JP2004226531A - 電磁波強度変調器 - Google Patents

Abstract

【課題】テラヘルツ帯電磁波の単色性が良く効率の良い変調が可能な、固体素子を用いた固体テラヘルツ帯電磁波強度変調器を提供する。
【解決手段】絶対反射率が９９％以上となるような反射スペクトルピーク中に少なくとも一つ以上のバレイを有し、その反射ピーク内でのバレイ位置を電界、磁界、光、応力等の外力を単一的もしくは複合的に用いて変化させることにより、エネルギーＥ、プランク定数ｈ、波長λとしてＥ＝２πｈ／λなるエネルギーで入射してきた電磁波の反射強度及び透過強度の変調を行う。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超高速光通信や超高速無線通信システムにおいて重要な構成要素となる電磁波強度変調器に関するものであって、固体素子を用いた非常に高い周波数、特にテラヘルツ帯電磁波の発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
固体素子を用いたテラヘルツ帯電磁波の変調方法としては、化合物半導体表面にフェムト秒程度の強い光パルスを照射して過渡的な電流を励起する方法や、電界を印加した半導体量子井戸にフェムト秒程度の強い光パルスを照射することにより、重い正孔と軽い正孔の準位間や複数の量子井戸のエネルギー固有値が異なる準位間の振動を励起する方法などが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−７６５１９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述の方法のうち、例えば化合物半導体表面にフェムト秒程度の強い光パルスを照射して過渡的な電流を励起する方法では、変調される電磁波のスペクトルが広がってしまい単色性の良い電磁波の変調は困難であった。また、前述の全ての方法において、照射した光パルス電力のうちの多くは半導体表面領域や量子井戸領域を透過してしまうため、効率の良い電磁波の変調が難しかった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は前述の課題を解決し、テラヘルツ帯電磁波の単色性が良く効率の良い変調が可能な、固体素子を用いた固体テラヘルツ帯電磁波強度変調器を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目標を達成するために本発明電磁波強度変調器は化合物半導体単結晶基板上に、この素子の励起子発生領域で励起され、時間軸上で周期的に生成・消滅を繰り返す励起子が生成・消滅に伴い発する光波の波長に実質的に等しい波長を有し、かつ、外部から照射されるフェムト秒オーダーの光パルスの光波に対し、互いに異なる屈折率を有する第一及び第二の化合物半導体層からなる多重積層で、
前記生成・消滅に伴い発生する光波及び前記光パルスの光波を反射する第一の分布ブラッグ反射器と、前記光パルスの光波を吸収して励起子の励起が可能な領域で、この領域で発生した励起子が前記光パルスの光波及び前記生成・消滅に伴い発する光波と強く結合してポラリトンと呼ばれる状態を形成する励起子発生領域と、
前記第一の分布ブラッグ反射器と同一構成で同一機能を有し、かつ、第一の分布ブラッグ反射器及び励起子発生領域と一体になって前記光パルスの光波及び前記生成・消滅に伴い発生する低在波を形成させる構造の固体素子を備えるとともに、前記励起子発生領域で発生した励起子を形成する電子と正孔を空間的に分離するための電界を印加する手段を備えることを特徴とする物である。
【０００７】
また、本発明の構成は従来から光変調器で用いられてきた電界吸収型に変わる新たな方式の光変調器を提案している。従来、困難であるとされてきた反射スペクトルピークをシフトさせることによって変調を行う手法を反射スペクトルピーク中に形成したバレイの位置を変化させることによって実現し、これによって利用する材料や形態も半導体、ファイバー、導波路等、反射スペクトルピークを作りこむ事ができるものなら利用する事ができるという特徴を有している。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１） 図１は本発明の一実施例における電磁波強度変調用の反射多層膜の断面図である。図１において、１０１はｎ型不純物がドープされたｎ−ＩｎＰ基板、１０２はｎ型不純物がドープされたｎ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ層、１０３はｎ型不純物がドープされたｎ−Ｉｎ_ｘＡｌ_１−ｘＡｓ層でｘおよびｙは以下の（数１）の範囲にある。
