JP2002043592A - 光導電性スイッチ - Google Patents

光導電性スイッチ

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JP2002043592A
JP2002043592A JP2000276204A JP2000276204A JP2002043592A JP 2002043592 A JP2002043592 A JP 2002043592A JP 2000276204 A JP2000276204 A JP 2000276204A JP 2000276204 A JP2000276204 A JP 2000276204A JP 2002043592 A JP2002043592 A JP 2002043592A
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photoconductive switch
wavelength
switch according
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Yasuhisa Kaneko
泰久 金子
Akira Mizuhara
晃 水原
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Agilent Technologies Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】低温成長ＧａＡｓを用いた小型で比較的単純な
構造を有する光導電性スイッチで、波長が約１．５５μ
mの光に応答して動作するスイッチング素子として使用
可能な光導電性スイッチを提供する。 【解決手段】光導電性スイッチ３０は、低温成長ＧａＡ
ｓ層から成る光導電層３１、及び板状の非線形光学材料
から成り、底側からの入射光に対して第２高調波を発生
することのできる波長変換手段４２を有する。入射され
る約１．５５μｍの光から発生するところの波長がその
１／２である第２高調波は、波長約１．５５μｍの光よ
りも低温成長ＧａＡｓ層３１によって効果的に吸収さ
れ、従ってより効率の高い光検出が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光パルスを用いた
サンプリング回路等に、スイッチング素子又は光検出素
子として使用することのできる化合物半導体材料を使用
した光導電性スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、インターネットや携帯電話の普及
によって、通信網の大容量化が重要になってきている。
大容量化を図る一つの手段が伝送速度の向上である。そ
れに伴い高速の信号を計測する計測器にも高速化が迫ら
れている。研究段階で１６０Gbpsという高速の光信号が
報告されている。信号波形を観測する手段の一つである
サンプリングオシロスコープにおいて、その高速化を可
能にするためには、高速のスイッチング素子が必要とさ
れる。現在市販されているサンプリングオシロスコープ
に用いられている素子はバラクタダイオードである。し
かしながら、その素子での更なる高速化は難しい。
【０００３】高速のレーザパルスを素子に照射すること
でスイッチ動作を行う光スイッチング素子も知られてい
る。検出器として低温(約２００℃)で成長したＧａＡｓ
を用いた光検出素子も知られており、短パルス幅のもの
として、現在０．６ｐｓというものが報告されている。
【０００４】この低温成長ＧａＡｓを用いた光スイッチ
ング素子に対する光照射のために用いるレーザ光源とし
て、０．８５μｍの波長域で発振するチタンサファイヤ
レーザ、モードロックファイバレーザの光を第２高調波
発生（ＳＨＧ）素子で波長を半分に変換したもの等が用
いられている。パルス幅としては、０．１ｐｓ程度が得
られている。しかし、チタンサファイアレーザは大型で
あり、冷却水が必要であり、またパワーが不安定である
等の問題がある。またＳＨＧ素子を用いたモードロック
ファイバレーザはＳＨＧ素子を導入することで高価にな
り大型になってしまう。
【０００５】波長が１．５５μｍの場合にはモードロッ
クファイバレーザを用いることができる。これは小型、
