JP2004517344A - 波長ろ過を内蔵する光電子装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、光波の選択されたスペクトル部分を伝送し、その整合するスペクトル部分を反射するためのろ過手段（３）を含み、選択されたスペクトル部分をろ過手段に向かって反射するための手段（４）と、ろ過すべき光波をろ過手段に伝送するための交換手段の間に設置された、光電子装置に関する。変換手段は、それらが伝送する波と反射された整合するスペクトル部分とが第１の定常波（その付随する電界は変換手段（１）内にノードを有する）を生成するように選択されたろ過手段からの第１の距離（ｄ１）にあり、かつ反射されたスペクトル部分と選択され反射されたスペクトル部分とが第２の定常波（その付随する電界は変換手段内でアンチノードを有する）を生成するように選択されたろ過手段の第２の距離（ｄ２）にある。

Description

【０００１】
本発明は、伝送又は発光変換機能を、伝送され又は受光された光波の波長ろ過機能と組合わせる光電子装置に関する。
【０００２】
「変換」というのは伝送又は受光における光電子的な形態変化のみならず、その空間的制御を確保する目的で光波のいくつかの特性を回折によって変化させる幾何学的な形態変化をも意味する。
【０００３】
上記のタイプの装置は、特に波長選択的な光検出のために一般的に利用されている。これらの装置は、一般に、光検出器といったような受光手段に結びつけられたファブリーペロー（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ）タイプの共振光空洞のようなろ過手段を含む。
【０００４】
選択的光検出装置の第１の先行技術においては、ろ過手段は、入射光波を受光し、選択された値を中心とする波長を有する入射光波の一部分を受光手段に伝送し、入射光波の相補的部分を排除する。換言すると、光学フィルタは、光源と変換手段（例えば検出器）の間にある。
【０００５】
同じ先行技術の原理は、制御された波長スペクトルを発する供給源に適用される。かかる供給源においては、ろ過手段は、光電エミッタ（例えば発光ダイオード）により発せられた光波を受光し、選択された値を中心とする波長を伝送し、そして光波の相補的部分を排除する。したがってフィルタは、発光手段とろ過された光波を利用するシステムとの間の光路上に置かれる。
【０００６】
この光電子装置においては、連続的かつ個別的に行い得る製造プロセスに基づく、いわゆる「モノリシック」技術を利用することは、不可能でないにしても、極めて困難である。そのため、実際は、変換装置（例えば光検出器又は光エミッタ）は、フィルタを移動するために「ハイブリッド」技術を使用しなければならず、このことは、重大な問題を引き起こす。もしフィルタが、「マイクロ−光学−電気−機械」（ＭＯＥＭ）フィルターである場合には、この問題はさらに重大になる。
【０００７】
検出及び伝送に適用された第２の先行技術においては、光検出器又は光エミッタは、ろ過手段の空洞に挿入される。これは、共振空洞強化光検出器（Ｒｅｓｏｎａｎｔ Ｃａｖｉｔｙ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ）又は、共振空洞発光ダイオード（Ｒｅｓｏｎａｎｔ Ｃａｖｉｔｙ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を生成する。
【０００８】
この装置においては、光検出器又はエミッタ上に「上部」ブラッグミラーを移動させることが、前述したものと同様の問題を生じさせる。
【０００９】
その上、どの装置を使用するかに関わらず、装置の性能との関連での要求が増加するにつれて、技術的制限も増加する。したがって、光データ通信における波長分割多重化のようなある種の分野において、これらの装置を利用することは、事実上不可能である。
【００１０】
本発明は、上述の欠点の全て又は一部を解決することを目的としている。
【００１１】