（数１）
０．６≧ｘ，ｙ≧０．４
１０４はｎ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ／Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓ多層膜である。このｎ−Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓ／ＩｎｙＧａ_１−ｙＡｓ多層膜１０４は、ｎ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ層１０２で始まり、次にｎ−Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓ層１０３を積層し、その後ｎ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ層１０２およびｎ−Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓ層１０３の積層を繰り返し、最後にｎ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ層１０２を積層することにより形成される。
【０００９】
１０５は不純物のキャリア濃度が１０１５〜１０１６ｃｍ−３と極めて低いｉ−ＡｌＡｓＳｂ層、１０６はｉ−ＡｌＡｓＳｂ層１０５と同様に不純物のキャリア濃度が１０^１５〜１０^１６ｃｍ−３と極めて低いｉ−ＩｎＧａＡｓ層で、１０７は前記ｉ−ＡｌＡｓＳｂ層１０５を障壁層、前記ｉ−ＩｎＧａＡｓ層１０６を井戸層とするように構成されたｉ−ＡｌＡｓＳｂ／ＩｎＧａＡｓ多重量子井戸層である。この多重量子井戸作製時にｉ−ＡｌＡｓＳｂ層１０５とｉ−ＩｎＧａＡｓ層１０６との間にある格子定数の差によって転位などが生じないように各々の膜厚を設定しておく。
【００１０】
１０８はｐ型不純物がドープされたｐ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ層、１０９はｐ型不純物がドープされたｐ−Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓ層で、１１０はｐ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ層１０８で始まり、ｐ−Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓ層１０９で終わるｐ−Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓ／Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ多層膜、１１１は下部電極、１１２は上部電極である。ｎ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ層１０２、ｐ−Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓ層１０３、ｐ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ層１０８、ｎ−Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓ層１０９はそれぞれ反射多層膜を形成する半導体層であり、それらの膜厚は光学長にしてλ／４の膜厚となるように設定する。また、上部電極１１２は円筒型または透明電極であり、ｐ−Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓ／Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ多層膜１１０の最上部において、入射電磁波１１３及び出射電磁波１１４が遮断及び吸収されずに多層膜内に侵入していける構造にする。下部電極１１１の形状は任意である。また、上部電極直下のｐ−Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓ層１０９はｎ型不純物濃度が１０^２０ｃｍ^−３程度のｐ^＋＋−Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓであってもよい。以上のように構成された電磁波強度変調用反射多層膜について、図１を参照しながらその動作を説明する。
