JPS60252329A - 光スイツチ - Google Patents
光スイツチInfo
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- JPS60252329A JPS60252329A JP10758484A JP10758484A JPS60252329A JP S60252329 A JPS60252329 A JP S60252329A JP 10758484 A JP10758484 A JP 10758484A JP 10758484 A JP10758484 A JP 10758484A JP S60252329 A JPS60252329 A JP S60252329A
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- Japan
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- semiconductor crystal
- mqw
- waveguide
- layer
- optical switch
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3137—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は光フアイバ通信に用いて好適な光スイッチ−に
係り、特に、集積化を可能とすることを図った光スィッ
チに関する。
係り、特に、集積化を可能とすることを図った光スィッ
チに関する。
光スィッチは、その動作原理から分類すると。
光路を機械的に切換えるもの、音響光学効果や電気光学
効果などによる屈折率の変化を利用するものが主流であ
る。光通信への適用を考えると他の光素子と光スィッチ
とを集積化する構成が右利であるが、しかし、従来の光
スィッチは寸法が１印程度と大きく、他の光素子との集
積化の上で障害となっていた。 。
効果などによる屈折率の変化を利用するものが主流であ
る。光通信への適用を考えると他の光素子と光スィッチ
とを集積化する構成が右利であるが、しかし、従来の光
スィッチは寸法が１印程度と大きく、他の光素子との集
積化の上で障害となっていた。 。
本発明の目的は、他の光素子との集積化を可能とする小
型でマルチモード動作が可能な光スィッチを提供するこ
とにある。
型でマルチモード動作が可能な光スィッチを提供するこ
とにある。
本発明の特徴は、上記目的を達成するために、ポテンシ
ャル井戸層とポテンシャル障壁層よりなる多層量子井戸
構造を有する半導体結晶を先導波路の交差部に配置し、
上記井戸層と上記障壁層との間のポテンシャル障壁の大
きさを相対的に変化させる手段を備え、このポテンシャ
ル障壁の変化に応じて上記半導体結晶に生じる有効屈折
率の変化により光の進行方向を制御する構成とするにあ
る。
ャル井戸層とポテンシャル障壁層よりなる多層量子井戸
構造を有する半導体結晶を先導波路の交差部に配置し、
上記井戸層と上記障壁層との間のポテンシャル障壁の大
きさを相対的に変化させる手段を備え、このポテンシャ
ル障壁の変化に応じて上記半導体結晶に生じる有効屈折
率の変化により光の進行方向を制御する構成とするにあ
る。
まず、本発明の基本となる考え方について述べる。光に
対する屈折率を何らかの手段により大きく変化させるこ
とが可能であれば、光スィッチの小型化は実現できる。
対する屈折率を何らかの手段により大きく変化させるこ
とが可能であれば、光スィッチの小型化は実現できる。
例えば、全反射型の光スィッチでは、１％程度屈折率を
変化させることができれば容易に全反射が可能となり、
１ｍｍ以下の大きさの光スィッチを作製することができ
る。本発明は、多層量子井戸構造（以下、ＭＱＷと呼ぶ
）を持つ半導体結晶の屈折率の変化に伴う全反射を利用
したものである。開本らは文献〔 Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ １ｎｄｅｘ ｏｆ ＧａＡｓ
