DE1236099B - Frequenzmodulation optischer Sender - Google Patents
Frequenzmodulation optischer SenderInfo
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Description
Deutsche Kl.: 21 g - 53/00
Aktenzeichen: B 78998 VIII c/21 j
^ 236 099 Anmeldetag: 21.Oktober 1964
Auslegetag: 9. März 1967
Die Erfindung bezieht sich auf einen frequenzmodulierbaren optischen Sender mit einem Halbleitereinkristall
als stimulierbares Medium.
Bei optischen Sendern mit p-n-Ubergang wird die Rekombinationsstrahlung in der Übergangszone einer
Halbleiter-p-n-Diode erzeugt. Die Diode wird, dazu in Durchlaßrichtung betrieben, so daß die aus den
p- und η-Bereichen in die Übergangszone geschwemmten Elektronen und Löcher unter Aussendung von Licht rekombinieren können.
Nun können die für die Rekombinationsstrahlung notwendigen Elektronen und Löcher auch durch Beschießen
von Halbleitern mit Elektronen erzeugt werden. Der Bereich, in dem die Rekombination der
erzeugten Elektronen und Löcher erfolgt, ist durch die Eindringtiefe des Elektronenstrahls in den Halbleiter
gegeben. Ein p-n-Übergang im Halbleiter ist dafür nicht erforderlich. Allerdings muß der für den
Betrieb des optischen Senders benötigte Resonator geschaffen werden. Dies geschieht genau wie bei den ao
p-n-Dioden durch Polieren der planparallelen Oberflächen. Die Frequenz des ausgesandten Lichtes ist
durch die Breite der Energiebandlücke bestimmt. So ist es aus Applied Physics Letters, Bd. 5,1964, S. 139,
bekannt, Halbleitereinkristalle mittels Elektronen-Strahlanregung zur Aussendung stimulierter Strahlung
einer festen Frequenz anzuregen. In den Proceedings of the IEEE, Bd. 51, 1963, S. 1782 und 1783, ist erläutert,
den heterogenen p-n-Übergang in einer Halbleiterdiode aus z. B. Germanium- und Galliumarsenid
dazu heranzuziehen, um mit dem normalerweise nicht stimulierbaren Germanium doch eine Resonanzauslösung
überbesetzt angeregter Tenne, und zwar mit fester Frequenz, zu erzeugen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen optischen Sender mit modulierbarer Frequenz zu
schaffen. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die für die Frequenz einer kohärenten
Strahlung maßgebende Energiebandlücke des Halbleitereinkristalls sich längs seiner Kanten ändert
und daß der Halbleitereinkristall zu seiner Stimulierung mit einem vergleichsweise eng gebündelten
Elektronenstrahl entlang der Kante abtastbar ist.
Durch die ortsveränderliche Abtastung mit dem Elektronenstrahl wird außer einer Umkehrung der
Besetzungsverteilung der Elektronen im Halbleitereinkristall zugleich die erwünschte Frequenzmodulation
der kohärenten Strahlung bewirkt. Als stimulierbares Medium können sowohl einheitlich p- oder
η-dotierte als auch p-n-dotierte Halbleitereinkristalle verwendet werden.
Da die Frequenz der kohärenten Strahlung von der Frequenzmodulation optischer Sender
ίο Anmelder:
The Batteile Development Corporation,
Colombus, Ohio (V. St. A.)
Colombus, Ohio (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. R. Rupprecht, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Am Römerhof 35
Frankfurt/M., Am Römerhof 35
Als Erfinder benannt:
Dr. Helmut Rabenhorst, Frankfurt/M.-Niederrad; Dr. Helmar Krupp, Frankfurt/M.;
Dr. Eckhard Gerlach, Kelkheim
Dr. Eckhard Gerlach, Kelkheim
Auftreffstelle des Elektronenstrahles auf dem Halbleitereinkristall abhängig ist, wird sie entsprechend
der Auftreffstelle des Elektronenstrahles auf dem Halbleitereinkristall geändert.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie an Hand der schematischen Zeichnung.
In F i g. 1 ist über einem im Querschnitt dargestellten Halbleitereinkristall die Größe der Energiebandlücke
aufgetragen. Mit b ist die Eindringtiefe eines Elektronenstrahles d bezeichnet, dessen Bahn mittels
eines Kondensators I abgelenkt wird. Die Resonatorspiegel liegen parallel zur Zeichenebene.
Es ist bekannt, daß für einzelne Halbleiterlegierungen die Energiebandlücke nahezu von dem
Mischungsverhältnis abhängig ist. So haben bei folgenden Halbleitern mit festem Mischungsverhältnis
die Energiebandlücken und die zugehörigen Wellenlängen der Rekombinationsstrahlung folgende Werte:
709 518/403
Claims (12)
1. Mit Hilfe einer Transportreaktion werden auf einem Galliumarsenideinkristall Gallium, Arsen
und Phosphor aufgebracht. Dabei wird die Menge an Phosphor gegenüber der an Arsen
kontinuierlich vergrößert (epitaktisches Aufwachsen).
2. Ein Galliumarsenid und ein Galliumphosphidkristall werden so aufeinander aufgesetzt, daß
bei Erwärmung des gesamten Systems Arsenatome in den Galliumphosphidkristall und Phosphoratome
in den Galliumarsenidkristall diffundieren.