【００１１】
まず、電圧印加が無い状態の多層膜内での電磁波の反射／透過の特性を説明する。ｐ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ／Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓ多層膜１０４及びｎ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ／Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓ多層膜１１０においては、多層膜の電磁波波長に対する反射率変化、すなわち反射スペクトルの形状は複数のピーク及びバレイを持ち、目的波長付近におけるピークが最も反射率が高く、目的波長に対しては単純なミラーとして働く。なお、目的波長付近でのピークは二種類の材料の屈折率差に依存する幅を持つ。
【００１２】
いま、ｉ−ＡｌＡｓＳｂ層１０５とｉ−Ｉｎ_ｚＧａ_１−ｚＡｓ層１０６との膜厚の合計が実効目的波長の４分の１であれば、ｉ−ＡｌＡｓＳｂ層１０５とｉ−Ｉｎ_ｚＧａ_１−ｚＡｓ層１０６は反射多層膜内の任意の一層であるにすぎないので、反射スペクトルの形状には影響を与えない。ところが、その合計の膜厚が０から実効目的波長の４分の３の間にあるとき、反射スペクトルにおける目的波長付近のメインピーク内にバレイが現れる。また、その位置とバレイの深さは合計の膜厚を任意に設定することによって一意的に決めることができる。このバレイを発現しているのはｉ−ＡｌＡｓＳｂ／ＩｎＧａＡｓ多重量子井戸層１０７の光学長であるのでその光学長を変化させること、すなわち屈折率並びに誘電率を変化させることによってバレイの位置を変えることができる。
【００１３】
上部電極１１２と、下部電極１１１との間に素子全体としてのｐｎ接合に対して逆方向電圧を印加する。ｐ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ／Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓ多層膜１０４にはｐ型の不純物が比較的多く含まれているため、この部位での抵抗は低く、ｎ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ／Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓ多層膜１１０においても同様であるため、印加した逆方向電圧のほとんどはｉ−ＡｌＡｓＳｂ／Ｉｎ_ｚＧａ_１−ｚＡｓ多重量子井戸層１０７にかかる。この逆方向電圧の印加によって、前述のｉ−ＡｌＡｓＳｂ／ＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ多重量子井戸層１０７の吸収端が量子シュタルク効果によって長波長側にシフトする。このときの吸収端のシフトと同時にｉ−ＡｌＡｓＳｂ／Ｉｎ_ｚＧａ_１−ｚＡｓ多重量子井戸層１０７全体としての実効屈折率も大きく変化する。
【００１４】
反射多層膜を構成している二種類の材料のうち、ある任意の一層の膜厚変化、すなわち実効光学長の変化は反射スペクトルに対して大きな影響を与える。前述のように量子シュタルク効果によって吸収端がシフトし、同時に実効屈折率が変化た場合、実効光学長が変わった事に等価となる。実効光学長の変化が反射スペクトルに与える影響は大きいので逆方向電圧の印加によって反射スペクトルの形状が大きく変化する。このとき、反射スペクトルにおける前述したようなバレイや鋭い立ち上がりを持った部分は変化の影響を受けやすいので、その部分の波長に相当する入射電磁波１１３はその強度を変えて反射電磁波１１４となる。この強度変化はｉ−ＡｌＡｓＳｂ／Ｉｎ_ｚＧａ_１−ｚＡｓ多重量子井戸層１０７における屈折率変化量に比例し、この屈折率変化量は印加電圧に依存する。以上によって、印加電圧の変化にともなった反射電磁波強度の制御が可能となる。このときの具体的な変調度としては、ｐｎ接合への印加電圧が１５Ｖのとき、反射率は０．１％から３０％まで変化する。その変化量は３０％になり、変調伝達関数ＭＴＦは０．９９が得られる。
【００１５】