−ＡＱＡｓｓｕｐｅｒｌ、ａｌ：ｔｉｃｅ ｇｒｏＩｌ
ｎ ｂｙ Ｍ Ｂ Ｅ ” Ｊ 、Ｅ １ｅｃｔｒ。
変化させることができれば容易に全反射が可能となり、
１ｍｍ以下の大きさの光スィッチを作製することができ
る。本発明は、多層量子井戸構造（以下、ＭＱＷと呼ぶ
）を持つ半導体結晶の屈折率の変化に伴う全反射を利用
したものである。開本らは文献〔 Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ １ｎｄｅｘ ｏｆ ＧａＡｓ
−ＡＱＡｓｓｕｐｅｒｌ、ａｌ：ｔｉｃｅ ｇｒｏＩｌ
ｎ ｂｙ Ｍ Ｂ Ｅ ” Ｊ 、Ｅ １ｅｃｔｒ。
Ｍａｔｃｒ １２ （２） 担７（１９８３））におい
て、ＧａＡｓ （ポテンシャル井戸層）、ＡＱＡｓ（ポ
テンシャル障壁層）を用いたＭＱＷの屈折率がＡｌ１．
Ａ Ｓ障壁層の厚さＴ、 Ｈの違いにより２種類の挙
動を示すことを指摘している。即ち、 （１） Ｌｎ〉４（１〜５０人の場合 屈折率ｎは、井戸内に形成される量子化した伝導体内の
電子のエネルギー準位と、価電子帯内の重い正孔のエネ
ルギー準位との差により決まる。
て、ＧａＡｓ （ポテンシャル井戸層）、ＡＱＡｓ（ポ
テンシャル障壁層）を用いたＭＱＷの屈折率がＡｌ１．
Ａ Ｓ障壁層の厚さＴ、 Ｈの違いにより２種類の挙
動を示すことを指摘している。即ち、 （１） Ｌｎ〉４（１〜５０人の場合 屈折率ｎは、井戸内に形成される量子化した伝導体内の
電子のエネルギー準位と、価電子帯内の重い正孔のエネ
ルギー準位との差により決まる。
（ＩＩ ） 、Ｌ ｓ＜４０〜５０人の場合屈折率ｎは
、ＭＱＷ層全体を平均したＡｌ１Ａ ｓ混晶比により決
まる、 の２種類の挙動を示す。これは＋ ＭＱＷ内の井戸内に
束縛された電子が、Ａｌｌ Ａ Ｓ障壁層の厚さＬＢの
あるしきい値を境に井戸相互間でカップリングを生じる
ためである。さらに、開本らはＧ ａ Ａ ｓポテンシ
ャル井戸層の厚さをＬＺとして、Ｌｚ＝２９人、ＬＢ＝
４３人及びＬｚ＝３０人、Ｌｓ＝５３人の２種類のＭＱ
Ｗにおいて、波長１＃１１の光に対しそれぞれｎ＝３．
１７、ｎ ＝３．２５と大きく異なる屈折率を測定して
いる。注目すべきことは、厚さＬＢの違いによる（Ｉ）
、（ＩＴ）の２種類のグループの境界付近では、１０人
程度の小さなＴ、８の違いによって、屈折率ｎは２．５
％にもおよぶ大きな差が生じることである。
、ＭＱＷ層全体を平均したＡｌ１Ａ ｓ混晶比により決
まる、 の２種類の挙動を示す。これは＋ ＭＱＷ内の井戸内に
束縛された電子が、Ａｌｌ Ａ Ｓ障壁層の厚さＬＢの
あるしきい値を境に井戸相互間でカップリングを生じる
ためである。さらに、開本らはＧ ａ Ａ ｓポテンシ
ャル井戸層の厚さをＬＺとして、Ｌｚ＝２９人、ＬＢ＝
４３人及びＬｚ＝３０人、Ｌｓ＝５３人の２種類のＭＱ
Ｗにおいて、波長１＃１１の光に対しそれぞれｎ＝３．
１７、ｎ ＝３．２５と大きく異なる屈折率を測定して
いる。注目すべきことは、厚さＬＢの違いによる（Ｉ）
、（ＩＴ）の２種類のグループの境界付近では、１０人
程度の小さなＴ、８の違いによって、屈折率ｎは２．５
％にもおよぶ大きな差が生じることである。
本発明は、障壁層と井戸層の間の障壁の高さを変えるこ
とにより、実効的にバリア層の厚さを変えたことと同等
の効果を持たせ、大きな屈折率の変化を得ることである
。前述したとおり、この現象が井戸相互間の電子のカッ
プリングに基づくことを考えれば、本発明の実現は可能
であり、事実、後述する実施例において顕著な効果を確
認することができた。本発明の構成によると、Ｌａ＝４
０〜５０人の境界値から外れたＬＢ値を持つＭＱＷにお
いても、屈折率変化を得ることは可能であり、その場合
、その変化量はさらに大きなものとなる。
とにより、実効的にバリア層の厚さを変えたことと同等
の効果を持たせ、大きな屈折率の変化を得ることである
。前述したとおり、この現象が井戸相互間の電子のカッ
プリングに基づくことを考えれば、本発明の実現は可能
であり、事実、後述する実施例において顕著な効果を確
