JP2542588B2 - Optical bistable element - Google Patents
Optical bistable elementInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光スイツチングや光記憶等の機能を有し、
将来の光通信システムや光情報処理システムにおいて重
要なエレメントとなる光双安定素子に関し、特に高速、
低入射エネルギでスイツチング、光記憶の動作をする可
能性があり、高集積化が可能な化合物半導体非線型エタ
ロン型光双安定素子に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention has functions such as optical switching and optical storage,
Regarding optical bistable elements that will be important elements in future optical communication systems and optical information processing systems, especially high speed,
The present invention relates to a compound semiconductor non-linear etalon type optical bistable device which has a possibility of operating switching and optical storage with low incident energy and can be highly integrated.
(従来の技術) 将来の光通信システム、光情報処理システムにおいて
重要なエレメントである光双安定素子に関する研究が近
年活発化している。光双安定素子には、上記適用分野か
ら考えて、高速動作、低エネルギ動作、高集積化の容易
性、動作波長が他の光デバイスや電子デバイスと整合す
ることなどが要求される。これまでに種々の動作機構に
もとずく光双安定素子が提案され製作されているが、化
合物半導体薄膜での大きな光学的非線型性を利用した素
子は、小型で高集積化に適し、低エネルギ動作の可能性
があり、現状の光デバイス、電子デバイスとの整合性も
良いことから将来最も有望である。とりわけ化合物半導
体の励起子の吸収飽和に伴う屈折率変化の非線型性を利
用したエタロン型光双安定素子は低エネルギ動作、2次
元アレイ化が可能という優れた特徴を有している。(Prior Art) In recent years, research on optical bistable elements, which are important elements in future optical communication systems and optical information processing systems, has been activated. Considering the above-mentioned application fields, the optical bistable element is required to have high-speed operation, low-energy operation, easy integration, and an operating wavelength matching with other optical devices and electronic devices. Optical bistable devices have been proposed and manufactured based on various operating mechanisms, but devices that utilize the large optical nonlinearity of compound semiconductor thin films are suitable for small size and high integration. It is most promising in the future because it has potential for energy operation and has good compatibility with current optical and electronic devices. In particular, the etalon-type optical bistable device utilizing the nonlinearity of the refractive index change due to the absorption saturation of excitons of the compound semiconductor has an excellent feature that it can be operated at low energy and can be formed into a two-dimensional array.
第4図にそのエタロン型光双安定素子の構造の概略を
示す。入射光強度により屈折率が非線型に変化する非線
型屈折率媒質401の両側を反射膜204a,204bでサンドイツ
チした構成となつている。非線型屈折率媒質401による
入射光強度に対する屈折率の非線型な応答と、両側の反
射膜204a,204bによる非線型応答に対する正のフイード
バツクにより入射光と透過光との間に光双安定特性が生
ずる。非線型屈折率媒質として室温でも安定に励起子が
存在するGaAs/AlGaAs超格子を用いると、室温動作が可
能な光双安定素子を実現できることがエイチ・エム・ギ
ブス(H・M・Gibbs)らによりアプライド・フイジク
ス・レターズ(Applied PhysicsLetters)誌1982年8
月1日号(第41巻)221ページから222ページにおいて報
告されている。GaAs/AlGaAs超格子を用いたエタロン型
光双安定素子は室温でも励起子吸収飽和にもとずく大き
な屈折率の非線型性を利用でき高集積化が可能で、動作
波長も現状のGaAs系半導体レーザと良く整合するため非
常に有望な光双安定素子である。FIG. 4 schematically shows the structure of the etalon type optical bistable device. The non-linear refractive index medium 401 whose refractive index changes non-linearly according to the intensity of incident light is provided with reflective films 204a and 204b on both sides. The non-linear response of the refractive index to the incident light intensity by the non-linear refractive index medium 401 and the positive feedback to the non-linear response by the reflecting films 204a and 204b on both sides provide an optical bistable characteristic between the incident light and the transmitted light. Occurs. It is possible to realize an optical bistable device capable of operating at room temperature by using a GaAs / AlGaAs superlattice in which excitons exist stably even at room temperature as a nonlinear refractive index medium. HM Gibbs et al. By Applied Physics Letters Magazine, 1982 8
It is reported on pages 221 to 222 of the monthly issue (Vol. 41). The etalon type optical bistable device using GaAs / AlGaAs superlattice can utilize the nonlinearity of large refractive index due to exciton absorption saturation even at room temperature and can be highly integrated. It is a very promising optical bistable device because it matches well with the laser.