このため、本発明は、光エネルギ交換手段（１）を含む光電子装置であって、入射光波の選択スペクトル部分を伝送し、かつ前記交換手段（１）に向けて前記光波の相補的スペクトル部分を反射するように適合されたろ過手段（３）と、前記ろ過手段（３）に向けてろ過手段により伝送された選択スペクトル部分を反射するように適合された反射手段（４）とに、処理すべき光波を伝送するように適合され、ろ過手段（３）が交換手段（１）と反射手段（４）との間にあることを特徴とする光電子装置を提供している。したがって、本発明の装置においては、ろ過手段は、ろ過された後にこれらの光波を利用する装置（光検出器又は他の装置）に戻す変換手段により、受光され又は伝送された光波が進む通常の進路の、いわば「外に」存在する。換言すると、ろ過手段は、もはや、ろ過すべき光波源とろ過された光波を利用する装置の間にはない。
【００１２】
本発明のもう１つの特徴によると、前記交換手段（１）が、伝送される光波と前記ろ過手段（３）によって反射される相補的スペクトル部分とが第１の定常波（その付随する電界が前記変換手段（１）内にノードを有する）を生成するように選択されたろ過手段（３）から第１の距離（ｄ１）にあり、かつ選択スペクトル部分と前記反射手段（４）によって反射された選択スペクトル部分とが第２の定常波（その付随する電界が前記変換手段内にアンチノードを有する）を生成するように選択された反射手段（４）から第２の距離（ｄ２）にある。
【００１３】
定常波に結びつけられた電界が変換手段内でノードを有する場合、定常波と変換手段との相互作用はゼロか又はほぼゼロである。反対に、定常波に結びつけられた電界が変換手段内でアンチノードを有する場合、定常波と変換手段との相互作用は最大である。
【００１４】
したがって、第１及び第２の距離を選択することによって、装置の内部における光波の伝播の結果もたらされる電界値を、変換手段の中で波長の関数として変調させることが可能となる。したがって、変換手段の応答を変調させ得るためには、変換手段が電界に対して影響を及ぼすだけで充分である。このことは特に、装置が受光器として機能し、変換手段が電界の２乗に正比例する吸収を示す光検出器の形で実施されている場合にあてはまる。これは、相互的に、装置はエミッタ、すなわち光エミッタとして機能する装置についてあてはまる。
【００１５】
本発明では、変換手段は、反射手段及びろ過手段の後に製造することができる。したがって、その後、モノリシック技術を使用することが可能である。例えば本装置は、垂直空洞のレーザを製造するために利用されるものと同じタイプの、エピタキシャル技術によるＩＩＩ−Ｖ族半導体材料の装置全体を製造することができる。マイクロマシニング技術も同様に利用可能である。
【００１６】
本発明の方法により、光検出器又は光エミッタタイプの、さらには例えば回折によりろ過された（定常）波の空間的制御を提供する能力を有する変換手段を利用することが可能である。
【００１７】
有利な実施形態においては、ろ過手段は、例えばファブリーペロータイプの共振空洞の形態をとり、空洞は、高い屈折率の層と低い屈折率の層が交互に並べられた層で形成された２つのブラッグミラーの間に挿入されている。
【００１８】
一例を挙げると、高い及び低い屈折率の層は、それぞれ、ケイ素（Ｓｉ）及びシリカ（ＳｉＯ_２）の層であり、空洞はシリカ（ＳｉＯ_２）から構成される。
【００１９】
特に有利な変形形態においては、高い屈折率の層は、半導体材料の層であり、低い屈折率の層は空気の層であり、空洞は空気の層である。この場合、第１のブラッグミラーが、それぞれ同じＰ型又はＮ型のドーピングを有する半導体層（９）を含み、第２のブラッグミラーがそれぞれ逆のＮ型又はＰ型のドーピングを有する半導体層を含み、これらの層はそれぞれＰＩＮ又はＮＩＰ型の構造を画定するＩ型スペーサ（意図的にドーピングされていないスペーサ）によって離隔され、各々に加えられる選択された電位を有するように適合されていることが有利である。バイアスを変動させることにより、逆にドーピングされた少なくとも一つの半導体層を移動させ、ひいてはろ過手段のろ過波長を変調させることが可能となる。
【００２０】
当然のことながら、ドーピング、組成並びに層及びスペーサのそれぞれの厚みは、構造が波長ろ過に適合された光学伝達関数を有するように選択される。
【００２１】
半反射層は、ろ過された定常波と変換手段との間の相互作用を強化する目的で、変換手段の上流側に具備することができる。
【００２２】
本発明はまた、特に光ビームの光スイッチング、光ビームの空間的走査、カラーマトリクスディスプレイ及び波長分割多重化の分野における、上記で定義された装置のいくつかの利用にも関する。
【００２３】
本発明のその他の特徴及び利点は、以下の詳述及び添付図面を検討することで明らかとなるだろう。
【００２４】