上記実施例はｐ型領域とｎ型領域との配置を入れ替えても逆電圧の方向が変わるだけで動作原理は同じである。さらには、ｐ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ／Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓ多層膜層１０４とｎ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ／Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓ多層膜１１０において、基本的には開始層と終端層との制約はない。
【００１６】
また、ｉ−ＡｌＡｓＳｂ／ＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ多重量子井戸層１０７において、ｉ−ＩｎｚＧａ１−ｚＡｓ層１０６はそのバンドギャップエネルギーがＩｎＰの格子不整合に対する膜厚の制限を越えていない半導体材料であればどんなものでもよく、二元、三元、四元、五元の混晶であっても良い。また基板にはＧａＡｓやＳｉを用いることができ、その際にも同様に格子不整合に対する膜厚の制限を越えていない半導体材料であればどんなものでもよい。
【００１７】
ここまでは変調の方式としてｐｎ接合に対する電界印加のみを考慮に入れて説明してきた。これだけでも十分に高速な変調が可能であり、同時にバレイの幅を細くしてやることによって変調によって生じる側帯波をカットすることが可能となって変調による線幅の広がりを抑制することができる。さらにより高速な変調を行うために、外部から照射されるフェムト秒オーダーの光パルスを吸収させて励起子を励起させ、分極として電子と正孔からなる励起子が生じ、次にその励起子が光に変調される課程が連続的に起こり、この領域で発生した励起子が生成・消滅に伴い発する光波と強く結合してポラリトンと呼ばれる状態を形成するという現象を利用すればテラヘルツオーダーでの超高速変調が可能となる。この変換の周期は、光の振動数に対応する数フェムト秒（１０−１５秒）と非常に短く、このため、励起子ポラリトンでは励起子と光の位相が保存されて、コヒーレントな状態となって結晶中を伝搬する。
【００１８】
励起子ポラリトンが共鳴している状態では、屈折率の異常分散が生じており、その屈折率は大きくなっている。すなわち、前術したように反射多層膜内のある一層の屈折率変化を超高速で発現させることができ、入射してきた電磁波の強度変調が実現できる。
【００１９】
反射多層膜の膜厚設計について述べる。膜厚の設定は取り扱う電磁波の波長によって千差万別であり、波長領域が変わってしまえばそれに応じて膜厚と材料の選定が必要となってくる。いま、一例として入射してくる電磁波の波長が１０μｍ（３テラヘルツ）であると仮定し、この電磁波強度を変調することを考える。
ｎ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ／Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓ多層膜１０４とｐ−Ｉｎ_ｙＧａ_１−ｙＡｓ／Ｉｎ_ｙＡｌ_１−ｙＡｓ多層膜１１０に関しては単純に反射多層膜を決定すればよいので各層の膜厚ｄは材料の屈折率をｎとして、以下の数２で表記される値に設定しておけばよい。
（数２） ｄ＝λ／４ｎ
重要なのはｉ−ＡｌＡｓＳｂ／ＩｎＧａＡｓ多重量子井戸層１０７であって、ｉ−ＡｌＡｓＳｂ層１０５をＡｌＡｓ０．５３Ｓｂ０．４７、ｉ−ＩｎＧａＡｓ層１０６をＩｎ０．４７Ｇａ０．５３Ａｓとし、その膜厚比を７対３程度とした上でｉ−ＡｌＡｓＳｂ／ＩｎＧａＡｓ多重量子井戸層膜厚を光学長としてλ／４以外の値とすればよい。
【００２０】
ここまでに述べてきた例は波長が極端に長い電磁波を仮定しているので吸収を考慮に入れる必要はなく、単に屈折率変化によってバレイの位置が変化することによって電磁波強度を変調することができる。
【００２１】
もし、光通信などで用いられているような１．５５μｍの波長の光を扱う場合にはこのｉ−ＡｌＡｓＳｂ／ＩｎＧａＡｓ多重量子井戸層１０７はその実効バンドギャップエネルギーが入射光の波長に相当するエネルギーよりもわずかに大きくなるように井戸幅と障壁幅とを設定し、吸収を起こさないように考慮しておく必要がある。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては反射スペクトル中のバレイの移動を利用するため、所望の電磁波波長を自由に設定することができる。また反射スペクトルを作りこむ事ができる材料であれば、何であれ利用する事ができる。またその形態も面型半導体素子、ファイバー、導波路と様々な形態で実現できる。また、この電磁波強度変調器は共振器構造を必要としてないため、作成上の手間も同時に省くことができる。また、バレイが急峻であるため変調度も高く、消光比も大きいうえに変調によって生じる側帯波をカットできるため超高速での変調にも向いている。さらに、屈折率変化の手段として励起子ポラリトンを利用しているためミリ波に相当する波長（１００μｍ）から光通信で利用している波長（１μｍ）まで利用する範囲を拡張することができるという利点も兼ね併せている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例にかかる変調器の断面図