認することができた。本発明の構成によると、Ｌａ＝４
０〜５０人の境界値から外れたＬＢ値を持つＭＱＷにお
いても、屈折率変化を得ることは可能であり、その場合
、その変化量はさらに大きなものとなる。
例えば−Ｌｚ＝１００人、Ｌｓ＝１００人程度のＭ程度
は、通常の状態では前述のグループ（１）に属し、量子
化されたエネルギー準位で決まる屈折率ｎ４３．５を示
す。これに対し、本発明の構成により障壁を下げて井戸
間のカップリングが生じる状態にしてやれば、屈折率ｎ
はＡ（ＩＡｓ混晶比０．５で決まるｎ ＝３．２まで減
少することが予想される。
は、通常の状態では前述のグループ（１）に属し、量子
化されたエネルギー準位で決まる屈折率ｎ４３．５を示
す。これに対し、本発明の構成により障壁を下げて井戸
間のカップリングが生じる状態にしてやれば、屈折率ｎ
はＡ（ＩＡｓ混晶比０．５で決まるｎ ＝３．２まで減
少することが予想される。
また、本発明は、相対的な障壁の高さを変える構成を提
供するものである。具体的には、以下のとおりである。
供するものである。具体的には、以下のとおりである。
即ち、（１）障壁層と井戸層とでキャリア濃度あるいは
キャリア導電型あるいはバンドギャップに違いを設け、
（２）別途に形成したｎ型領域、ｎ型領域、ショットキ
ー電極との間に接合を形成し、（３）これらの接合を介
して障壁層及び井戸層に膜に対し平行な方向に電圧を印
加する、ことにより両層間の障壁の高さを変える。
キャリア導電型あるいはバンドギャップに違いを設け、
（２）別途に形成したｎ型領域、ｎ型領域、ショットキ
ー電極との間に接合を形成し、（３）これらの接合を介
して障壁層及び井戸層に膜に対し平行な方向に電圧を印
加する、ことにより両層間の障壁の高さを変える。
第１図（ａ）に、ｐｎ接合を用いた場合の３層へテロ構
造の断面図の例を模式的に示す。本例では３層であるが
、多層構造でも同様である。第１図（ａ）において、１
はｐ型Ａｍ Ａ ｓ障壁層、２はｎ型ｑａＡｓ井戸層、
３及び４はイオン打込み等によりそれぞれｎ型、ｐ型に
した部分である。第１図（ｂ）は、電圧を印加しない場
合のバンド図で、右の図はＡｕＡｓ層１とＧ ａ Ａ
ｓ層２の内部の層に平行な方向のバンドをフェルミエネ
ルギーＥＦ□、ＥＦ２を基準にして示しており、左の図
は、第１図（ｃｉ）中のＸ−Ｘ’で示した層間にまたが
る方向でのバンドを示している。図中、ＥＣ１、ＥＣ２
、Ｅｖｌ、Ｅｖ２はそれぞれＡＱＡｓ層１、ＧａＡｓ層
２の伝導体の底、ＡＤ、 Ａ ｓ、 Ｇ ａ Ａ ｓの
価電子帯の頂上である。第１図（ｃ）、（ｄ）は、ｎ領
域３、Ｐ領域４にそれぞれ逆バイアス、順バイアスを印
加した場合の第１図（ｂ）と同様なバンド図である。
造の断面図の例を模式的に示す。本例では３層であるが
、多層構造でも同様である。第１図（ａ）において、１
はｐ型Ａｍ Ａ ｓ障壁層、２はｎ型ｑａＡｓ井戸層、
３及び４はイオン打込み等によりそれぞれｎ型、ｐ型に
した部分である。第１図（ｂ）は、電圧を印加しない場
合のバンド図で、右の図はＡｕＡｓ層１とＧ ａ Ａ
ｓ層２の内部の層に平行な方向のバンドをフェルミエネ
ルギーＥＦ□、ＥＦ２を基準にして示しており、左の図
は、第１図（ｃｉ）中のＸ−Ｘ’で示した層間にまたが
る方向でのバンドを示している。図中、ＥＣ１、ＥＣ２
、Ｅｖｌ、Ｅｖ２はそれぞれＡＱＡｓ層１、ＧａＡｓ層
２の伝導体の底、ＡＤ、 Ａ ｓ、 Ｇ ａ Ａ ｓの
価電子帯の頂上である。第１図（ｃ）、（ｄ）は、ｎ領
域３、Ｐ領域４にそれぞれ逆バイアス、順バイアスを印
加した場合の第１図（ｂ）と同様なバンド図である。
第１図（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の左図から明らかなよう
に、ＧａＡｓ井戸層の障壁の高さは、電圧の印加により
変化させ得ることがわかる。この方法を井戸層、障壁層
に異なる導電型を用い、ＭＱＷに適用する。ここではｐ
ｎ接合を介して電圧を印加する場合を示したが、同様な
効果はショットキ □−接合、ＭＯ８構造においても゛