添付図面は、本質的に明確にするものである。したがって、これらの図面は、本発明の詳細を補完するのに役立ち得るだけでなく、場合によってそれを明確にすることにも寄与するのに役立ち得る。
【００２５】
まず最初に、光検出装置を構成する本発明の本質的な要素を図１に記載する。
【００２６】
この装置は、光波源２からの入射光を受光し、光波をろ過手段３に伝送する第１の変換手段１を含む。
【００２７】
ろ過手段３は、選ばれた波長λ_Ｃを中心とする波長を有する入射波の一部分を選択する。より厳密に言うと、ろ過手段は、その中央の波長がλ_Ｃである帯域Δλの中に含まれる波長を選択する。したがって、この帯域は、ほぼλ_Ｃ−Δλ／２とλ_Ｃ＋Δλ／２の値の間に広がる。ここで波長を帯域Δλ中に選択するというのは、帯域Δλの中に含まれる波長しか通さない（さらには伝送しない）ことを意味する。当然のことながら、ろ過手段は、その波長が少なくとも１つ以上の選ばれた帯域内に含まれている光波しか止めないように配置され得る（その結果、バンドパスフィルタ、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタを構成する）。
【００２８】
本発明の装置は、ろ過手段３の下流側に、ろ過されかつ反射された光波を伝送するろ過手段３に向けてろ過された光波を反射する反射手段４を、さらに含む。
【００２９】
したがって、本発明の装置においては、変換手段１は、光波源２とろ過手段３との間に存在する。
【００３０】
本発明の本質的な特徴によると、変換手段１は、ろ過手段３の「入口面」（第１面）から第１の距離ｄ１のところに存在し、変換手段１は、反射手段４から第２の距離ｄ２のところに存在している。
【００３１】
第１の距離ｄ１は、その波長が帯域Δλ内に含まれていないことから、供給源２により発せられた入射波と入口面５により反射された波とが、変換手段１の内部で、厳密に言うとその活性部分内で１つのノードを有する付随する電界をもつ第１の定常波を生成するように選ばれる。この条件を満たすためには、変換手段１の活性部分の厚みが、波長λ_Ｃに比べ非常に小さくなければならず、そのため、電界が、そのノードでの値とはかなり異なる複数の値を有し得ないようになっていることが明らかである。典型的には、変換手段１の活性部分の最大等価光学厚みは約０．１λ_Ｃのオーダーである。
【００３２】
この第１の条件が満たされたときに、ろ過手段３の入口面５により反射された光波は、活性部分と全く又はわずかしか相互作用せず、したがって、処理されない。例えば、活性層が、波長λ_Ｃの波の検出に適合された吸収層である場合、第１の定常波に付随する電界の値が、ノードでの値にほぼ等しいならば吸収は、最小となる。
【００３３】
ろ過手段３の入口面５で反射位相角がほぼ１８０°に等しい場合に、第１の条件は、第１の距離ｄ１が、ｋλ_Ｃ／２（ｋは正の整数又はゼロ）に等しいときに満たされる。
【００３４】
第１の距離ｄ１が固定されると、第２の距離ｄ２が決定される。このために、ろ過手段３により伝送されかつろ過された光波と、ろ過手段３及び反射手段４により伝送、ろ過及び反射された光波との間の相互作用によって生成される第２の定常波が必要であり、かつ、変換手段１内部でアンチノードを有する第２の定常波に関連する電界が必要であり、変換手段１の活性部分と反射手段４との距離を決定する。
【００３５】
これらの条件下で、変換手段１の活性部分と第２の定常波との間の相互作用は、最大である。その結果、距離ｄ１及びｄ２に関する２つの条件が満たされた場合、変換手段１は、波長が帯域Δλ（すなわち、ろ過手段３の伝送帯域）内にある光波に対してのみ影響する。
【００３６】
かくして、変換部分が、ろ過手段の内部でも後でもなくろ過手段の前で、入射波の光路上に存在する。波長選択的変換装置が得られる。こうして、技術面の観点から装置の製造を単純化することができる。
【００３７】
かかる装置は、それが行なう変換のタイプにより、数多くの分野で利用可能である。かくして、変換手段１は、典型的に約０．１λ_Ｃ未満の光学厚み（すなわち、第２の定常波の波長に比べ小さい）の薄い吸収活性層を含む検出手段であり得る。これに対する変形形態として、多層多重量子井戸構造を用いて検出を行なうことができ、複数の層は、第１及び第２の定常波の周期性に従って、互いに距離ｋλ_Ｃ／２（ｋは正の整数又はゼロ）だけ離隔する。例えば、１以上の薄い吸収層は、ケイ素マイクロエレクトロニクスで利用されるもののような従来の被着プロセスを用いて製造され、薄い吸収層は、ボロメータタイプ又は光伝導性タイプのものである。