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上述のGaAs/AlGaAsエタロン型双安定
素子にはスイツチ・オンは高速で行なわれるが、スイツ
チ・オフが低速であるという問題点がある。これはスイ
ツチ・オン時間を決定する励起子のエネルギ緩和時間
(光が入射されてフォノンにより励起子が電子とホール
の対に分解される時間)は非常に短かい(ピコ秒以下)
がスイツチ・オフ時間を決定する励起子分解により生じ
たフリーキヤリアの緩和時間が自然再結合の場合30ナノ
秒程度と非常に遅いためである。(Problems to be Solved by the Invention) However, the above-mentioned GaAs / AlGaAs etalon type bistable element has a problem that the switch-on is performed at high speed but the switch-off is performed at low speed. This is because the energy relaxation time of excitons that determine the switch-on time (the time during which light is incident and the excitons are decomposed into pairs of electrons and holes by phonons) is very short (picoseconds or less).
This is because the relaxation time of free carriers generated by exciton decomposition that determines the switch-off time is as slow as about 30 nanoseconds in the case of spontaneous recombination.
本発明は、化合物半導体超格子を用いたエタロン型光
双安定素子のスイツチ・オフ時間を決定するフリーキヤ
リアの緩和時間を低減化して素子を高速化することを目
的とする。It is an object of the present invention to reduce the relaxation time of a free carrier that determines the switch-off time of an etalon type optical bistable device using a compound semiconductor superlattice to speed up the device.
(問題点を解決するための手段) 前述の問題点を解決するために本願の第1の発明が提
供する光双安定素子は、バンドギヤツプの異なる2種類
の化合物半導体薄膜を交互に積層させた化合物半導体超
格子と、この化合物半導体超格子の両面に形成された反
射膜と、これら両反射膜間に電界を印加する手段とを備
えていることを特徴とする。(Means for Solving the Problems) An optical bistable device provided by the first invention of the present application in order to solve the above problems is a compound in which two kinds of compound semiconductor thin films having different band gaps are alternately laminated. It is characterized by comprising a semiconductor superlattice, reflective films formed on both surfaces of the compound semiconductor superlattice, and means for applying an electric field between the reflective films.
また、前述の問題点を解決するために本願の第2の発
明が提供する光双安定素子は、バンドギヤツプの異なる
2種類の化合物半導体薄膜を交互に積層させた化合物半
導体超格子をi層とする化合物半導体pinダイオードの
両面に反射膜が形成されてなり、前記pinダイオードの
p層およびn層化合物半導体中には深い準位を形成する
不純物が導入されていることを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, the optical bistable device provided by the second invention of the present application uses a compound semiconductor superlattice in which two kinds of compound semiconductor thin films having different band gaps are alternately laminated as an i layer. Reflective films are formed on both sides of the compound semiconductor pin diode, and impurities forming a deep level are introduced into the p layer and n layer compound semiconductors of the pin diode.
さらに、前述の問題点を解決するために本願の第3の
発明が提供する光双安定素子は、バンドギヤツプの異な
る2種類の化合物半導体薄膜を交互に積層させた化合物
半導体超格子をi層とする化合物半導体pinダイオード
の両面に反射膜が形成されてなり、前記化合物半導体超
格子を形成する薄膜のなかでバンドギヤツプの大きい方
の化合物半導体中には深い準位を形成する不純物が導入
されていることを特徴とする。Further, in order to solve the above-mentioned problems, the optical bistable device provided by the third invention of the present application uses a compound semiconductor superlattice in which two kinds of compound semiconductor thin films having different band gaps are alternately laminated as an i layer. A reflection film is formed on both sides of the compound semiconductor pin diode, and an impurity forming a deep level is introduced into the compound semiconductor having a larger bandgap in the thin film forming the compound semiconductor superlattice. Is characterized by.