3. Ein Galliumarsenidkristall wird in einer Phosphoratmosphäre erwärmt, wobei Phosphoratome
in den Galliumarsenidkristall diffundieren.
4. Ein Galliumphosphidkristall wird in einer Arsen- go atmosphäre erwärmt, wobei Arsenatome in den
GalliumphosphidkristaIl diffundieren.
5. In den Kristall werden nacheinander verschiedene Dotierungsmaterialien eindiffundiert und
einlegiert. Es ergeben sich dann, wie aus F i g. 2 ersichtlich, ein Leitungsband und ein Valenzband
mit unterschiedlicher Breite, die eine Energiebandlücke der gewünschten Form einschließen.
60
Wenn bei den genannten Verfahren der sich einstellende Gradient der Energiebandlücke nicht
kontinuierlich verläuft, so kann dieses durch den Kurvenverlauf der Modulationsspannung ausgeglichen
werden.
Patentansprüche:
1. Frequenzmodulierbarer optischer Sender mit einem Halbleitereinkristall als stimulierbares Medium,
dadurch gekennzeichnet, daß die für die Frequenz einer kohärenten Strahlung maßgebende
Energiebandlücke des Halbleitereinkristalls sich längs einer seiner Kanten ändert
und daß der Halbleitereinkristall zu seiner Stimulierung mit einem vergleichsweise eng gebündelten
Elektronenstrahl entlang dieser Kante abtastbar ist.
2. Optischer Sender nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sich die Energiebandlücke
über eine der Kanten des Kristalls linear ändert.
3. Verfahren zur Herstellung von Halbleitereinkristallen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß mittels Transportreaktion auf einem Galliumarsenideinkristall Gallium, Arsen
und Phosphor aufgebracht werden, wobei die Phosphormenge gegenüber der Arsenmenge kontinuierlich
vergrößert wird.
4. Verfahren zur Herstellung von Halbleitereinkristallen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Galliumarsenidkristall auf ein Galliumphosphidkristall aufgesetzt wird und dieses
System erwärmt wird.
5. Verfahren zur Herstellung von Halbleitereinkristallen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Galliumarsenidkristall in einer Phosphoratmosphäre erwärmt wird.
6. Verfahren zur Herstellung von Halbleitereinkristallen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Galliumphosphidkristall in einer Arsenatmosphäre erwärmt wird.
7. Verfahren zur Herstellung von Halbleitereinkristallen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß nacheinander verschiedene Dotierungsmaterialien eindiffundiert oder einlegiert
werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Legierung
Ga(AswPx) die Legierung IniAs1 _XPX) verwendet
wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Legierung
Ga(AswPx) die Legierung In(ASj_xSbx) verwendet
wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Legierung
Ga(As1^Px) die Legierung IniAs1 _xSbx) verwendet
wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Legierung
Ga(As1_xPx) die Legierung (GawInx)As verwendet
wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Legierung
Ga(AsiwPx) die Legierung (Ga1^Inx)Sb verwendet
wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Applied Physics Letters, Bd. 5, 1964, S. 139;
Proceedings of the IEEE, Bd. 51, Nr. 12, Dezember 1963, S. 1782 und 1783; Bd. 52, Nr. 3, März 1964, S. 329.
Applied Physics Letters, Bd. 5, 1964, S. 139;
Proceedings of the IEEE, Bd. 51, Nr. 12, Dezember 1963, S. 1782 und 1783; Bd. 52, Nr. 3, März 1964, S. 329.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 518/403 2.67 © Bundesdruckerei Berlin
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1964B0078998 DE1236099B (de) | 1964-10-21 | 1964-10-21 | Frequenzmodulation optischer Sender |
NL6512468A NL6512468A (de) | 1964-10-21 | 1965-09-24 | |
GB4223865A GB1116514A (en) | 1964-10-21 | 1965-10-05 | Improvements in semiconductor lasers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1964B0078998 DE1236099B (de) | 1964-10-21 | 1964-10-21 | Frequenzmodulation optischer Sender |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1236099B true DE1236099B (de) | 1967-03-09 |
Family
ID=6980121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1964B0078998 Pending DE1236099B (de) | 1964-10-21 | 1964-10-21 | Frequenzmodulation optischer Sender |
Country Status (3)
Country | Link |
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DE (1) | DE1236099B (de) |
GB (1) | GB1116514A (de) |
NL (1) | NL6512468A (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3747021A (en) * | 1969-07-18 | 1973-07-17 | Us Navy | Wide range continuously tunable thin film laser |
US3748593A (en) * | 1970-11-17 | 1973-07-24 | Method and means of construction of a semiconductor material for use as a laser | |
US4539687A (en) * | 1982-12-27 | 1985-09-03 | At&T Bell Laboratories | Semiconductor laser CRT |
-
1964
- 1964-10-21 DE DE1964B0078998 patent/DE1236099B/de active Pending
-
1965
- 1965-09-24 NL NL6512468A patent/NL6512468A/xx unknown
- 1965-10-05 GB GB4223865A patent/GB1116514A/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB1116514A (en) | 1968-06-06 |
NL6512468A (de) | 1966-04-22 |
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