【００３８】
変換手段１の活性部分は、例えば、装置の上に形成された電極を介して加えられる電流の作用によるエレクトロルミネセンス、ホトルミネセンス又は螢光を放つことのできる発光部分であり得る。この場合には、装置は、カラーディスプレイ用の活性カラー供給源マトリクスの一部を形成することができる。カラーディスプレイスクリーンを製造するためには、例えば、大きな基板上に載置された「下部」ミラーの上に誘電性フィルターのマトリクスをまず製造することができる。その後、フィルタ製造に必要な技術的なステップ（及び特に加熱）にもはや耐える必要がないエレクトロルミネセンス供給源が製造される。このことは、侵略的な熱処理に耐えられない広いスペクトル帯域を有する有機ルミネセンスエミッタ材料を含む有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）の場合に特に有利である。
【００３９】
しかしながら、変換手段は、ろ過された光波の空間的制御に適合させることができるだろう。すなわち、例えば、付随する電磁界の値の関数として、ろ過された光波の優先的方向を選択する回折格子のような回折手段を参照することができる。この実施形態は、特に光ビームのスイッチングの分野において、及び特に光ビームの空間的走査の分野において、特に有利でありうる。
【００４０】
選択的ろ過手段は、好ましくは、共鳴空洞により離隔された２つのブラッグミラーを有するファブリーペロータイプの共振空洞の形態をとる。各々のブラッグミラーは、四分の１波長タイプの２つのシリカ層（ＳｉＯ_２）により離隔された同じく四分の１波長タイプの３つのケイ素（Ｓｉ）層により構成されることができ、一方、共振空洞は、シリカ（ＳｉＯ_２）により構成することができる。この実施形態は、１５５０ナノメートルの波長を伝送（又はろ過）することができる。
【００４１】
上記のタイプのファブリーペローフィルタは、例えば厚み２００ナノメートルのアルミニウム層により製造されたミラーのような反射手段４と組合わせることができる。
【００４２】
このケイ素技術の実施形態においては、第１の離隔距離ｄ１は、フィルタ３の入口面５と、活性層、例えばフリーフィールドでの固有吸収が１５５０ナノメートルで約３％である光学厚み０．０５λ_Ｃの吸収層との間に、光学厚み０．４７５λ_Ｃの層を挿入することによって製造することができる。第２の離隔距離ｄ２は、アルミニウムミラー４とフィルタ３の出口面１０（すなわち入口面５とは反対側の面）との間に光学厚み０．６９４λ_Ｃのシリカ（ＳｉＯ_２）層を挿入することによって製造することができる。
【００４３】
技術的な観点から特に有利な上記の変形形態は、ファブリーペローフィルタ３の第２のブラッグミラー内に反射手段４を組込むこと、すなわち４分の１波長の交互に並べられた層の数を増加させることにより、この第２のブラッグミラーの反射率を強化することからなる。例えば、反射ミラー４を供給するアルミニウム層を、３つの初期の交互に並べられた層に対する１つ又は好ましくは２つの補足的な交互に並べられた層により置換することができ、これによって装置の性能が変わることはない。
【００４４】
ろ過された光波はそれぞれ逆の方向でフィルタを２回通過するので、吸収（変換）曲線の通過帯域の半幅値は、フィルタ単独の幅よりもほぼ２分の１狭であることに留意することが重要である。その結果、本発明の装置は、フィルタ３の各々のブラッグミラーについて交互に並べられた層の数が減少した状態で、先行技術の装置のものと同等の選択性能を達成することができる。
【００４５】
一般に、第２の定常波と、変換手段１の活性層と、の間の相互作用は、部分反射体（半反射体）が例えば活性変換層の前で、変換手段の上流側に加えられた場合に、著しく改善することができる。実際、こうして、活性層内で定常波の振幅を増加し、通過帯域外側で反射された光波の排除と組み合わさって通過帯域を低減させることが可能となる。
【００４６】
例えば、吸収に適合させられた活性層の場合、部分反射体は、吸収曲線の半値幅での約０．５ナノメートルの減少と共に、約３０％〜８０％の最大吸収の増大を得ることを達成する。
【００４７】
しかしながら、誘電材料、反射材料及び活性材料のその他の組合せも、対象とするスペクトル範囲に応じて考慮することができる。本発明の異なる利用分野に適した層の材料及び厚みの選択は、本発明の目的がひとたびわかった時点で、当業者が容易に決定できるものである。