(作 用) 本願の各発明においては、外部から化合物半導体超格
子へ電界を印加するか、もしくはpin構造のビルトイン
・ポテンシヤルを利用することにより化合物半導体超格
子へ電界を印加するかして超格子のエネルギー・バンド
を傾斜させ、超格子のウエル層にたまつたフリーキヤリ
アをバリア層方向へトンネルさせる。このときキヤリア
の緩和時間はトンネル時定数で決定されるがこれは数百
ピコ秒程度であるので、光双安定素子の動作速度は自然
再結合の場合に比べて十分高速となる。なおpin構造の
素子の場合は、電子とホールが逆方向にトンネルしてp
層側にホール、n層側に電子が蓄積してしまうとバンド
の傾斜が消失してしまうから、本願発明においては、こ
れは防止するために再結合中心となる不純物を導入され
た層と具備させている。(Operation) In each invention of the present application, the superlattice is applied by applying an electric field from the outside to the compound semiconductor superlattice or by applying an electric field to the compound semiconductor superlattice by using a built-in potention having a pin structure. Tilts the energy band of the free carrier, and tunnels the free carrier accumulated in the well layer of the superlattice toward the barrier layer. At this time, the relaxation time of the carrier is determined by the tunnel time constant, which is about several hundred picoseconds, and therefore the operation speed of the optical bistable element is sufficiently faster than that in the case of natural recombination. In the case of a pin structure element, electrons and holes tunnel in opposite directions and p
If holes are accumulated on the layer side and electrons are accumulated on the n layer side, the inclination of the band disappears. Therefore, in order to prevent this, the present invention is provided with a layer into which an impurity serving as a recombination center is introduced. I am letting you.
(実施例) 以下、図面を参照して本願発明を詳細に説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本願の第1の発明によるGaAs/AlGaAs超格子
エタロン型光双安定素子の構造を示す図であり、第1図
(a)は素子構造を、第1図(b)はエネルギー・バン
ドをそれぞれ示している。FIG. 1 is a diagram showing the structure of a GaAs / AlGaAs superlattice etalon type optical bistable device according to the first invention of the present application. FIG. 1 (a) shows the device structure, and FIG. 1 (b) shows energy. Each band is shown.
第1図の実施例においては、GaAs基板101上にAlGaAs
膜102、GaAs/AlGaAs超格子103が積層され、GaAs基板101
には窓があけられ、窓部およびGaAs/AlGaAs超格子の上
には反射率が95%程度の金属反射膜106aおよび106bがそ
れぞれ形成されている。この金属反射膜106aおよび106b
には外部からGaAs/AlGaAs超格子へ電界を印加するため
の外部電源107が接続されている。以上の構造によりGaA
s/AlGaAs超格子103を非線型屈折率媒質とし、金属反射
膜106a,106bを反射鏡とするエタロン型光双安定素子が
構成される。In the embodiment shown in FIG. 1, AlGaAs is formed on the GaAs substrate 101.
A film 102 and a GaAs / AlGaAs superlattice 103 are laminated to form a GaAs substrate 101.
A window is formed in the window, and metal reflection films 106a and 106b having a reflectance of about 95% are formed on the window portion and the GaAs / AlGaAs superlattice, respectively. The metal reflection films 106a and 106b
An external power supply 107 for applying an electric field from the outside to the GaAs / AlGaAs superlattice is connected to the. With the above structure, GaA
An etalon-type optical bistable element is constructed using the s / AlGaAs superlattice 103 as a nonlinear refractive index medium and the metal reflection films 106a and 106b as reflecting mirrors.
以下に第1図(a)に示すGaAs/AlGaAs非線型エタロ
ン型光双安定素子の製造方法を簡単に説明する。先ずGa
As基板101上にGaAs基板のエツチング・ストツプ層とな
る1μm又はそれ以下の厚さのAlGaAs膜102を形成す
る。AlGaAs膜102の上には300Å程度のGaAs膜を交互にMB
E法などにより積層したGaAs/AlGaAs超格子を60周期程度
形成する。その後GaAs基板101をAlGaAsエツチング・ス
トツプ層102が露出するまでエツチングして窓あけを行
ない、最後に露出したAlGaAs膜102上およびGaAs/AlGaAs
超格子103上に高反射率の金属反射膜106aおよび106bを
それぞれ形成する。A method of manufacturing the GaAs / AlGaAs nonlinear etalon type optical bistable device shown in FIG. 1 (a) will be briefly described below. First Ga
On the As substrate 101, an AlGaAs film 102 having a thickness of 1 μm or less, which is an etching stop layer of a GaAs substrate, is formed. Approximately 300Å GaAs film is alternately MB on the AlGaAs film 102.