【符号の説明】
１０１ ｎ−ＩｎＰ基板
１０２ ｎ−ＩｎｙＧａ_１−ｙＡｓ層
１０３ ｎ−ＩｎｘＡｌ１−ｘＡｓ層
１０４ ｎ−ＩｎｙＡｌ_１−ｙＡｓ／ＩｎｙＧａ_１−ｙＡｓ多層膜
１０５ ｉ−ＡｌＡｓＳｂ層
１０６ ｉ−ＩｎＧａＡｓ層
１０７ ｉ−ＡｌＡｓＳｂ／ＩｎＧａＡｓ多重量子井戸層
１０８ ｐ−ＩｎｙＧａ_１−ｙＡｓ層
１０９ ｐ−ＩｎｙＡｌ_１−ｙＡｓ層
１１０ ｐ−ＩｎｙＡｌ_１−ｙＡｓ／ＩｎｙＧａ_１−ｙＡｓ多層膜
１１１ 下部電極
１１２ 上部電極
１１３ 入射電磁波
１１４ 出射電磁波

Claims (16)

1. 絶対反射率が９９％以上となるような反射スペクトルピーク中に少なくとも一つ以上のバレイを有し、その反射ピーク内での該バレイ位置を電界、磁界、光、応力等の外力を単一的もしくは複合的に用いて変化させることにより、
   エネルギーＥ、プランク定数ｈ、波長λとしてＥ＝２πｈ／λ
   なるエネルギーで入射してきた電磁波の反射強度及び透過強度の変調を行うことを特徴とする電磁波強度変調器。
2. 請求項１記載の電磁波強度変調器において、絶対反射率が９９％以上の反射スペクトルピーク中に少なくとも一つ以上のバレイを有する構造を複数の物質の交互積層によって構成し、
   電界、磁界、光、応力などの外部からの入力に対して屈折率値が変化し、その膜厚は任意であるような屈折率変化層を、
   屈折率が互いに異なる二つの物質を目的とする波長領域で使用できるよう適切な膜厚に設定して交互に積層してある第１の反射多層膜と、前記第１の反射多層膜と同様な条件で構成される第２の反射多層膜とで挟むような構成であって、
   前記第１の反射多層膜と屈折率変化層と第２の反射多層膜とを併せた該反射多層膜の中心付近に屈折率変化層が位置していて、屈折率変化層の屈折率が変化することによって反射ピーク内にあるバレイの位置が移動し、入射してくる電磁波および光の反射もしくは透過強度を変調することを特徴とする電磁波強度変調器。
3. 請求項２記載の電磁波強度変調器において
   ｐ型もしくはｎ型の半導体基板上に、基板と同一もしくは異なる材料である第１の半導体層と前記第１の半導体層とは屈折率もしくは誘電率が異なる第２の半導体層とを交互に積層し、ｐ型もしくはｎ型の不純物を基板と同じ型になるように添加している第１の反射多層膜層と、
   不純物含有量が極めて低い半導体層であって、単一の材料もしくは超格子に代表されるような複数の材料によって構成されていて屈折率変化層としての機能を持つる第３の半導体層と、
   前記第１の反射多層膜層と同じ構成を有し、前記第１の反射多層膜層とは異なる型の不純物を添加してある第２の反射多層膜層とを前記第３の半導体層を前記第１の反射多層膜層と前記第２の反射多層膜層とで挟み込むように積層した反射多層膜で構成していることを特徴とする電磁波強度変調器。
4. 請求項２から請求項３に記載の電磁波強度変調器において前記第１の反射多層膜と前記第２の反射多層膜層とを構成している前記が入射してくる電磁波の波長λに対し、材料固有の屈折率をｎ、ｍを自然数として、前記第１の半導体層と前記第２の半導体層の膜厚がλ（２ｍ＋１）／４ｎであることを特徴とする電磁波強度変調器。
5. 請求項２から請求項４に記載の電磁波強度変調器における前記第３の半導体層内の光パルスの光波を吸収して励起子の励起が可能な領域で、この領域で発生した励起子が前記光パルスの光波及び生成・消滅に伴い発する光波と強く結合してポラリトンと呼ばれる状態を形成することによって高速に屈折率変化することを特徴とする電磁波強度変調器。
6. 請求項２から請求項５に記載の電磁波強度変調器における化合物半導体基板、第１の化合物半導体、第２の化合物半導体層、量子井戸層及び量子井戸を挟むバリア層がそれぞれＧａＡｓ、ＡｌＡｓ、ＡｌｘＧａ１−ｘＡ、ＧａＡｓおよびＡｌＡｓであることを特徴とする電磁波強度変調器。
