JP2012155352A - 高速スイッチング素子及びスイッチ高速化方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、フォトニック結晶基板中に、光を閉じ込める共振器と、共振器部位を挟んで対向する2つの領域に電極領域を設け、共振器に発生させた二光子吸収キャリアを、電極領域に電界を印加して引き抜くことにより、該共振器のキャリアを、拡散によって散逸するよりも早く除去する。また、フォトニック結晶基板中で、導波路を挟んだ所定の領域に対向する2つの電極領域を設け、電極領域に挟まれた導波路中に発生させた二光子吸収キャリアを、電界印加によって拡散より早く導波路から引き抜き、除去する。
【選択図】図9
Description
フォトニック結晶基板中に、
光を閉じ込める共振器210と、
共振器210を挟んで対向する2つの領域に設けられる電極領域220,230と、
を有する高速スイッチング素子である。
電極領域220,230は、それぞれP型半導体及びN型半導体領域である。
前記フォトニック結晶基板中に、光を閉じ込める共振器と、共振器部位を挟んで対向する2つの領域に電極領域を設け、
前記共振器に発生させた二光子吸収キャリアを、該共振器のキャリアを、拡散によって散逸するよりも早く除去するために、前記電極領域に電界を印加する印加手段を有する高速スイッチング素子である。
所定の導波路位置を挟むフォトニック結晶基板中に、対向する2つの電極領域を設け、
二光子吸収キャリアを拡散するより早く導波路から引き抜き除去するために電極領域に電界を印加する印加手段を有する高速スイッチング素子である。
フォトニック結晶基板中に、光を閉じ込める共振器と、共振器部位を挟んで対向する2つの領域に電極領域を設け、
共振器に発生させた二光子吸収キャリアを、電極領域に電界を印加して引き抜くことにより、該共振器のキャリアを、拡散によって散逸するよりも早く除去することで、スイッチング速度を向上させる。
フォトニック結晶基板中で、導波路を挟んだ所定の対向する2つの領域に電極領域を設け、
電極領域に挟まれた導波路中に発生させた二光子吸収キャリアを、電界印加によって拡散より早く導波路から引き抜き、除去することで、スイッチング速度を向上させる。
図2は、本発明の第1の実施の形態におけるPIN構造を示し、図3は、本発明の第1の実施の形態におけるフォトニック共振器の構成を示す。
図8は、本発明の第2の実施の形態におけるD4共振器の共振器モードを示す図である。
フォトニック結晶導波路においても、二光子吸収キャリアによるスイッチングが可能である。この場合には、二光子吸収キャリアが生成したことによる自由電子吸収の変化による、信号光の透過率の変化を全光スイッチングとして用いる。このスイッチにおいて動作速度を決めるのはフォトニック結晶導波路から実キャリアがどの程度の速度で消滅するかという点に依存している。そのため、図10に示すようなシリコンフォトニック結晶導波路80の両脇にPN構造(P領域20、N領域30)を形成したPIN構造においても、導波路中に発生させた二光子吸収キャリアを電界を印加することにより、早く当該導波路から引き抜き除去することで、吸収型スイッチングの高速性が前述の第1の実施の形態と同様の原理にて図られる。
20 p-Si領域
30 n-Si領域
40 空気穴、最近接穴
50 入力導波路
60 出力導波路
70 シリコン
80 シリコンフォトニック結晶導波路
200 PIN付2次元フォトニック結晶
101 フォトニック結晶導波路
102 フォトニック結晶共振器
202A,202B 電極
204 スラブ
212A,212B 電極
206 空気穴
210 フォトニック結晶共振器部位
220 電極領域(P型半導体領域)
230 電極領域(N型半導体領域)
Claims (4)
- フォトニック結晶共振器を用いたスイッチング素子であって、
前記フォトニック結晶基板中に、光を閉じ込める共振器と、共振器部位を挟んで対向する2つの領域に電極領域を設け、
前記共振器に発生させた二光子吸収キャリアを、該共振器のキャリアを、拡散によって散逸するよりも早く除去するために、前記電極領域に電界を印加する印加手段を有する、
ことを特徴とする高速スイッチング素子。 - フォトニック結晶導波路の所定の位置に、二光子吸収キャリアを発生させ、該キャリアに起因する自由電子吸収によりスイッチングを行う光スイッチ素子であって、
前記所定の導波路位置を挟むフォトニック結晶基板中に、対向する2つの電極領域を設け、
前記二光子吸収キャリアを拡散するより早く前記導波路から引き抜き除去するために前記電極領域に電界を印加する印加手段を有する、
ことを特徴とする高速スイッチング素子。 - フォトニック結晶共振器を用いたスイッチ素子において、スイッチング速度を向上させるためのスイッチング高速化方法であって、
前記フォトニック結晶基板中に、光を閉じ込める共振器と、共振器部位を挟んで対向する2つの領域に電極領域を設け、
前記共振器に発生させた二光子吸収キャリアを、前記電極領域に電界を印加して引き抜くことにより、該共振器のキャリアを、拡散によって散逸するよりも早く除去する
ことを特徴とするスイッチング高速化方法。 - フォトニック結晶導波路の所定の位置に、二光子吸収キャリアを発生させ、該キャリアに起因する自由電子吸収によりスイッチングを行う光スイッチ素子において、スイッチング速度を向上させるスイッチング高速化方法であって、
前記フォトニック結晶基板中で、導波路を挟んだ所定の領域に対向する2つの電極領域を設け、
前記電極領域に挟まれた導波路中に発生させた二光子吸収キャリアを、電界印加によって拡散より早く導波路から引き抜き、除去する
ことを特徴とするスイッチング高速化方法。
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JP2002303836A (ja) * | 2001-04-04 | 2002-10-18 | Nec Corp | フォトニック結晶構造を有する光スイッチ |
WO2006063348A1 (en) * | 2004-12-09 | 2006-06-15 | Intel Corporation | Reduced loss ultra-fast semiconductor modulator and switch |
JP2006234964A (ja) * | 2005-02-22 | 2006-09-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光共振器素子及びそれを用いた光メモリ及び光スイッチ |
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2012
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Title |
---|
JPN6013064566; 田辺孝純 他: 'シリコンフォトニック結晶共振器を用いた全光スイッチによる信号処理と高速化の検討' 応用物理学会学術講演会講演予稿集 Vol.53rd,No.3, 20060322, 1135,24p-L-12 * |
JPN6013064567; 山田浩治 他: '格子欠陥導入によるシリコン細線導波路中の自由キャリアの短寿命化' 応用物理学会学術講演会講演予稿集 Vol.53rd,No.3, 20060322, 1136,24p-L-15 * |
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