【００４８】
ケイ素技術でのこの実施形態は、例えば、さまざまな固定波長での選択的光検出器のマトリクスの製造のために考慮することができる。ＣＶＤプラズマ技術を用いて、ケイ素／シリカ材料ベースの多層構造をケイ素基板上に製造する。次に、ホトダイオードを製造できるようにする単結晶半導体層を、当業者にとって周知の「分子結合」と呼ばれる方法を用いてマイクロ空洞上に取付ける。その後、変換用ホトダイオードを、例えば垂直空洞レーザの製造のために利用される従来技術により製造する。
【００４９】
ここで、図２を参照して、モノリシック技術を用いて実施できるろ過手段３の変形実施形態について記述する。さらに、以下で説明するように、この変形形態は、波長が選択的であるのみならず、電気的に調整可能な装置を製造することを可能にする。
【００５０】
ここで、波長の選択性及び調整可能性は、マイクロ−光−電気−機械（ＭＯＥＭ）構造で得られる。これらの構造は、例えばＩＩＩ−Ｖ族半導体材料から製造することができる。当然のことながら、他のタイプの材料、例えば従来の薄層を考慮することもできる。
【００５１】
これらの構造は、表面マイクロマシニング技術を用いてマイクロマシニングされ、かつその半導体層のいくつかに加える電位の変位によって機械的に変形可能である垂直マイクロ空洞を含む。より厳密に言うと、この構造は、空気の層により構成され２つのブラッグミラー６及び７で垂直方向に境界を画定された光空洞を含むファブリーペロータイプの「垂直な」光共振器である。ブラッグミラー（又は反射体）６、７は、例えばヒ素化ガリウム（ＧａＡｓ）又はリン化インジウム（ＩｎＰ）の半導体と空気の四分の１波長層とが交互に並べられた層により形成される。ただし、これらの層は、同じく、ＩｎＰ基板上に被着されたＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ又はＩｎＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｌＡｓタイプ、ＧａＡｓ基板上に被着されたＡｌＡｓ／ＧａＡｓタイプ又はＧａＡｓ基板上に被着されたＩｎＧａＰ／ＧａＡｓタイプのヘテロ構造でもありうる。
【００５２】
当然のことながら、これらの材料は、単に好ましい例にすぎない。
【００５３】
図２に示された例においては、半導体層９は、同じく半導体材料で製造され、かつ空気が充填されたハウジングを画定するスペーサ１３によって、互いに離隔されている。層９は、静電気応力により変形（湾曲）することができ、したがって装置のスペクトル応答を修正し、装置にその波長の調整可能性を付与する空気が充填された光空洞８を変形することができるブレードを画定する。
【００５４】
しかしながら、このブレードの変形は、２つのブラッグミラー６、７の層の特定な形態のドーピングを伴う場合にのみ得ることができる。実際、変形は、特に共振空洞８の境界を画定するため、少なくとも１つのＰＩＮ型下部構造の存在下でのみ得ることができる。
【００５５】
例えば、最初のブラッグミラー６の半導体層９は、Ｎ型又はＰ型で意図的にドーピングされ、第２のブラッグミラー７の半導体層９及び１２はＰ型及びＮ型で意図的にドーピングされ、一方共振空洞の境界を画定するスペーサ１３は、Ｉ型であり（これらは意図的にドーピングされていない）、各々選択された電位が加えられる層に対するＰＩＮ又はＮＩＰタイプの構造を画定するようになっている。同じブラッグミラーの層を離隔する他のスペーサは、関係する層と同じタイプにより意図的にドーピングされているか、又は意図的にドーピングされていない（Ｉ型）。上記の実施形態においては、構造は、ＰＰＰＩＮＮＮ又はＮＮＮＩＰＰＰ型構造である。
【００５６】
ＰＩＮ下部構造と逆にバイアスさせることにより、１以上のブレードを静電気的に制御した垂直変位が得られる。さらに厳密に言うと、バイアス作用下で、共振空洞８の境界を画定する２つの隣接するブレード間に確立された電界は、これら２つのブレードを互いの方に動かし、それにより空洞の共振波長λ_Ｃを減少させる静電力を誘導する。
【００５７】
ろ過手段のろ過波長は、それぞれのバイアスの変動により、それぞれＰ及びＮでドーピングされた層と逆に、それぞれＮ及びＰでドーピングされた半導体層の１つ又はそれ以上の層の変位により変調することができる。
【００５８】