7. 請求項２から請求項５に記載の電磁波強度変調器における化合物半導体基板、第１の化合物半導体、第２の化合物半導体層、量子井戸層及び量子井戸を挟むバリア層がそれぞれＩｎＰ、ＩｎｘＡｌ１−ｘＡｓまたはＡｌＡｓｘＳｂ１−ｘ、ＩｎｘＧａ１−ｘＡｓｙＰ_１−ｙ、ＩｎＧａ１−ｘＡｓ_１−ｙ−ｚＰｙＮｚおよびＩｎｘＡｌ１−ｘＡｓまたはＡｌＡｓｘＳｂ１−ｘであることを特徴とする電磁波強度変調器。
8. 導波路中に周期構造を有し、且つ該周期構造に起因する反射スペクトルを持ち、請求項１および請求項２記載の特徴を用いて変調を行う電磁波強度変調器。
9. 請求項８に記載された電磁波強度変調器において、導波路が光ファイバーであり、光ファイバー中のコア部分にエキシマレーザーなどで露光して周期構造を形成しているファイバーグレーティングである電磁波強度変調器。
10. 請求項８および請求項９に記載の電磁波強度変調器において、ファイバーを適切な張力で引っ張ることによりその物理的長さを変化させてしまい、反射ピーク内でのバレイの位置を変化させることによって電磁波強度を変調することを特徴とする電磁波強度変調器。
11. 請求項８に記載された電磁波強度変調器において、導波路の構成および／または周期構造の構成がフォトニッククリスタルで構成されていることを特徴とする電磁波強度変調器。
12. 請求項１１記載の電磁波強度変調器において、導波路内の周期構造を形成しているフォトニッククリスタルにおいて、屈折率変化を与えるべき任意の一部分のみの疑似結晶の大きさを変えてあることを特徴とする電磁波強度変調器。
13. 請求項１２記載の電磁波強度変調器において、フォトニッククリスタルによって構成され、屈折率変化を与えるべき任意の一部分のみの疑似結晶の大きさを変えてある屈折率変化疑似結晶に電界、磁界、光、応力等の外力を単一的もしくは複合的に用いて変化させることにより、
    エネルギーＥ、プランク定数ｈ、波長λとしてＥ＝２πｈ／λ
    なるエネルギーで入射してきた電磁波の反射強度及び透過強度の変調を行うことを特徴とする電磁波強度変調器。
14. 請求項１１から請求項１３に記載の電磁波強度変調器において、導波路の断面構造がｐ型もしくはｎ型の半導体基板上に、基板と同一もしくは異なる材料であって、基板と同じ型の不純物が添加されている第１の半導体層と、
    不純物含有量が極めて低い半導体層であって、前記第１の半導体層よりも屈折率が低くなるように、単一の材料もしくは超格子に代表されるような複数の材料によって構成されている第２の半導体層と、
    不純物含有量が極めて低い半導体層であって、前記第２の半導体層よりもバンドギャップエネルギーが小さく、その膜厚が１０ｎｍ以下である様な量子井戸層と、
    不純物含有量が極めて低い半導体層であって、前記第１の半導体層よりも屈折率が低くなるように、単一の材料もしくは超格子に代表されるような複数の材料によって構成されている第３の半導体層と、
    ｐ型もしくはｎ型の半導体基板上に、基板と同一もしくは異なる材料であって、基板とは異なる型の不純物が添加されている第４の半導体層とを順次積層してあるような構造となっていることを特徴とする電磁波強度変調器。
15. 請求項１４に記載の電磁波強度変調器における化合物半導体基板、第１の化合物半導体、第２の化合物半導体層、量子井戸層、第３の化合物半導体層および第４の化合物半導体層がそれぞれＧａＡｓ、ＧａＡｓ、ＡｌｘＧａ１−ｘＡ／ＧａＡｓ超格子、ＧａＡｓ、ＡｌｘＧａ１−ｘＡ／ＧａＡｓ超格子およびＧａＡｓであることを特徴とする電磁波強度変調器。
16. 請求項１４に記載の電磁波強度変調器における化合物半導体基板、第１の化合物半導体、第２の化合物半導体層、量子井戸層、第３の化合物半導体層および第４の化合物半導体層がそれぞれＩｎＰ、Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ、ＩｎｘＡｌ１−ｘＡｓまたはＡｌＡｓｘＳｂ１−ｘとＩｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓで構成される超格子、ＩｎＧａ１−ｘＡｓ_１−ｙ−ｚＰｙＮｚまたはＩｎＧａＡｓＳｂ、ＩｎｘＡｌ１−ｘＡｓまたはＡｌＡｓｘＳｂ１−ｘとＩｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓで構成される超格子およびＩｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓであることを特徴とする電磁波強度変調器。

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