実現可能である。
に、ＧａＡｓ井戸層の障壁の高さは、電圧の印加により
変化させ得ることがわかる。この方法を井戸層、障壁層
に異なる導電型を用い、ＭＱＷに適用する。ここではｐ
ｎ接合を介して電圧を印加する場合を示したが、同様な
効果はショットキ □−接合、ＭＯ８構造においても゛
実現可能である。
また、ここでは井戸層、障壁層に異なる導電型を用いて
いるが、同じ導電型でキャリア濃度を変える構造でも同
様な効果は期待できる。
いるが、同じ導電型でキャリア濃度を変える構造でも同
様な効果は期待できる。
第２図は本発明光スィッチの一実施例図で、これはＭＱ
Ｗ構造を用いた２層２反射型光スイッチの場合で、（ａ
）は素子上面図及び側面図、（ｂ）はＭＱＷ構造部の拡
大図を示す。ＭＱＷ内の障壁は第１図に示したｐｎ接合
方式により変化させる。
Ｗ構造を用いた２層２反射型光スイッチの場合で、（ａ
）は素子上面図及び側面図、（ｂ）はＭＱＷ構造部の拡
大図を示す。ＭＱＷ内の障壁は第１図に示したｐｎ接合
方式により変化させる。
第２図実施例の光スィッチは、半絶縁性ＧａＡｓ基板２
１．光のしみ出しを防ぐためのＯａ。、、へＱｏ、、Ａ
ｓ層２２（厚さ２７ｚｍ、 ｐ ＝ ５ ＸＩＯ１４ａ
ｍ−３） 、その上にｎ電極２５とＰ電極２６とを有す
るＭＱＷスイッチ部２部上３ ａ ｏ 、 ｓ Ｍ ｎ
、ｓ Ａ ｓ光導波路部２４ （ｐ ＝ ５ ｘｌＯ
”Ｃｌ１ｌ−３）により構成される。素子寸法は、基板
２１の縦８２０ｐＭ、横４００１血であり、ＭＱＷスイ
ッチ部２部上３さ１０１ｍ、幅４／７１１、光導波路部
２４は、ＭＱＷスイッチ部２部上３れぞれ角度１３度で
交差する２本の導波路よりなり、光入射ロ２７側では幅
１０ＩＭ、高さ１０庫、光出射口２８側では幅１４岬、
高さ１０ｐである。
１．光のしみ出しを防ぐためのＯａ。、、へＱｏ、、Ａ
ｓ層２２（厚さ２７ｚｍ、 ｐ ＝ ５ ＸＩＯ１４ａ
ｍ−３） 、その上にｎ電極２５とＰ電極２６とを有す
るＭＱＷスイッチ部２部上３ ａ ｏ 、 ｓ Ｍ ｎ
、ｓ Ａ ｓ光導波路部２４ （ｐ ＝ ５ ｘｌＯ
”Ｃｌ１ｌ−３）により構成される。素子寸法は、基板
２１の縦８２０ｐＭ、横４００１血であり、ＭＱＷスイ
ッチ部２部上３さ１０１ｍ、幅４／７１１、光導波路部
２４は、ＭＱＷスイッチ部２部上３れぞれ角度１３度で
交差する２本の導波路よりなり、光入射ロ２７側では幅
１０ＩＭ、高さ１０庫、光出射口２８側では幅１４岬、
高さ１０ｐである。
２つの入射光、出射光の間隔はともにＩ ８０１層ｍで
ある。ＭＱＷスイッチ部２部上３上電極２５、ｎ電極２
６の下のＭＱＷ層は、それぞれＳｉ打込み、Ｚｎ拡散に
よりｎ型、ｐ型にしである。ＭＱＷ層は、第２図（ｂ）
に拡大図を示すように、膜厚４５人のｐ −Ａ１１．
Ａ ｓポテンシャル障壁層２９ （ｐ ＝ ５ Ｘ １
０１７ａｎ−３）、膜厚３０人のｎ−ＧａＡｓポテンシ
ャル井戸層３０（ｎ ＝ ５ Ｘ １０”ｃｎ−’）よ
り構成される。
ある。ＭＱＷスイッチ部２部上３上電極２５、ｎ電極２
６の下のＭＱＷ層は、それぞれＳｉ打込み、Ｚｎ拡散に
よりｎ型、ｐ型にしである。ＭＱＷ層は、第２図（ｂ）
に拡大図を示すように、膜厚４５人のｐ −Ａ１１．
Ａ ｓポテンシャル障壁層２９ （ｐ ＝ ５ Ｘ １
０１７ａｎ−３）、膜厚３０人のｎ−ＧａＡｓポテンシ
ャル井戸層３０（ｎ ＝ ５ Ｘ １０”ｃｎ−’）よ
り構成される。
本素子の作製プロセスは以下のとおりである。
（１）分子線エピタキシー（ＭＢＥ）によるＧａＡｌｌ
Ａｓ層２２、ＭＱＷ層の成長（２−）イオンミリングに
よるＭＱＷスイッチ部２部上３成 （３）ＭＢＥによる先導波路用Ｇ ａ ＡＯ，’ Ａ
ｓ層の成長（４）ウェッ１へエツチングによる先導波路
２４の形成 （５）Ｓｉ打込み、Ｚｎ拡散 （６）ｎ電極２５、ｎ電極２６の形成 （７）臂開 本素子の動作原理、特性を次に示す。ＭＱＷスイッチ部
２部上３折率は、ｎ電極２５、ｎ電極２６間のバイアス
電圧の有無により前述のグループ（１）、（１１）で示
した異なる屈折率となる。バイアス電圧の印加が無い場