軽量であり、且つ冷却水が不要であるので、取り扱いが
簡便となる。またパルス幅の安定性が高く、更に、低振
幅ノイズ、低ジッター、狭パルス幅である等の他の多く
の性能上の利点を有する。
【０００６】
【発明の解決すべき課題】しかしながら、低温成長Ｇａ
Ａｓを用いた光スイッチング素子は１．５５μmの波長
域に吸収を持たないため、基本的には波長がその領域に
ある光を検出できない。低温成長ＧａＡｓの欠陥に起因
した吸収や、２光子吸収を用いて１．５５μmの光を検
出することも報告されているが、その感度は低く、実用
のためには十分ではない。
【０００７】従って、本発明は、低温成長ＧａＡｓを用
いた小型で比較的単純な構造の光導電性スイッチで、特
に波長が約１．５５μｍの光を受光し、それを効果的に
検出して動作できる光導電性スイッチを提供することを
その解決課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、波長１．５５
μmの光をＧａＡｓで吸収するために、光導電性スイッ
チを第２高調波発生素子と一体化させることで課題を解
決する。
【０００９】１．５５μｍの光を検出するための材料と
してはＧａＡｓを用いる。本発明によれば、光導電性ス
イッチに入射した光は、ＧａＡｓが吸収可能である波長
域の光に変換され、同時にその光はＧａＡｓで吸収され
る。波長変換は第２高調波を発生させることによって行
われる。ＧａＡｓは、それ自身が第２高調波を発生可能
な非線形材料である。ただし、第２高調波発生のために
は、基板の面方位を従来用いられているところの[１０
０]面から傾ける必要がある。最も効率良く第２高調波
を発生させることのできる面方位は[２１１]面か[０１
１]面である。関連技術として、特開平５−３１３２２
０号公報には、ＧａＡｓなどの閃亜鉛鉱型結晶からの第
２高調波発生に関する第２高調波発生を用いた青色レー
ザに関する技術が開示される。
【００１０】第２高調波を効率良く発生させるためＧａ
Ａｓ吸収層の上部に第２高調波発生層を付加することも
可能である。第２高調波発生層は基本波と第２高調波の
位相を擬似的に整合することで第２高調波の光出力を高
めるためのものであり、非線形係数や分極方向が異なる
２種類の層が交互に積層されてなる多層膜で構成され得
る。発生した第２高調波発生はその層内で同時に吸収さ
れて、これにより光検出される。更に波長変換機能を持
つ素子と光導電性スイッチとを貼り付け、接着剤等によ
る接着技術により一体化することで波長変換された光を
検出することもできる。この方法は１．５５μｍに限ら
ず他の波長の光の検出にも適用可能である。
【００１１】本発明の光導電性スイッチによれば、その
光導電層で吸収されやすい第２高調波を入射光から発生
させることにより、効率的な光検出によるスイッチング
動作が可能になる。更に、第２高調波発生による光検出
の出力は、先に延べた欠陥を介した吸収による検出、及
び２光子吸収による光検出の出力に加えられるようにす
ることができ、これにより検出感度を十分高くすること
ができる点にも注目すべきである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して本発明
の好適実施形態となる光導電性スイッチについて詳細に
説明する。
【００１３】図１には、本発明の光導電性スイッチを用
いたサンプリング回路の一例が示される。サンプリング
回路１００は、高周波信号の入力ＲＦｉｎを、パルス光
によりサンプリングするよう構成される。サンプリング
回路１００は、互いに逆方向にバイアスされた１対の光
導電性スイッチ１０、２０、３０、４０を含む。従って
対をなすそれぞれの光導電性スイッチ１０、２０、３
０、４０は、短パルスレーザ光を受けたときに正負の向
きが相違する電気信号パルス１２０、１３０を発生す
る。発生したパルス１２０、１３０は、コプラナー伝送
線路（ＣＰＳ）１４０を介して伝送され、それらをもと
にしてＲＦｉｎより入力された高周波信号がサンプリン
グされる。サンプリングされた信号は、後段の増幅器１
５０で増幅され、アナログ／デジタル変換器１６０で変
換されて出力される。光導電性スイッチ１０、２０、３
０、４０には、短パルス光によって確実なスイッチ動作
をすることが望まれる。以下では、この種のサンプリン