About 60 periods of GaAs / AlGaAs superlattices stacked by the E method are formed. After that, the GaAs substrate 101 is etched to form a window until the AlGaAs etching / stop layer 102 is exposed, and finally the exposed AlGaAs film 102 and GaAs / AlGaAs are exposed.
Highly reflective metal reflective films 106a and 106b are formed on the superlattice 103, respectively.
以上により得られた第1図(a)に示した構造の光双
安定素子が高速で動作する原理を説明する。The principle by which the optical bistable device having the structure shown in FIG. 1 (a) obtained as described above operates at high speed will be described.
第1図(a)に示す構造の素子に外部からGaAs/AlGaA
s超格子103へ電界を印加すると、第1図(b)に示すよ
うに傾斜が生じ、励起子が分解されることにより生じた
フリーキヤリアは電子とホールで互いに逆の方向のバリ
ア層へトンネルする。このときフリーキヤリアの緩和時
間はトンネル時定数により決定されるが、桝本らにより
GaAs/AlGaAs超格子におけるフリーキヤリアのトンネル
時定数の測定が行なわれており、電界強度が5.6×10-3V
/cm以上でトンネル時定数が430ピコ秒程度であることが
フイジカルレビユー(PHYSICAL REVIEW)B誌1986年4
月15日号(第33巻)5961ページから5964ページにおいて
報告されている。この値はフリーキヤリアの再結合時間
(30nsec程度)に比べて約100倍高速であり、GaAs/AlGa
As超格子に層に垂直方向に電界を印加することにより素
子の大幅な高速化が実現可能である。この際問題となる
のは、電界は常時印加されているから、光が入力されて
スイツチ・オンの状態とするときに励起子吸収飽和が抑
圧されるのではないかという点があるが、励起子がフオ
ノンにより分解してできるフリーキヤリアがクーロン力
をスクリーニリングして励起子の分解を促進する過程は
サブピコ秒と高速であり、フリーキヤリアの緩和時間に
比べて十分に短い時間しか要しないので、電界が常時印
加されていても励起子の吸収飽和は生ずる。よつて反射
膜を金属膜として外部に電界印加用の電源を付加すると
いう本発明により、光双安定素子の大幅な高速化が可能
である。GaAs / AlGaA is externally applied to the device having the structure shown in FIG.
s When an electric field is applied to the superlattice 103, an inclination occurs as shown in Fig. 1 (b), and the free carriers generated by the decomposition of excitons tunnel between electrons and holes in the opposite barrier layers. To do. At this time, the relaxation time of free carrier is determined by the tunnel time constant.
The free carrier tunnel time constant in the GaAs / AlGaAs superlattice has been measured, and the electric field strength is 5.6 × 10 -3 V.
PHYSICAL REVIEW B magazine, April 1986
It is reported on pages 1561 to 5964 of the 15th of the month (Vol. 33). This value is about 100 times faster than the free carrier recombination time (about 30 nsec), and GaAs / AlGa
By applying an electric field in the direction perpendicular to the layers in the As superlattice, it is possible to realize a significant speedup of the device. The problem here is that the electric field is always applied, so excitonic absorption saturation may be suppressed when light is input and the switch is turned on. The process by which the free carrier formed by the child's decomposition by phonon promotes the decomposition of excitons by screening the Coulomb's force by sub-picoseconds, and it takes a sufficiently short time compared to the relaxation time of the free carrier. Absorption saturation of excitons occurs even when an electric field is constantly applied. Therefore, according to the present invention in which a power supply for applying an electric field is added to the outside by using the reflection film as a metal film, it is possible to significantly speed up the optical bistable device.
第2図は本願の第2の発明による光双安定素子の一実
施例を示す。本実施例においてもGaAs/AlGaAs超格子層
へ電界を印加することにより光双安定素子の高速化をは
かるが、第1図の実施例の場合とは異なり、素子をpin
構造とし、そのビルトインポテンシヤルを利用すること
により外部から電界を印加することなしに超格子層のバ
ンドを傾斜させる。FIG. 2 shows an embodiment of an optical bistable element according to the second invention of the present application. In this embodiment also, the speed of the optical bistable element is increased by applying an electric field to the GaAs / AlGaAs superlattice layer, but unlike the case of the embodiment shown in FIG.
