードを発光させるのに必要な閾値電流よりも高い。該ダイオードは発光し、光出力は、読み取られる。
【００２９】
図８ｂは、記憶素子内に保存された０ビットデータの読み取りを説明する図である。Ｉ）の休止状態においては、両強磁性体の磁化方向は、逆向きである。利得領域には、電圧入力も光入力も一切印加されない。ＩＩ）の読み取り状態においては、所与の電圧が利得領域に印加される。電流Ｉ２が、利得領域を流れる。その値Ｉ２は、レーザダイオードを発光させるのに必要な閾値電流よりも低い。読み取られる光出力は、皆無である。磁気抵抗電極の抵抗が強磁性電極の相対的な方向に依存するため、Ｉ１とＩ２は異なる。
【００３０】
図９は、磁気抵抗電極を有する双安定レーザダイオードから成る記憶素子へのデータの記録操作方法の概略図である。記録方法には、５ステップが含まれる。第１のステップは、初期化操作である。まず、磁界は、第２の強磁性体の磁化方向とは逆向きに磁気抵抗電極に印加される。磁界の大きさは、第１の強磁性体の保磁力よりも高く、第２の強磁性体の保磁力よりも低い。このため第１の強磁性体の磁化は、第２の領域の磁化とは逆向きとなる。第２のステップは、待機状態であり、磁界は反転させられ、その時の磁界の大きさは、レーザキャビティ内で光により加熱しないときに第１の強磁性体の保磁力よりも低く、レーザキャビティ内で光により加熱したときに第１の強磁性体の保磁力よりも高くなるように設定する。記憶素子は、光パルスの記録準備が整う。第３のステップでは、光パルスの到着とともに、パルスが可飽和吸収領域を飽和させ、それによってレーザが発光を開始する。第４のステップでは、発光した光が第１の強磁性体を加熱する。その保磁力は減少し、磁界の下でその磁化は反転させられる。第５のステップでは、印加電圧を取り除くことができる。データは、第１の強磁性体の方向を通じて記憶される。
【００３１】
図１０は、４個の並列接続記憶セルを備える不揮発性高速光記憶デバイスについての操作方法の概略図である。記憶セルは、本願発明の光記憶素子と１又は数個の光ゲートを備える。
図１０ａは、休止状態である。データは、強磁性体の磁化の相対的な方向を通じて保存される。  図１０ｂは、読み取りを説明するための図である。電圧を、全てのセルの光記憶素子に印加する。同期パルスを、光ゲートに印加する。レーザダイオードは、両強磁性体の磁化方向が同一であるものは、発光する。出力パルスと同期パルスを同時に光ゲートに印加した場合にのみ、出力パルスは光ゲートを通過することができる。異なる記憶セルに対し異なる遅延時間の同期パルスを用いることで、出力パルスパッケージが構成されて光リンクへ送信される。
図１０ｃは、記録方法を説明するための図である。磁界を、全てのセルに同時に印加する。また、全てのセルに所与の電圧を印加する。入力信号と同期パルスを、光ゲートに印加する。入力パルスと同期パルスを光ゲートに同時に印加した場合にのみ、入力パルスは光ゲートを通過でき、記憶素子に記憶させることができる。第１の入力パルスと同期パルスの間の遅延を変化させることで、パッケージ内の全てのパルスが記憶される。
【００３２】
以上、詳細に説明したように、本願発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
１．本願発明により、光データの高速記録及び読み取りが可能となる。
２．本願発明により、光通信リンク内での不揮発性メモリの使用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】先行技術であって、光通信リンク内で使用するパルス間のタイミングを例示する概略図であり、ｔｐｕｌｓｅは一つのパッケージ内のパルス間の短い期間であり、ｔｐａｃｋａｇｅはパッケージ間の比較的長い期間である。
【図２】先行技術であって、光磁気ディスクに使用する光磁気記録及び読み取りを示す概略図である。
【図３】先行技術であって、磁気抵抗効果素子を例示する概略図である。
【図４】本願発明の光記憶素子の概略図であって、この光記憶素子は磁気抵抗電極を備えたレーザダイオードから成り、強磁性トンネル接合を磁気抵抗電極として用いており、下方の図は半導体発光領域を介して流れる電流の関数としてのレーザダイオード光出力を示し、所与の電圧Ｖの印加により二つの強磁性層の磁化が一方向か逆方向である場合にデバイスを通過する電流はＩ１，Ｉ２となる。
【図５ａ】本願発明における強磁性トンネル接合を有するレーザダイオードからなる記憶素子におけるデータ読み取り操作方法の概略図であり、Ｉ）は休止状態であり、ＩＩ）は読み取り期間中で、一定の電圧を印加し、レーザダイオードの出力を読み取り、レーザダイオード記憶素子からのビット１の読み取りを示し、二つの強磁性体の磁化方向は同一であり、注入電流は閾値電流よりも高く、レーザダイオードが発光する。
【図５ｂ】本願発明における強磁性トンネル接合を有するレーザダイオードからなる記憶素子におけるデータ読み取り操作方法の概略図であり、Ｉ）は休止状態であり、ＩＩ）は読み取り期間中で、一定の電圧を印加し、レーザダイオードの出力を読み取り、レーザダイオード記憶素子からのビット０の読み取りを示し、二つの強磁性体の磁化方向は逆向きであり、注入電流は閾値電流よりも低く、レーザダイオードは発光しない。
【図６】本願発明における強磁性のトンネル接合を有するレーザダイオードから成る記憶素子において、データを記録する操作方法の概略図である。
【図７】本願発明の光記憶素子の概略図であり、この光記憶素子は磁気抵抗電極を有する双安定レーザダイオードから成り、強磁性トンネル接合を磁気抵抗電極として用いており、下方の図は利得領域を流れる電流の関数としての双安定レーザダイオード光出力を示す。
【図８ａ】本願発明に係るトンネル接合を有する双安定レーザダイオードからなる記憶素子におけるデータの読み取り操作方法の概略図である。Ｉ）は休止状態であり、ＩＩ）は読み取り期間中であり、一定の電圧を印加し、レーザダイオードの出力を読み取り、レーザダイオード記憶素子からのビット１の読み取りを示し、二つの強磁性体の磁化方向は同一であり、注入電流は閾値電流よりも高く、レーザダイオードが発光する。
【図８ｂ】本願発明に係るトンネル接合を有する双安定レーザダイオードからなる記憶素子におけるデータの読み取り操作方法の概略図である。Ｉ）は休止状態であり、ＩＩ）は読み取り期間中であり、一定の電圧を印加し、レーザダイオードの出力を読み取り、レーザダイオード記憶素子からのビット０の読み取りを示し、二つの強磁性体の磁化方向は逆向きであり、注入電流は閾値電流よりも低く、レーザダイオードは発光しない。
【図９】本願発明に係るトンネル接合を有する双安定レーザダイオードからなる記憶素子におけるデータ記録操作方法の概略図である。
【図１０ａ】本願発明の４記憶素子からなる高速記憶デバイスの操作方法の概略図であり、休止状態を示す。
【図１０ｂ】本願発明の４記憶素子からなる高速記憶デバイスの操作方法の概略図であり、読み取り方法を示す。
【図１０ｃ】本願発明の４記憶素子からなる高速記憶デバイスの操作方法の概略図であり、記録方法を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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