グ回路１００に使用することのできる、スイッチ動作が
改善された本発明の光導電性スイッチの好適実施形態を
詳細に示す。
【００１４】図２は、本発明の第１の好適実施形態とな
る光導電性スイッチを示す図で、（ａ）は平面図、及び
（ｂ）は（ａ）中の線１Ｂ−１Ｂに沿う断面図である。
【００１５】 図２に示す光導電性スイッチ１０は、Ｇ
ａＡｓ基板１３上に形成される低温成長ＧａＡｓ層１１
を含む。この低温成長ＧａＡｓ層１１は、典型的には約
２００℃程度の基板温度で成膜される、可視光或いは近
赤外域の波長（特に可視光域）を有する光の検出に好適
なＧａＡｓ材料のことをいう。後述する作用効果を生じ
るために好適な低温成長ＧａＡｓ層の膜厚は約２乃至４
μｍ程度である。図示されるように、低温成長ＧａＡｓ
層１１の上には、１対の電極１２が形成される。電極１
２は、略櫛歯状にして互いに噛み合う配置にして間に間
隙ができるように形成される点に注目すべきである。こ
の光導電性スイッチ１０の基本構造は、上述した従来例
の一つに係る光導電性スイッチに類似する。即ちこの光
導電性スイッチ１０によれば、（ｂ）中に示す方向から
入射光（例えば波長約１．５５μｍ）を受けるとき、入
射光の少なくとも一部は低温成長ＧａＡｓ層１１内で欠
陥に起因するところの再結合中心を介した光吸収プロセ
ス或いは２光子吸収プロセスによって吸収されるが、そ
の結果低温成長ＧａＡｓ層１１内に生じたキャリア（電
子及びホール）が電極１２を介して集められ、これによ
って光が検出されスイッチング動作可能となるよう構成
されている。
【００１６】本発明による改良点は、結晶の軸線方向が
通常用いられている基板の軸線方向[１００]方向とは異
なり、例えば略[ｎ１１]方向を向くようにして成長した
低温成長ＧａＡｓ層１１にある。即ち、光導電性スイッ
チ１０によれば、ＧａＡｓ基板１３の結晶成長面を、従
来使っていた[１００]面でなく、[ｎ１１]面、好ましく
は[２１１]面又は[０１１]面としている。これによって
その基板面に沿って略エピタキシャル成長した低温成長
ＧａＡｓ層１１は傾斜方向を向くようにして成長する。
【００１７】このように結晶の軸線方向が傾斜方向を向
くように成長したＧａＡｓによれば、入射光から第２高
調波を発生させることができる。即ち、光導電性スイッ
チ１０が図２（ｂ）の方向からの入射光を受けるとき、
光の非線形効果に係るＧａＡｓ結晶場との相互作用によ
って、波長が１／２の第２高調波が発生する。例えば入
射光が波長約１．５５μｍのときには波長約０．７８μ
ｍの第２高調波が発生する。ＧａＡｓの軸線の好ましい
最小傾斜角は約５度である。低温成長ＧａＡｓ層１１
は、波長約１．５５μｍの光に比べて波長約０．７８μ
ｍの光に対して光吸収度が十分に高いので、結果として
この第２高調波は効果的に低温成長ＧａＡｓ層に吸収さ
れ、よって光導電性スイッチ１０によって電気信号とし
て有効に検出される。このように、光導電性スイッチ１
０によれば、波長約１．５５μｍの光を検出するために
極めて有利となる。また、光導電性スイッチ１０では、
第２高調波に起因する検出信号は上述した他の光吸収プ
ロセスによる検出信号に加えて加えることができるの
で、十分高い感度を実現できる。
【００１８】なお図２に示す構成で、参照番号１１で示
されるところの波長変換及び光検出の作用を兼ね備えた
層は、上述の方法により製造される場合には、低温成長
ＧａＡｓ層１１として説明したが、必ずしもこの層は成
膜によって形成される必要はない。例えば膜厚方向から
傾斜する方向に結晶軸を備えるＧａＡｓ基板１３の一面
から水素等のドーパントをイオン注入技術によって注入
し表面近傍の特性を改変することによっても同様の特性
を有するＧａＡｓ層１１を得ることができる。
【００１９】 図３は、本発明の第２の好適実施形態と
なる光導電性スイッチを示す図で、（ａ）は図１（ｂ）
に類似する断面図、及び（ｂ）は（ａ）中に示す部分２
Ｂの拡大図である。図４（ａ）乃至（ｃ）は、図３に示
す光導電性スイッチの製造工程を順に示す部分断面図で
ある。
【００２０】 第２の実施形態となる光導電性スイッチ
２０は、やはりＧａＡｓ基板２３上に形成された低温成
長ＧａＡｓ層から成る光導電層２１、及び更にその上に
形成される電極２２を含む。しかしながら、光導電性ス