The structure is used, and the band of the superlattice layer is tilted by applying its built-in potential without applying an electric field from the outside.
第2図(a)に本願の第2の発明によるその実施例の
素子構造を示す。GaAs/AlGaAs超格子層203をi層としそ
の上下をp−GaAs201およびn−GaAs202ではさみこんだ
pinダイオード構造となつている。そしてp−GaAs201側
とn−GaAs202側の表面に高反射率の反射膜204aおよび2
04bがそれぞれ形成されている。本実施例においては素
子がpin構造となつているので、そのビルト・イン ポ
テンシヤルを利用して、第2図(b)に示すように、Ga
As/AlGaAs超格子層203のバンドを傾斜させることができ
る。したがつて外部からの電界を印加することなく、第
1図の実施例の場合と同じ原理によつてフリーキヤリア
の緩和時間を大幅に低減することができる。ただし、こ
の場合、トンネリングにより移動した電子およびホール
がそれぞれn−GaAs202およびp−GaAs201に蓄積してし
まうとバンドの傾斜が消失してしまう。そこで本実施例
においては、p−GaAs層201およびn−GaAs層202中で深
い準位を形成し再結合中心となる不純物、例えばCr等を
導入する。こうすることによりp−GaAs層201およびn
−GaAs層202へトンネリングにより移動してきたキヤリ
アは高速で再結合するのでバンドの傾斜の消失は生じ
ず、光双安定素子の高速性が損なわれることはない。FIG. 2 (a) shows an element structure of the embodiment according to the second invention of the present application. The GaAs / AlGaAs superlattice layer 203 is an i-layer, and the upper and lower parts of the i-layer are sandwiched by p-GaAs201 and n-GaAs202.
It has a pin diode structure. Then, on the surfaces of the p-GaAs 201 side and the n-GaAs 202 side, reflecting films 204a and
04b is formed respectively. In this embodiment, since the element has a pin structure, its built-in potential is used to change the Ga as shown in FIG. 2 (b).
The band of the As / AlGaAs superlattice layer 203 can be tilted. Therefore, the relaxation time of the free carrier can be greatly reduced by the same principle as in the embodiment of FIG. 1 without applying an external electric field. However, in this case, if electrons and holes moved by tunneling are accumulated in the n-GaAs 202 and p-GaAs 201, respectively, the inclination of the band disappears. Therefore, in this embodiment, impurities such as Cr, which form deep levels in the p-GaAs layer 201 and the n-GaAs layer 202 and serve as recombination centers, are introduced. By doing so, the p-GaAs layer 201 and n
Carriers that have moved to the GaAs layer 202 by tunneling are recombined at high speed, so that the disappearance of the band tilt does not occur and the high speed performance of the optical bistable element is not impaired.
第3図は本願の第3の発明による光双安定素子の一実
施例を示す。本実施例においても素子をpin構造とし、
そのビルト・イン ポテンシヤルを利用してバンドを傾
斜させフリーキヤリアをトンネリングさせてその緩和時
間を低減化させ素子を高速化する。FIG. 3 shows an embodiment of an optical bistable element according to the third invention of the present application. Also in this embodiment, the device has a pin structure,
The built-in potential is used to incline the band and tunnel the free carrier to reduce the relaxation time and speed up the device.