合、ＭＱＷの屈折率は、導波路のそれより小さく、本素
子の入射角のもとでは全反射する。ｎ電極２５、ｐ電極
２６間に適当な逆バイアスを印加するとＭＱＷ部の屈折
率は旧昇し、導波路のそれと等しくなる。そのため、導
波路。
Ａｓ層２２、ＭＱＷ層の成長（２−）イオンミリングに
よるＭＱＷスイッチ部２部上３成 （３）ＭＢＥによる先導波路用Ｇ ａ ＡＯ，’ Ａ
ｓ層の成長（４）ウェッ１へエツチングによる先導波路
２４の形成 （５）Ｓｉ打込み、Ｚｎ拡散 （６）ｎ電極２５、ｎ電極２６の形成 （７）臂開 本素子の動作原理、特性を次に示す。ＭＱＷスイッチ部
２部上３折率は、ｎ電極２５、ｎ電極２６間のバイアス
電圧の有無により前述のグループ（１）、（１１）で示
した異なる屈折率となる。バイアス電圧の印加が無い場
合、ＭＱＷの屈折率は、導波路のそれより小さく、本素
子の入射角のもとでは全反射する。ｎ電極２５、ｐ電極
２６間に適当な逆バイアスを印加するとＭＱＷ部の屈折
率は旧昇し、導波路のそれと等しくなる。そのため、導
波路。
ＭＱＷ部間での反射成分は無くなる。したがって光入射
口２７の片方（例えば左側）より入射した光は、素子中
央部の導波路とＭＱＷスイッチ部との交差点まで進み、
ＭＱＷ部の上記バイアスの有無に応じて、ＭＱＷ部で全
透過したり、あるいは全反射して、導波路出射口２８の
右側（全透過の場合）あるいは左側（全反射の場合）よ
り出射する。すなわち光の出射する導波路が切換えられ
る。光のしみ出し防止層２２は、Ａｎ Ａ ｓ混晶比を
光導波路部２４より大きくすることにより、屈折率を先
導波路部２４のそれより小さくし、これにより光のしみ
出しを防ぎ、また高抵抗化することにより、バイアス電
圧印加時に大電流がＭＱＷ部直下に流れて耐圧減少を生
じるのを防止している。また、光導波路部２４を高抵抗
化することにより、キャリア吸収に基づく光の損失を減
少させ、さらにＭＱＷ部との交差部で印加電圧が導波路
部に及んで屈折率変化領域のだれに基づく全透過条件の
乱れが発生するのを防止している。
口２７の片方（例えば左側）より入射した光は、素子中
央部の導波路とＭＱＷスイッチ部との交差点まで進み、
ＭＱＷ部の上記バイアスの有無に応じて、ＭＱＷ部で全
透過したり、あるいは全反射して、導波路出射口２８の
右側（全透過の場合）あるいは左側（全反射の場合）よ
り出射する。すなわち光の出射する導波路が切換えられ
る。光のしみ出し防止層２２は、Ａｎ Ａ ｓ混晶比を
光導波路部２４より大きくすることにより、屈折率を先
導波路部２４のそれより小さくし、これにより光のしみ
出しを防ぎ、また高抵抗化することにより、バイアス電
圧印加時に大電流がＭＱＷ部直下に流れて耐圧減少を生
じるのを防止している。また、光導波路部２４を高抵抗
化することにより、キャリア吸収に基づく光の損失を減
少させ、さらにＭＱＷ部との交差部で印加電圧が導波路
部に及んで屈折率変化領域のだれに基づく全透過条件の
乱れが発生するのを防止している。
本実施例素子は、波長範囲が０．９〜１ 、５７Ｍのシ
ングルモード及びマルチモードの光に対し良好なスイッ
チ特性を示した。波長１．０／／Ｉ１１の光に対する消
光比は２０ｄ Ｂ以上であった。
ングルモード及びマルチモードの光に対し良好なスイッ
チ特性を示した。波長１．０／／Ｉ１１の光に対する消
光比は２０ｄ Ｂ以上であった。
本実施例では、ｐｎ接合で形成された電極へのバイアス
によりＭＱＷ層の屈折率を変化させたが、ショットキー
接合による電極でも同様な効果は得られる。また、ＭＱ
Ｗ内の障壁層厚さＬＢは前述のグループ（１）、（ＩＩ
）の境界付近に限定する必要もない。以上Ｇ ａ Ａｎ
Ａ ｓ系の材料の場合を説明したがＩｎＧａＡｓＰ系
の材料によっても同様の結果が得られた。
によりＭＱＷ層の屈折率を変化させたが、ショットキー
接合による電極でも同様な効果は得られる。また、ＭＱ
Ｗ内の障壁層厚さＬＢは前述のグループ（１）、（ＩＩ
）の境界付近に限定する必要もない。以上Ｇ ａ Ａｎ
Ａ ｓ系の材料の場合を説明したがＩｎＧａＡｓＰ系