懸垂ブレードの各々の個別のドーピングによって選択された方向性を有する、ＰＩＮ下部構造を構成するため、その他のブレードを意図的に挿入することによって、装置の伝達量のより複雑な変調を得ることができる。下部構造は、その懸垂ブレードがそれらを変位させるための電場に付されるためには、逆にバイアスされなくてはならない。
【００５９】
かくして、この構造は、例えばＰＩＮＩＰＩＮ、ＰＰＰＩＮＩＰＰＰ又はＮＮＮＩＰＩＮＩＰＰＰ構造であることができる。
【００６０】
各々のＰＩＮ又はＮＩＰ下部構造は、当業者にとって周知のＰＩＮ接合を構成する。
【００６１】
電圧は、好ましくはＡｕＧｅ又はＰｄ−ＡｕＧｅ又はＴｉ−Ｐｔ−Ａｕの合金で製造されたオーム接触を介して、半導体層に印加される。これらの接触は、この構造の２つの外側の層の上に形成されるか、又は構造の各半導体層の上、又は２つの外側の層上といくつかの中間層上とに形成される。
【００６２】
空気の屈折率（ｎ＝１、低い率）とブレードを構成する半導体の屈折率（ｎ＝３、２、高い率）との差が大きいことを考慮すると、波長（λ_Ｃ）の選択性を確保する光学ろ過を製造するためには、少ない交互に並べられた層の数で十分である。
【００６３】
図２に示された例においては、活性層（例えば吸収層）は、光学共振器の上流側（又は「上部」）にあり、かつ第１のブラッグミラー６の第１の交互に並べられた層の高い率の層１２の中に含まれる。当然のことながら、変換活性層１は、第１の交互に並べられた層の上流側にあることもでき、この場合第１のブラッグミラー６の層は全て同じ厚さである。
【００６４】
図３は、第１のブラッグミラーにおける変換活性層の集積を詳細に示す。この例においては、活性層は、多重量子井戸構造の形態で作られ、その中で各多重井戸は１つの吸収層を構成するホトダイオードである。かかる多重量子井戸構造は、ヘテロ構造のマイクロマシニング工程の前に製造され、その上に載置され、フィルタ３を形成する多重ブレード構造を生じる。
【００６５】
同様にして、上述のように、反射手段４は、ファブリーペローフィルタ３にある第２のブラッグミラー７の最終の半導体層の中に組込むこともできる。実際、反射は、４分の１波長の交互に並べられた層の数の増加により、この第２のブラッグミラーの反射率を増加することによって得られる。例えば、反射ミラー４を提供するアルミニウム層は、３つの初期の交互に並べられた層に２つの交互に並べられた層を加えることにより置換することができ、これによって装置の性能が変わることはない。
【００６６】
本発明により、ＩＩＩ−Ｖ族半導体材料のエピタキシャル成長によるか、又は１以上の選択的化学エッチング方法と組合わせたエピタキシャル成長方法によって、装置全体を製造することが可能である。適切な層の厚み制御を可能にするものであるかぎり、異なるエピタキシャル成長法を考慮することができる。例えば、分子線エピタキシャル成長（ＭＢＥ）、又は低圧有機金属気相化学蒸着（ＬＰ−ＭＯＣＶＤ）、又は加圧化学ビームエピタキシャル成長（ＣＢＥ）を挙げることができる。
【００６７】
これらの方法は、厚みの極めて正確な制御を可能にし、優れた結晶品質及び非常に急勾配の界面を保証する。その上、これらの方法は、非常に高い精度のドーピング及び組成の制御を提供する。最後に、これらの方法は、機械的な残留応力に対して優れた制御をも可能にする。
【００６８】
懸垂部分（ブレード）の選択的なマイクロマシニングを可能にする化学的エッチング方法、特に湿式エッチング方法も多数存在している。例として、次の湿式エッチング方法が挙げられる：ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ系のためのＦｅＣｌ_３：Ｈ_２Ｏ又はＨＦ：Ｈ_２Ｏ_２：Ｈ_２Ｏタイプ、ＩｎＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｌＡｓ及びＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ系のためのＨＣｌ：Ｈ_２Ｏ又はＨＣｌ：Ｈ_３ＰＯ_４タイプ、さらにはＡＩＡｓ／ＧａＡｓ系のためのＨＦタイプ。
【００６９】
当然のことながら、これらは、成長及びエッチング法の例示にすぎない。
【００７０】