第3図(a)に本願の第3の発明によるその実施例の
素子構造を示す。GaAs/AlGaAs超格子層303をi層とし、
その上下をp−GaAs201およびn−GaAs202ではさみこん
だpinダイオード構造となつている。そしてp−GaAs201
とn−GaAs202の表面に高反射率の反射膜204aおよび204
bがそれぞれ形成されている。本実施例においてはpin構
造のビルト・イン ポテンシヤルを利用してGaAs/AlGaA
s超格子層303のバンドを傾斜させてフリーキヤリアの緩
和時間を低減することは第2図の実施例と同様である
が、バンドの傾斜によりトンネリングしたフリーキヤリ
アの再結合のさせ方が第2図の実施例の場合とは異な
る。本実施例においては、第3図(b)に示すように、
GaAs/AlGaAs超格子303のAlGaAsバリア層へのみ深い準位
を形成し再結合中心となる不純物を選択ドープする。励
起子の分解によりGaAsウエル層内で生じたフリーキヤリ
アは、pin構造のビルト・インポテンシヤルによりGaAs/
AlGaAs超格子303のバンドが、第3図(b)に示すよう
に、傾斜しているのでトンネルしてAlGaAsバリア層へ達
する。ここで、AlGaAsバリア層へは、前述のように再結
合中心となる不純物がドーピングされているから、その
不純物を介して高速の再結合が行なわれる。したがつて
本実施例においてもキヤリア蓄積によるバンドの傾斜の
消失は生じず、内部電界によるキヤリアのトンネリング
と再結合中心層(AlGaAsバリア層)の導入により素子の
高速化が達成される。FIG. 3 (a) shows an element structure of the embodiment according to the third invention of the present application. The GaAs / AlGaAs superlattice layer 303 is an i-layer,
The upper and lower sides of the p-GaAs 201 and n-GaAs 202 form a pin diode structure. And p-GaAs201
And reflective films 204a and 204 of high reflectivity on the surface of n-GaAs 202
b is formed respectively. In this embodiment, a GaAs / AlGaA is used by utilizing the built-in potential of the pin structure.
s The tilting of the band of the superlattice layer 303 to reduce the relaxation time of the free carrier is similar to the embodiment of FIG. 2, but the second method is to recombine the free carrier tunneled by the tilt of the band. This is different from the case of the illustrated embodiment. In this embodiment, as shown in FIG.
Impurities serving as recombination centers are selectively doped by forming a deep level only in the AlGaAs barrier layer of the GaAs / AlGaAs superlattice 303. Free carriers generated in the GaAs well layer due to exciton decomposition are generated by the pin structure built-in potentiometer.
Since the band of the AlGaAs superlattice 303 is inclined as shown in FIG. 3B, it tunnels and reaches the AlGaAs barrier layer. Here, since the AlGaAs barrier layer is doped with the impurity serving as the recombination center as described above, high-speed recombination is performed through the impurity. Therefore, in the present embodiment as well, the disappearance of the band inclination due to carrier accumulation does not occur, and the tunneling of carriers by the internal electric field and the introduction of the recombination center layer (AlGaAs barrier layer) achieve the speedup of the device.
(発明の効果) 以上のように本願の名発明を用いれば、外部からの電
界またはビルト・イン ポテンシヤルを利用した内部電
界によりフリーキヤリアをトンネリングさせることによ
りフリーキヤリアの緩和時間を従来よりも大幅に減少さ
せることができ、エタロン型光双安定素子の動作速度を
大幅に高速化することが可能となる。(Effects of the Invention) As described above, when the invention of the present application is used, the relaxation time of the free carrier is significantly increased as compared with the conventional one by tunneling the free carrier by the electric field from the outside or the internal electric field using the built-in potential. Therefore, the operating speed of the etalon type optical bistable device can be significantly increased.
本願の各発明は、上記実施例に限定されるものではな
く、上記実施例においては化合物半導体としてGaAs系の
みをとりあげたがInP系に対しても本願の各発明を適用
できることは言うまでもない。The inventions of the present application are not limited to the above-described embodiments. In the above-mentioned embodiments, only the GaAs-based compound semiconductor is taken as an example, but it goes without saying that the inventions of the present application can be applied to InP-based semiconductors.