イッチ２０は更に電極２２の間に波長変換層（第２高調
波発生層又は波長変換手段）２５を具える。この波長変
換層２５は、図３（ｂ）に示すように入射される例えば
波長約１．５５μｍの光の少なくとも一部から第２高調
波を発生させて、それを低温成長ＧａＡｓ層２１へと伝
播させるよう作用する。即ち、第１の実施形態による光
導電性スイッチ１０では、低温成長ＧａＡｓ層１１が光
を吸収して検出するための光導電層と第２高調波を発生
する波長変換手段とを兼ねていたのに対して、第２の実
施形態となる光導電性スイッチ２０では、波長変換手段
を他の層として追加して設けた点で相違する。
【００２１】上述のように、光導電性スイッチ２０は光
導電性スイッチ１０と構造上相違する点もあるが、その
基本的な作用は同様であり、図３（ｂ）のように光が入
射されるとき、入射光の少なくとも一部が波長変換され
て生じる第２高調波が低温成長ＧａＡｓ層２１まで伝播
され、その中で吸収されて光検出される。波長変換層２
５が十分薄い場合には、波長変換されない光も低温成長
ＧａＡｓ層２１まで伝播され、光検出に利用され得る。
このことから理解されるように、低温成長ＧａＡｓ層２
１はＧａＡｓ基板２３の[１００]面上に形成された通常
のものとすることもできるが、光検出の感度をより高め
るためには低温成長ＧａＡｓ層２１をやはり波長変換手
段として作用させるべく、[ｎ１１]面上に形成した軸線
が傾斜するように成長したものとして構成し、これによ
って低温成長ＧａＡｓ層２１に達した光の一部を第２高
調波に変換できるようにすることが望ましい。
【００２２】図４には、光導電性スイッチ２０の製造工
程の例が概略として示される。（ａ）として示す第１の
工程では、ＧａＡｓ基板２３、低温成長ＧａＡｓ層（光
導電層）２１、及び波長変換層２５から成る層構造が形
成される。この層構造の形成の際、低温成長ＧａＡｓ層
２１はＧａＡｓ基板２３上に結晶成長されるが、波長変
換層２５については成膜法によって積層されても良いが
接着技術によって接着され得る。波長変換層２５として
は、例えばＡｌＧａＡｓ／ＡｌＡｓ又はＡｌＩｎＰ／Ｇ
ａＩｎＰの多層構造から成る擬似位相整合構造が適用さ
れる。
【００２３】（ｂ）に示す第２の工程では、所望のパタ
ーンとなるように波長変換層２５がエッチング処理され
る。エッチング処理は、従来より知られているウエット
エッチング又は反応性イオンエッチング法が適用され得
る。その後、（ｃ）に示す第３の工程では、波長変換層
２５から外れた位置に電極が形成され、これにより光導
電性スイッチ２０が完成する。電極も通常の成膜技術を
利用して形成できる。
【００２４】図５は、本発明の第３の好適実施形態とな
る光導電性スイッチを示す図で、（ａ）は図１（ａ）に
類似する平面図、及び（ｂ）は（ａ）中に示す線４Ｂ−
４Ｂに沿う位置の断面図である。図６（ａ）乃至（ｄ）
は、図５に示す光導電性スイッチの製造工程を順に示す
部分断面図である。
【００２５】図５に示す第３の好適実施形態となる光導
電性スイッチ３０は、２層構造を有する点では、第１の
好適実施形態に示す光導電性スイッチ１０に類似する。
しかしながら、本実施形態によれば、その２層は下側の
層が波長変換層３５であり、上側の層が光導電層を構成
する低温成長ＧａＡｓ層３１である。波長変換層３５と
しては、例えばＬｉＮｂＯ３等の非線形光学結晶が使用
される。低温成長ＧａＡｓ層３１上には光導電性スイッ
チ１０の場合と同様に１対の電極３２が形成される。
【００２６】光導電性スイッチ３０は、図５（ｂ）に示
すように底側から入射される光の検出を可能にする。即
ち入射光は底側から波長変換層３５内に入る。このとき
入射光に対して所定の角度の結晶軸を有する非線形光学
結晶から成る波長変換層３５によって、第２高調波が発
生する。この第２高調波は低温ＧａＡｓ層３１に達し、
これによって感度の良い光検出が実現可能となる。光導
電性スイッチ３０の製造工程については後述するが、本
実施形態の場合にも入射光のかなりの割合が、波長変換
されることなく低温ＧａＡｓ層３１に達するので、低温
成長ＧａＡｓ層はそのような光に対して所定の角度を有
するよう、軸線方向が膜厚方向に対して傾斜するように
設けられることが望ましく、それによってより効果的な
光検出が実現され得る。