本発明による装置は、連続的かつ個別的に実施できることが明らかなプロセスに基づき、モノリシック法を実施することを可能にするという点で、否定できない技術的利点を提供する。この装置は、特に選択性、調整可能性範囲及び電気通過帯域に関して、光データ通信の分野で利用される波長分割多重化のために必要とされる仕様（波長分割多重化システム又はＷＤＭ）を満たすことができる。一例としては、今後、約２．５ＧＨｚの通過帯域を達成することが可能である。
【００７１】
これらの装置は、その他の技術分野において、特に工業的な制御（例えば農産物食品加工業において）のため、特に環境分野におけるマイクロ分光分析のため（ガス吸収又は透過の検出）、さらには分光分析技術を用いたいくつかの医療分析のため、カラーマトリクススクリーンを用いたディスプレイのために、そしてより一般的には、光信号の光学処理を必要とするあらゆる分野において、利用可能である。
【００７２】
本発明は、単なる一例として上述した装置の実施形態に制限されるわけではなく、クレームの範囲内で当業者が考慮しうるあらゆる変形形態を含む。
【００７３】
したがって、この装置は、変換手段の上流側に、ろ過された定常波と変換手段との間の相互作用を強化することを目的とした半反射層を含めることができる。
【００７４】
本発明による光エミッタ装置は、図４に概略的に示されている。この装置は、図１の受光器とほぼ同じ構造をもち、図１の光源２は受光器１４により置換されることを除いて同じ原理で操作される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による光検出器の非常に概略的な断面図である。
【図２】
波長選択的な光検出器を構成する本発明による装置の実施例の横断面図である。
【図３】
調整可能な波長選択的な光検出器を構成する本発明による装置のもう１つの実施例の横断面図である。
【図４】
光エミッタを構成する本発明による装置の非常に概略的な断面図である。
【符号の説明】
１ 転換手段
３ ろ過手段
４ 反射手段
６，７ ブラッグミラー
８ 共振空洞構造
９ 半導体層

Claims (25)

1. 光エネルギ交換手段（１）を含む光電子装置であって、
   入射光波の選択スペクトル部分を伝送し、かつ前記交換手段（１）に向けて前記光波の相補的スペクトル部分を反射するように適合されたろ過手段（３）と、
   前記ろ過手段（３）に向けてろ過手段により伝送された選択スペクトル部分を反射するように適合された反射手段（４）とに、処理すべき光波を伝送するように適合され、
   ろ過手段（３）が交換手段（１）と反射手段（４）との間にあることを特徴とする光電子装置。
2. 前記交換手段（１）が、
   伝送される光波と前記ろ過手段（３）によって反射される相補的スペクトル部分とが第１の定常波（その付随する電界は前記変換手段（１）内にノードを有する）を生成するように選択されたろ過手段（３）から第１の距離（ｄ１）にあり、かつ
   選択スペクトル部分と前記反射手段（４）によって反射された選択スペクトル部分とが第２の定常波（その付随する電界が前記変換手段内にアンチノードを有する）を生成するように選択された反射手段（４）から第２の距離（ｄ２）にある
   ことを特徴とする、請求項１記載の装置。
3. 前記変換手段（１）が、外部の光波源からろ過すべき光波を受光し、かつ第２の定常波を吸収により検出するように適合されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記変換手段（１）が吸収層を含むことを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 前記変換手段（１）が、選択スペクトル部分の波長の半分の整数倍にほぼ等しい距離だけ互いに離隔された多数の吸収層を含むことを特徴とする、請求項３に記載の装置。
6. 吸収層が、ボロメータタイプ又は光伝導性タイプであることを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記変換手段（１）が、第２の定常波の波長に比べて薄い活性層を有するホトダイオードを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
8. 前記変換手段（１）が、多重量子井戸ホトダイオードを含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
9. 前記変換手段（１）が、前記ろ過手段（３）によってろ過すべき前記光波を形成する光子を発するように適合されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
