CN1015073B - 光电混合集成半导体光双稳器件 - Google Patents
光电混合集成半导体光双稳器件Info
- Publication number
- CN1015073B CN1015073B CN 89103973 CN89103973A CN1015073B CN 1015073 B CN1015073 B CN 1015073B CN 89103973 CN89103973 CN 89103973 CN 89103973 A CN89103973 A CN 89103973A CN 1015073 B CN1015073 B CN 1015073B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical
- light
- bistable device
- optical bistable
- bistability
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 96
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 4
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 3
- 230000010365 information processing Effects 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005375 photometry Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
本发明属于有源光双稳器件，是一种集成化的独立的新型半导体光电子器件，适用于高速光通信及光逻辑计算技术领域。本发明具有高速(工作速率达10Mb/s，光脉冲响应时间≤35ns)，动态宽度可调，体积小(器件封装在一个≤29×24mm2的管壳内)及价格便宜、实用性好的优点，并具有光增益、光比较、光脉冲整形、光存储、光开关或光开电关等多种功能，广泛用于光通信、光计算、光交换系统和光信息处理系统。
Description
本发明涉及到一种有源光双稳器件，适用于高速光通信及光逻辑计算等技术领域。
随着光通信和光计算的发展，有源光双稳器件的研制已成为本领域技术人员所关注的重要课题之一。目前的光双稳器件较为先进的一类是用半导体光电子器件组合而成，如“使用半导体激光器的新型双稳器件”一文提供的一种光双稳器件实验模型是由光电晶体管PD和半导体激光器LD及电阻构成，如附图1所示（1981年9月刊载于《日本应用物理杂志》第20卷9期（New Bistable Optical Device using scmicoductor laser Diode.Yoh Ogawa，et.al.J.J of Appl.Phys.Vol.20，No.9 sep.1981 PP.L646-L648）.“使用发光二极管的双稳光器件”一文提供的光双稳器件实验模型是由光电晶体管PD和发光二极管LED及电阻构成，如附图2所示（1982年6月刊载于《应用光学》第21卷第11期，第1879-1880页（Bistable Optical Device using a light emitting Diode，Yoh Ogawa，et.al.Appl.Opt.Vol.20 No.11，1June 1982，PP 1879-1880）.上述两种光双稳器件工作原理相似，仅以图1为例说明如下：当入射光功率Pi大于某一值（光双稳开启光功率）时，光电晶体管PD产生的电流足够大，驱动激光器LD工作产生输出光Po，同时Po又反馈到PD上产生光生电流，故当入射光功率Pi降低时（或触发光脉冲过去后）光电晶体管PD产生的光生电流仍能维持激光器LD工作，维持输出Po不变，使光双稳处于高态;只有等Pi降低为某一最低值（关闭光功率）时，光电晶体管PD产生的电流大够大，激光器不能正常工作，光双稳输出Po降为低态原始值。从而形成了双稳工作模式。其中VB是偏置电压，R1;R2用以控制流经PD、LD的电流。这两种光双稳器件的不足之处是：1.工作速度低、光脉冲响应时间≥28ms;2.反馈光强弱不可调，使光双稳器件的迟滞回线宽度（即初态跨度）不可变;3.只是用一些分离元件组成的原理模型，没有构成实际可用独立器件，更没有集成化，本发明的目的是为了克服现有原理模型中技术之不足，提供一种集成化的多功能，独立的实用光双稳器件。
本发明的技术要点是：采用PIN-FET前置放大器和主放大器，代替光电晶体管完成光电转换及放大功能，使光双稳器件工作速率达到10Mb/s，光脉冲响应时间≤35ns;2.采用平凸自聚焦透镜并通过透明环氧固化，配以银导电胶粘接半导体激光器LD（或LED）热沉，构成反馈光耦合回路，改变光耦合系数，使光双稳器件的动态宽度可调;3.采用厚薄膜混合集成工艺制成实用器件。
光电混合集成半导体光双稳器件具有速度高、动态宽度可调、体积小，便于同光纤系统连接等优点，并具有光增益、光比较、光脉冲整形、光存贮、光开关或光开电关、光二进制逻辑等多种功能。
改变器件外引线腿接法，本器件除可当光双稳器用外，还可当光接收器、光发射器及光中继放大器用。
实施例：
附图3是本发明的一个实施例：采用厚薄膜集成工艺，把PIN-FET前置放大器A1与主放大器A2，半导体激光器LD（或LED）、驱动电路B及由平凸自聚焦透镜D构成的反馈光耦合回路，分别制成2块≤15mm×10mm的片子，利用LD（或LED）两面均出光的特点，一端耦合光纤作光双稳器件的输出口，另一面与PIN光电探测器直
接耦合，形成反馈光耦合回路，可调整反馈系数f达到所需要求，然后将整个器件封装在一只≤29mm×24mm2双列直插式管壳内，附图4是本发明的外型照片.