【００２７】図６には図５の光導電性スイッチの製造工
程が順に示されるが、（ａ）に示す第１の工程では、Ｇ
ａＡｓ基板３９上に、ＡｌＡｓ中間層３８及び低温成長
ＧａＡｓ層３１が形成される。ＡｌＡｓ中間層３８及び
低温成長ＧａＡｓ層３１は、ＧａＡｓ基板３９の（２１
１）面上に、通常の成膜技術によって順に成膜される。
【００２８】それに続く（ｂ）に示すところの第２の工
程では、（ａ）で完成した層構造が上下反転されて、波
長変換層である非線形光学結晶３５に接着される。接着
方法としては、例えば両者を押し付けて圧力を加えた状
態で加熱して接着するか、ポリイミド等の可視光から近
赤外の光に対して透明に近い材料を少なくとも一方にコ
ートし、それらを重ね合わせて加熱して接着する。この
接着工程では、光導電性スイッチ３０が入射光を受けた
ときに非線形光学結晶３５及び低温成長ＧａＡｓ層３１
が効果的に第２高調波を発生できる相対向きに固定維持
することが必要とされる。
【００２９】更に（ｃ）に示す第３の工程では、ＡｌＡ
ｓを除去することによってＧａＡｓ基板３９が除去され
る。これはＡｌＡｓ中間層３８を化学的な方法等によっ
て除去することによって実現される。これによって、波
長変換層３５と低温成長ＧａＡｓ層３１の２層構造が実
現される。それに続く（ｄ）に示すところの最後の第４
の工程では、電極が形成される。電極形成は上述の実施
形態同様、通常の成膜技術により所定のパターンになる
ようにして実現される。
【００３０】図７は、第４の実施形態となる光導電性ス
イッチを示す斜視図である。
【００３１】図７によれば、光導電性スイッチ４０は非
線型光学結晶による擬似位相整合基板４２、及びその上
に配置される受光部（又は光導電層部）４１を有する。
図示されるように、受光部４１は光の入射側と逆側の端
近傍に配置される点に注目すべきである。擬似位相整合
基板４２は擬似位相整合可能な導波路を構成し、図示さ
れるように左側から入射される入射光のうちでかなりの
割合を第２高調波に変換しつつそれを受光部４１に導く
よう作用する。受光部４１に達した第２高調波は、その
波長域に比較的高い吸収度を有する受光部４１に吸収さ
れて、図示されない電極によって電気信号として検出さ
れ得る。
【００３２】擬似位相整合基板４２は、典型的にはＬｉ
ＮｂＯ3から成るが、他にＬｉＴａＯ3、ＫＮｂＯ3、Ｋ
ＴｉＯ3、Ｋ2Ｈ2ＰＯ４、β−ＢａＢ2Ｏ4、ＧａＡｓ、
ＺｎＳｅ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＺｎＳ等が適用可能であ
る。この疑似位相整合基板の面方位はおのおのの材料の
結晶構造から第二高調波発生を最大にするような面に選
ばれる。これに対し受光部４１は、上述の実施形態同様
にＧａＡｓが適用可能であるが、他にＩｎＡｌＧａＡｓ
Ｎ、ＩｎＡｌＧｓＡｓＰ、ＣｄＺｎＭｇＳＳｅ、ＳｉＧ
ｅ等が適用可能である。受光部４１は、擬似位相整合基
板４２上に通常の成膜技術によって成膜されるか、又は
上述の第３の実施形態で示した如き接着技術によって機
械的に接着され得る。特に擬似位相整合基板４２として
ＺｎＳｅを選択した場合には、その上にＧａＡｓを比較
的容易に成膜できる。なお詳述しない（上述の他の実施
形態についても）が、受光部４１には所定の特性を持た
せるべくイオン注入等の不純物ドーピングを行うことも
ある。
【００３３】以上のように、本発明の好適実施形態につ
いて詳細に説明したが、これらは本発明を制限するもの
ではなく、当業者によって更なる変形変更が可能であ
る。即ち本発明は特許請求の範囲によってのみ制限され
得る。
【００３４】本発明を上述の好適実施形態に沿って説明
すると、本発明は、光導電層（１１；２１；３１；４
１）と、入射光の一部を前記光導電層（１１；２１；３
１；４１）で吸収される波長の光に変換する波長変換手
段（１１；２５；３５；４２）とを、略基板寸法にして
一体的に備えることを特徴とする。略基板寸法として示
す寸法によれば、単体で動作可能であるがパッケージさ
れていない状態の一つの素子程度の寸法とされる。
【００３５】好ましくは、前記波長変換手段（１１；２
５；３５；４２）は第２高調波を発生可能な非線形光学
材料を含む。
【００３６】好ましくは、前記光導電層（１１；２１；
３１；４１）及び前記波長変換手段（１１；２５；３