10. 前記変換手段（１）が、ホトルミネセンス、エレクトロルミネセンス及び螢光発光を含む群から選択されたメカニズムにより光を発するように適合されていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
11. 前記変換手段が（１）が、第２の定常波を空間的に制御するように適合されていることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
12. 前記変換手段（１）が回折格子を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
13. ろ過手段（３）が、高い屈折率の層と低い屈折率の層とが交互に形成された２つのブラッグミラーの間に挿入された共振空洞構造（８）を含むことを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
14. 高い屈折率の層がケイ素（Ｓｉ）の層であり、低い屈折率の層がシリカ（ＳｉＯ_２）の層であり、前記空洞がシリカ（ＳｉＯ_２）からなることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
15. 高い屈折率の層が半導体材料の層であり、低い屈折率の層が空気の層であり、前記空洞が空気の層であることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
16. 第１のブラッグミラー（６）が、それぞれ同じＰ型又はＮ型のドーピングを有する半導体層（９）を含み、第２のブラッグミラー（７）がそれぞれ逆のＮ型又はＰ型のドーピングを有する半導体層（９）を含み、これらの層（９）は、ＰＩＮ又はＮＩＰ型の構造を画定するために意図的にドーピングされていない（Ｉ型）スペーサ（１３）によって離隔され、それらに加えられるそれぞれの選択された電位を有するように適合されていることを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
17. ろ過手段のろ過波長が、それぞれのバイアスの変動により、それぞれ逆のＰドーピング又はＮドーピングされた層に対してそれぞれＮドーピング又はＰドーピングされた半導体層の１つ又はそれ以上を移動させることによって変調可能であることを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
18. 第２のブラッグミラー（７）が、反射手段（４）を画定するさらなる交互に形成された層を１つ又はそれ以上含むことを特徴とする、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の装置。
19. 変換手段（１）の上流側に半反射性層を含むことを特徴とする、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の装置。
20. ろ過手段が、波長が選択された値の中心にある光波を伝送するように適合されていることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の装置。
21. ろ過手段が、波長が選択された範囲の１つ又はそれ以上にある光波を停止させるように適合されていることを特徴とする、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の装置。
22. 光ビームの光スイッチングのための、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の装置の利用。
23. 光ビームの空間的走査のための、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の装置の利用。
24. 波長分割多重化のための、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の利用。
25. カラーマトリクスディスプレイのための、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の装置の利用。

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