附图5是本发明的另一实施例，在激光器LD（或LED）的驱动电路B前和主放大器A2之后加TTL与非门逻辑C，可构成既有光开光关功能又有光开电关功能的光双稳器件。
本器件的测试方法：
①迟滞回线测试方法：
将用三角波或正弦波调制的光信号输入到光双稳器，光双稳器通过光电转换器，将光信号变为电信号，输入示波器并使示波器工作在x-y模式，即可从示波器上观察到光双稳器输出光信号幅度随输入光幅度变化的特性曲线-迟滞回线，如附图6所示，横座标是输入光信号幅值，纵座标是输出光信号幅值。
②光开关特性测试方法：在迟滞回线的中心位置，设一偏置光PB，以幅度相同的正-负光脉冲触发双稳器，当正脉冲大于开启光功率时，双稳器输出光增强;当负脉冲小于关闭光功率时，双稳器输出光减弱，其波形如附图7所示，其中1为光双稳器输出光波形2为输入光双稳器的正-负光脉冲波形。
③光脉冲整形测试方法：
将一正弦光信号输入光双稳器，当输入光信号的光强大于开启光功率，光双稳器输出光强维持高态;当输入光降低到关闭光功率以下时，光双稳器无信号输出，回到低态，波形如附图8所示，3是光双稳器输入光波形;4是光双稳器输出的光波形。
④光开电关的测试方法：
将一光脉冲输入光双稳器，光双稳器开启输出光增强，此时输入一个电脉冲信号，光双稳器关闭，输出光降低回到原态。波形如附图9所示，5是光双稳器输出光波形，6是光双稳器输入的光脉冲波形，7是光双稳器输入的电脉波形。图9a是电脉冲信号未输入光双稳器时的波形图;图9b是电脉冲信号输入光双稳器时的波形图;图9c是电脉冲信号频率为输入光信号频率1/2时，光双稳器输出波形。
附图说明：
附图1是使用半导体激光器的光双稳器件电路图
附图2是使用发光二极管的光双稳器件电路图
附图3是本发明实施例图
A1是前置放大器
A2是主放大器
B是驱动器
D是平凸自聚焦透镜
附图4是本发明实施例的外形照片
附图5是光开电关光双稳器件电路图
A1是前置放大器
A2是主放大器
B是驱动电路
G是TTL与非门逻辑
D是平凸自聚焦透镜
附图6是光双稳器特性-迟滞回线的测试照片
附图7是光双稳器特性-光开关特性测试照片
1是光双稳器输出光波形
2是光双稳器输入的正-负光脉冲波形
附图8是光双稳器特性-光脉冲整形测试照片
3是光双稳器输入的光波形
4是光双稳器输出的光波形
附图9是光双稳器特性-光开电关测试照片
5是光双稳器输出光波形
6是光双稳器输入的光脉冲波形
7是光双稳器输入的电脉冲波形
图9a是电脉冲信号未输入光双稳器时的波形
图9b是电脉冲信号输入光双稳器时的波形
图9c电脉冲信号频率为输入光信号频率1/2时，光双稳器输出的波形。
Claims (3)
1、一种光电混合集成半导体光双稳器件，由光电转换电路、反馈耦合回路组成，其特征在于采用PIN-FET前置放大器和主放大器进行光电转换和电放大，采用平凸自聚焦透镜并通过透明环氧固化，配以银导电胶粘接半导体激光器LD(或LED)热沉，构成光反馈耦合回路，并采用厚薄膜混合集成工艺制成。
2、按照权利要求1所说的光电混合集成半导体光双稳器件，其特征在于可将PIN-FET前置放大器和主放大器，半导体激光器及其驱动电路，分别制成2片≤15×10mm2的片子，封装在一个≤29×24mm2双列直插式管壳内。
3、按照权利要求1和2所说的光电混合集成半导体光双稳器件，其特征在于可在半导体激光器的驱动电路之前、主放大器之后加TTL与非门逻辑电路，使其具有光开电关功能。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 89103973 CN1015073B (zh) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 光电混合集成半导体光双稳器件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 89103973 CN1015073B (zh) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 光电混合集成半导体光双稳器件 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1048284A CN1048284A (zh) | 1991-01-02 |
| CN1015073B true CN1015073B (zh) | 1991-12-11 |
Family