５；４２）は、化合物半導体材料から成る。
【００３７】好ましくは、少なくとも前記波長変換手段
（１１；２５；３５；４２）を構成する前記化合物半導
体は、光の入射方向に対して、[１００]結晶軸の方向か
ら[０１１]方向へ５°以上傾けるようにして成る。
【００３８】好ましくは、少なくとも前記波長変換手段
（１１；２５）を構成する前記化合物半導体は、単結晶
ＧａＡｓ基板の[ｎ１１]基板（ｎは整数）上に成膜され
て成る。
【００３９】好ましくは、少なくとも前記光導電層は、
成膜技術によって形成される。
【００４０】好ましくは、少なくとも前記光導電層は、
基板に対してドーパントをドーピングする技術によって
形成される。
【００４１】好ましくは、前記光導電層及び前記波長変
換手段を構成する前記化合物半導体材料は、同一の層か
ら成る。
【００４２】好ましくは、前記光導電層及び前記波長変
換手段は、異なる層として設けられ相互に重なる積層構
造を構成する。
【００４３】好ましくは、前記波長変換手段を構成する
前記非線形光学材料は、疑似位相整合されて成る。
【００４４】好ましくは、前記波長変換手段を構成する
前記非線形光学材料は、疑似位相整合され且つ前記光導
電層よりも大寸法とされて、該光導電層は前記非線形光
学材料の端部近傍に配置されて成る。
【００４５】好ましくは、前記光導電層及び前記波長変
換手段は、接着技術によって結合されて成り、積層構造
を構成する。
【００４６】好ましくは、前記波長変換手段は、酸化物
を含む。
【００４７】好ましくは、前記光導電層及び前記波長変
換手段は、材料間で直接接着されて成る。
【００４８】好ましくは、前記光導電層及び前記波長変
換手段は、透明接着材料を介して接着される。
【００４９】好ましくは、前記光導電層がIn(x)Ga(1-x)
As(y)N(1-y) (０≦x≦１, ０≦ｙ≦１)、 In(x)Ga(1-x)
As(y)P(1-y) (０≦x≦１, ０≦ｙ≦１)、 Zn(x)Cd(1-
x)S(x)Se(1-y),Si(x)Ge(1-x) (０≦x≦１, ０≦ｙ≦１)
から選択される。
【００５０】好ましくは、前記非線形光学材料はIn(x)G
a(1-x)As(y)N(1-y) (０≦x≦１, ０≦ｙ≦１)、In(x)Ga
(1-x)As(y)P(1-y) (０≦x≦１, ０≦ｙ≦１)、ＬｉＮｂ
Ｏ3、ＬｉＴａＯ3、ＫＮｂＯ3、ＫＴｉＯ3、Ｋ2Ｈ2ＰＯ
４、β−ＢａＢ2Ｏ4から選択される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光導電性スイッチを含むサンプリング
回路を示す概略回路図である。
【図２】本発明の第１の好適実施形態となる光導電性ス
イッチを示す図で、（ａ）は平面図、及び（ｂ）は
（ａ）中の線１Ｂ−１Ｂに沿う断面図である。
【図３】本発明の第２の好適実施形態となる光導電性ス
イッチを示す図で、（ａ）は図２（ｂ）に類似する断面
図、及び（ｂ）は（ａ）中に示す部分２Ｂの拡大図であ
る。
【図４】図３に示す光導電性スイッチの製造工程を
（ａ）乃至（ｃ）として順に示す部分断面図である。
【図５】本発明の第３の好適実施形態となる光導電性ス
イッチを示す図で、（ａ）は図２（ａ）に類似する平面
図、及び（ｂ）は（ａ）中に示す線４Ｂ−４Ｂに沿う位
置の断面図である。
【図６】図５に示す光導電性スイッチの製造工程を
（ａ）乃至（ｄ）として順に示す部分断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態となる光導電性スイッ
チを示す斜視図である。
【符号の説明】
１１；２１；３１；４１ 光導電層 １１；２５；３５；４２ 波長変換
手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 399117121 395 Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐ ａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 水原 晃 東京都八王子市高倉町９番１号 アジレン ト・テクノロジー株式会社内 Ｆターム(参考） 2K002 AA04 AB12 CA03 CA13 GA04 HA20 5F088 AA11 AB07 BA01 BA16 BB06 CB18 DA05 FA09 GA02 GA03 GA10 LA01