の材料によっても同様の結果が得られた。
本発明によれば、大きさ１ｍ以下の小型光スィッチの実
現が可能になり、これにより、他の光素子との集積化の
際の障害が除かれ、また、シングルモードの光に対して
はもちろん、マルチモードの光に対するスイッチングも
可能で、有効な波長範囲も広くとれる。
現が可能になり、これにより、他の光素子との集積化の
際の障害が除かれ、また、シングルモードの光に対して
はもちろん、マルチモードの光に対するスイッチングも
可能で、有効な波長範囲も広くとれる。
第１図（ａ）は本発明におけるＭＱＷ構造の側面模式図
、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）はそれぞれバンド図、第２図
（ａ）は本発明の一実施例光スィッチの上面図と側面図
、（ｂ）はそのＭＱＷ構造部の拡大図である。 符号の説明 １・・・ｐ型＾Ｄ、Ａ ｓ障壁層 ２・・・ｎ型Ｇｅｌ
ΔＳ井戸層３．４・・イオン打込み等によるＤ型層とＰ
型層２ｌ−ＧａＡｓ基板 ２２ ・−Ｇ ａｏ ４Ａｌ
ｌ。、 、 Ａ ｓ層２３−ＭＱＷスイッチ部 ２４−
Ｇａ、、、Ａｌｌ。、、、Ａｓ層２５・・ｎ電極 ２６
・・・ｐ電極 ２７・・・光入射口 ２８・・・光出射口２９・・ｐ−
Ａ１．Ａｓポテンシャル障壁層３０・・・ｎ−ＧａＡｓ
ポテンシャル井戸層代理人弁理士 中村 純之助 矛１図 （Ｑ） （Ｃ） （ｄ）
、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）はそれぞれバンド図、第２図
（ａ）は本発明の一実施例光スィッチの上面図と側面図
、（ｂ）はそのＭＱＷ構造部の拡大図である。 符号の説明 １・・・ｐ型＾Ｄ、Ａ ｓ障壁層 ２・・・ｎ型Ｇｅｌ
ΔＳ井戸層３．４・・イオン打込み等によるＤ型層とＰ
型層２ｌ−ＧａＡｓ基板 ２２ ・−Ｇ ａｏ ４Ａｌ
ｌ。、 、 Ａ ｓ層２３−ＭＱＷスイッチ部 ２４−
Ｇａ、、、Ａｌｌ。、、、Ａｓ層２５・・ｎ電極 ２６
・・・ｐ電極 ２７・・・光入射口 ２８・・・光出射口２９・・ｐ−
Ａ１．Ａｓポテンシャル障壁層３０・・・ｎ−ＧａＡｓ
ポテンシャル井戸層代理人弁理士 中村 純之助 矛１図 （Ｑ） （Ｃ） （ｄ）
Claims (6)
- （１）ポテンシャル井戸層とポテンシャル障壁層よりな
る多重量子井戸型構造を有する半導体結晶を先導波路の
交差部に配置し、上記井戸層と上記障壁層との間のポテ
ンシャル障壁の大きさを相対的に変化させる手段を備え
、このポテンシャル障壁の変化に応じて上記半導体結晶
に生じる有効屈折率の変化により光の進行方向を制御す
ることを特徴とする光スィッチ。 - （２）前記半導体結晶は、それを構成している前記ポテ
ンシャル井戸層と前記ポテンシャル障壁層とが異なる導
電型で形成されている半導体結晶であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の光スィッチ。 - （３）前記半導体結晶は、それを構成している前記ポテ
ンシャル井戸層と前記ポテンシャル障壁層とが導電型は
同種であるが異なるキイリア濃度で形成されている半導
体結晶であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の光スィッチ。 - （４）前記ポテンシャル障壁の大きさを変化させる手段
が、前記ポテンシャル井戸層と前記ポテンシャル障壁層
とよりなる多重層に共通した電圧印加部を少なくとも２
個所備え、これらの電圧印加部の少なくとも１個所はＰ
Ｎ接合またはショットキー接合により上記多重層と接合
しており、上記電圧印加部への電圧印加でポテンシャル
障壁の大。 きさを変化させるものであることを特徴とする特許請求
の範囲第１項または第２項または第３項に記載の光スィ
ッチ。 - （５）前記半導体結晶がＧａＭＡｓ系の半導体結晶であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第
３項、第４項のいずれかに記載の光スィッチ。 - （６）前記半導体結晶がＩｎＧａＡｓＰ系の半導体結晶