第1図(a)は本願の第1の発明による実施例の構造を
模式的に示す断面斜視図、第1図(b)は本図(a)の
実施例における超格子のエネルギ・バンドを示す図、第
2図(a)は本願の第2の発明による実施例の構造を模
式的に示す断面斜視図、第2図(b)は本図(a)の実
施例における超格子のエネルギ・バンドを示す図、第3
図(a)は本願の第3の発明による実施例の構造を模式
的に示す断面斜視図、第3図(b)は本図(a)の実施
例における超格子のエネルギ・バンドを示す図、第4図
はエタロン型光双安定素子の概略の構造を示す斜視図で
ある。 110……入射光、111……出射光、103……GaAs/AlGaAs超
格子、203……i−GaAs/AlGaAs超格子、303……i−GaA
s/AlGaAs超格子(AlGaAs層に不純物ドープ)、101……G
aAs基板、102……AlGaAs膜、106a,106b……金属反射
膜、107……外部電源、108……GaAs膜、109……AlGaAs
膜、201……p−GaAs、202……n−GaAs、204a,204b…
…反射膜、401……非線型屈折率媒質。FIG. 1 (a) is a sectional perspective view schematically showing the structure of an embodiment according to the first invention of the present application, and FIG. 1 (b) shows the energy band of the superlattice in the embodiment of this FIG. Fig. 2 (a) is a sectional perspective view schematically showing the structure of an embodiment according to the second invention of the present application, and Fig. 2 (b) is the energy of the superlattice in the embodiment of this Fig. (A).・ Figure showing band, No. 3
FIG. 3A is a sectional perspective view schematically showing the structure of an embodiment according to the third invention of the present application, and FIG. 3B is a view showing the energy band of the superlattice in the embodiment of FIG. FIG. 4 is a perspective view showing a schematic structure of an etalon type optical bistable element. 110 …… Incoming light, 111 …… Outgoing light, 103 …… GaAs / AlGaAs superlattice, 203 …… i-GaAs / AlGaAs superlattice, 303 …… i-GaA
s / AlGaAs superlattice (AlGaAs layer doped with impurities), 101 ... G
aAs substrate, 102 ... AlGaAs film, 106a, 106b ... Metal reflective film, 107 ... External power supply, 108 ... GaAs film, 109 ... AlGaAs
Membrane, 201 ... p-GaAs, 202 ... n-GaAs, 204a, 204b ...
… Reflective film, 401 …… Nonlinear refractive index medium.
Claims (3)
導体薄膜を交互に積層させた化合物半導体超格子と、こ
の化合物半導体超格子の両面に形成された反射膜と、こ
れら両反射膜間に電界を印加する手段とを備えているこ
とを特徴とする光双安定素子。1. A compound semiconductor superlattice in which two kinds of compound semiconductor thin films having different band gaps are alternately laminated, a reflective film formed on both surfaces of the compound semiconductor superlattice, and an electric field is applied between these reflective films. An optical bistable element, characterized by comprising:
導体薄膜を交互に積層させた化合物半導体超格子をi層
とする化合物半導体pinダイオードの両面に反射膜が形
成されてなり、前記pinダイオードのp層およびn層化
合物半導体中には深い準位を形成する不純物が導入され
ていることを特徴とする光双安定素子。2. A reflection layer is formed on both sides of a compound semiconductor pin diode having a compound semiconductor superlattice in which two types of compound semiconductor thin films having different band gaps are alternately laminated as an i layer, and a p layer of the pin diode is formed. An optical bistable device characterized in that an impurity forming a deep level is introduced into the n-layer compound semiconductor.
導体薄膜を交互に積層させた化合物半導体超格子をi層
とする化合物半導体pinダイオードの両面に反射膜が形
成されてなり、前記化合物半導体超格子を形成する薄膜
のなかでバンドギヤツプの大きい方の化合物半導体中に
は深い準位を形成する不純物が導入されていることを特
徴とする光双安定素子。3. A compound semiconductor pin diode having an i layer of a compound semiconductor superlattice in which two kinds of compound semiconductor thin films having different band gaps are alternately laminated, and a reflective film is formed on both surfaces of the compound semiconductor pin diode. An optical bistable device characterized in that a compound semiconductor having a larger bandgap in the thin film to be formed contains impurities that form a deep level.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28328786A JP2542588B2 (en) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | Optical bistable element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28328786A JP2542588B2 (en) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | Optical bistable element |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63136580A JPS63136580A (en) | 1988-06-08 |
JP2542588B2 true JP2542588B2 (en) | 1996-10-09 |
Family
ID=17663490
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28328786A Expired - Lifetime JP2542588B2 (en) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | Optical bistable element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2542588B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2797512B2 (en) * | 1989-09-06 | 1998-09-17 | 三菱電機株式会社 | Optical multistable element |
US5097299A (en) * | 1990-04-05 | 1992-03-17 | University Of Delaware | Multi-bandgap single dual function light emitting/detecting diode |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59116612A (en) * | 1982-12-23 | 1984-07-05 | Toshiba Corp | Light modulator |
-
1986
- 1986-11-27 JP JP28328786A patent/JP2542588B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS63136580A (en) | 1988-06-08 |
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