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】光導電層と、入射光の一部を前記光導電層
    で吸収される波長の光に変換する波長変換手段とを、略
    基板寸法にして一体的に備えることを特徴とする光導電
    性スイッチ。
  2. 【請求項２】前記波長変換手段は、入射光から第２高調
    波を発生可能な非線形光学材料を含むことを特徴とする
    請求項１の光導電性スイッチ。
  3. 【請求項３】前記光導電層及び前記波長変換手段は、化
    合物半導体材料から成ることを特徴とする請求項２の光
    導電性スイッチ。
  4. 【請求項４】少なくとも前記波長変換手段を構成する前
    記化合物半導体は、光の入射方向に対して、[１００]結
    晶軸の方向から[０１１]方向へ５°以上傾けるようにし
    て成ることを特徴とする請求項３の光導電性スイッチ。
  5. 【請求項５】少なくとも前記波長変換手段を構成する前
    記化合物半導体は、単結晶ＧａＡｓ基板の[ｎ１１]基板
    （ｎは整数）上に成膜されて成ることを特徴とする請
    求項３の光導電性スイッチ。
  6. 【請求項６】少なくとも前記光導電層は、成膜技術によ
    って形成されることを特徴とする請求項２の光導電性ス
    イッチ。
  7. 【請求項７】少なくとも前記光導電層は、基板に対して
    イオン注入技術によって形成されることを特徴とする請
    求項２の光導電性スイッチ。
  8. 【請求項８】前記光導電層及び前記波長変換手段を構成
    する前記化合物半導体材料は、同一の層から成ることを
    特徴とする請求項３の光導電性スイッチ。
  9. 【請求項９】前記光導電層及び前記波長変換手段は、異
    なる層として設けられ相互に重なる積層構造を構成する
    ことを特徴とする請求項２の光導電性スイッチ。
  10. 【請求項１０】前記波長変換手段を構成する前記非線形
    光学材料は、疑似位相整合されて成ることを特徴とする
    請求項９の光導電性スイッチ。
  11. 【請求項１１】前記波長変換手段を構成する前記非線形
    光学材料は、疑似位相整合され且つ前記光導電部よりも
    大寸法とされて、該光導電層は前記非線形光学材料の端
    部近傍に配置されて成ることを特徴とする請求項２の光
    導電性スイッチ。
  12. 【請求項１２】前記光導電層及び前記波長変換手段は、
    接着技術によって結合されて成り、積層構造を構成する
    ことを特徴とする請求項２の光導電性スイッチ。
  13. 【請求項１３】前記波長変換手段は、酸化物を含むこと
    を特徴とする請求項２の光導電性スイッチ。
  14. 【請求項１４】前記光導電層及び前記波長変換手段は、
    材料間で直接接着されて成ることを特徴とする請求項１
    ２の光導電性スイッチ。
  15. 【請求項１５】前記光導電層及び前記波長変換手段は、
    透明接着材料を介して接着されることを特徴とする請求
    項１２の光導電性スイッチ。
  16. 【請求項１６】前記光導電層がIn(x)Ga(1-x)As(y)N(1-
    y) (０≦x≦１, ０≦ｙ≦１)、 In(x)Ga(1-x)As(y)P(1-
    y) (０≦x≦１, ０≦ｙ≦１)、 Zn(x)Cd(1-x)S(x)Se(1
    -y),Si(x)Ge(1-x) (０≦x≦１, ０≦ｙ≦１)から選択さ
    れることを特徴とする請求項２の光導電性スイッチ。
  17. 【請求項１７】前記非線形光学材料はIn(x)Ga(1-x)As
    (y)N(1-y) (０≦x≦１, ０≦ｙ≦１)、In(x)Ga(1-x)As
    (y)P(1-y) (０≦x≦１, ０≦ｙ≦１)、ＬｉＮｂＯ3、Ｌ
    ｉＴａＯ3、ＫＮｂＯ3、ＫＴｉＯ3、Ｋ2Ｈ2ＰＯ4、β−
    ＢａＢ2Ｏ4から選択されることを特徴とする請求項２の
    光導電性スイッチ。
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