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項
、第３項、第４項のいずれかに記載の光スィッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10758484A JPS60252329A (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | 光スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10758484A JPS60252329A (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | 光スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60252329A true JPS60252329A (ja) | 1985-12-13 |
Family
ID=14462863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10758484A Pending JPS60252329A (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | 光スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60252329A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62164019A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-20 | Nec Corp | 光方向性結合素子 |
| JPS62194219A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-26 | Fujitsu Ltd | プログラマブル光ｉｃ |
| JPS62194236A (ja) * | 1986-02-21 | 1987-08-26 | Fujitsu Ltd | マトリクス型光スイツチ |
| JPS62284331A (ja) * | 1986-06-02 | 1987-12-10 | Nec Corp | 光変調器 |
| JPS62296129A (ja) * | 1986-06-16 | 1987-12-23 | Nec Corp | 光スイツチ |
| JPS6313016A (ja) * | 1986-07-03 | 1988-01-20 | Nec Corp | 光スイツチ |
| JPS6371826A (ja) * | 1986-09-16 | 1988-04-01 | Hitachi Ltd | 光半導体装置 |
| US4795225A (en) * | 1987-01-19 | 1989-01-03 | Kokusai Denshin Denwa Kabushiki Kaisha | Semiconductor optical switch |
| JPS6431133A (en) * | 1987-07-27 | 1989-02-01 | Nec Corp | Wavelength selection switch |
| US5452383A (en) * | 1993-06-30 | 1995-09-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical switch and method for producing the optical switch |
-
1984
- 1984-05-29 JP JP10758484A patent/JPS60252329A/ja active Pending
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