ID=4855370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 89103973 Expired CN1015073B (zh) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 光电混合集成半导体光双稳器件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1015073B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1070745C (zh) * | 1998-09-18 | 2001-09-12 | 重庆钢铁(集团)有限责任公司 | 连铸机结晶器液面控制系统 |
-
1989
- 1989-06-23 CN CN 89103973 patent/CN1015073B/zh not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1070745C (zh) * | 1998-09-18 | 2001-09-12 | 重庆钢铁(集团)有限责任公司 | 连铸机结晶器液面控制系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1048284A (zh) | 1991-01-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1706082A (zh) | 包括cmos vcsel驱动器、高性能光检测器、以及cmos光接收器的高速数据通道 | |
| EP1105926B1 (en) | Organic light emitting devices | |
| EP0260988A2 (en) | An optically bistable photodiode device | |
| CN1909758A (zh) | 多功能驱动控制器、wled驱动电路和oled驱动电路 | |
| CN1909759A (zh) | 多功能驱动控制器、wled驱动电路和oled驱动电路 | |
| CN115128881A (zh) | 一种基于单光源单探测器的多功能光电逻辑门 | |
| CN1015073B (zh) | 光电混合集成半导体光双稳器件 | |
| CN106879107B (zh) | 一种InGaN/GaN LED纳秒脉冲驱动电路 | |
| CN108987601A (zh) | 二极管器件及其制造方法、二极管装置 | |
| Van Drieënhuizen et al. | Optocoupler based on the avalanche light emission in silicon | |
| CN1185622A (zh) | 光拾音器 | |
| CN1365150A (zh) | 动态触发器 | |
| JPS6316682A (ja) | 樹脂封止型発光モジユ−ル | |
| EP0415617A2 (en) | Differential optical logic arrangement | |
| KR930005649B1 (ko) | 광트리거 스위칭회로 | |
| JP2749744B2 (ja) | 半導体光微分器 | |
| CN213637754U (zh) | 一种增强型光模块 | |
| CN2117618U (zh) | 智能数字查线仪 | |
| JPS62502218A (ja) | 非線形・双安定光学装置 | |
| RU2174269C2 (ru) | Многофункциональный индикаторный оптрон | |
| CN2428899Y (zh) | 同平面组装式激光光源 | |
| CN213342223U (zh) | 一种复合型光模块 | |
| CN209030225U (zh) | 一种采用tia放大器的sfp+光模块 | |
| JP2762572B2 (ja) | 光ｄフリップフロップ回路 | |
| Morris | Optoelectronics |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C13 | Decision | ||
| GR02 | Examined patent application | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |