JP2733617B2 - 光相関器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は光学干渉によるチャージ・キャリア変調に基
づく光学相関器に関するものである。

歴史的に、材料内の周期的に変調される特徴と光の相
互作用を調査することは超音波誘因された光の回折の実
験調査に迄戻る。P.デバイ,F.W.シアーズ,Proc.Nat.Aca
d.Sci.第18巻，第409頁,1932年;R.ルーカス,P.バイカー
ド,J.Phys.Rad.,第３巻，第464頁,1932年。

最初、実験の狙いは伝搬、分散、減衰、反射の速度等
といった超音波の諸特性を調査することであった。密度
の高い材料における高周波数音響波長の光の波長に対す
る偶然的な近似でこれらの研究が成功した。逆に、これ
らの相互作用を理解することで現存レーザー技術で使用
されている多くの適用例が生み出された。強力なレーザ
ー源が入手可能になったので光が単独で材料内に周期的
特性をもたらし、これが超音波の直立波を模倣出来従っ
て音響光学的相互作用で観察出来る特性に類似した特性
を呈することが出来た。相互に作用するメカニズムの動
的特性、特に、ピコセカンドとフェムトセカンドの時間
スケールにおける実質的な差があることから、干渉誘因
材料特性変調の主題が相当注目されると共に相当量の結
果を生み出した。

材料における光誘因空間変調の形成と材料特性の研究
に対するこれらの効果の適用の両者について多数の研究
が報告されている。これらの場合において、光学的干渉
の効果はしばしば三次非線形磁化率係数で説明可能な屈
折率変調に貢献出来る光学的パラメーターにおける周期
的変化を生み出す。N.ブルームバーゲン等、IEEE J.QE,
第３巻，第197頁,1967年。W.カイゼル,M.マイヤー，
『誘導レイリ，ブリュアン及びラマン分光法』，レーザ
ー便覧，第２巻,F.T.Arechi,E.O.シュルツドボイツ，ア
ムステルダム：北オランダ,1972年。I.P.バトラー,R.H.
エンス,D.W.フォール,Phys.Status.Solid（ｂ），第48
巻，第11頁,1971年。N.ブローマーゲン，非線形光学。
ニューヨーク：ベンジャミン,1977年;S.A.アコーマノ
フ,N.I.コロティーフ，『光分散の分光法における非線
形光学技法』近代物理学における一連の問題点。モスク
ワ：ナウカ,1981年（ロシア語）;Y.R.シェン、非線形光
学の原理。ニューヨーク：ワイリー,1984年。B.ジェン
セン，『強磁性半導体における新由キャリアの複合誘電
定数の量子理論』IEEE J.量子電子,QE−18巻,1362−137
0頁,1982年９月。

先に引用した引用例は全て探りビームの干渉誘因屈折
の効果を研究し又は適用している。この努力にも拘わら
ず極めて短かい光信号を処理出来且つ集積回路の適用に
適している光電子装置に対する必要性が引続き高まって
いる。

D.リッター等は光導電体の両磁性拡散長さを測定する
２個の干渉する光ビームの使用について検討した論文を
発行している。D.リッター,Appl.Phys.Lett,第49巻，第
13号,791−793頁,1986年９月29日。この論文中では、２
個の干渉するビームは強度が異なっており、一方が他方
より強度が更に低くなっており、２個のビームは干渉パ
ターンを形成すべく光導電性上に向けられる。選択され
たビーム強度のため、２個のビームの間の光学的干渉か
ら生ずる構造全体内のチャージ・キャリアの空間変調は
小さい。干渉パターンの節スペーシングに関してチャー
ジ・キャリアの両磁性拡散長さが充分小さい場合は光電
流は２個のビームの間の光学的干渉の存在又は非存在の
関数として変化する。節スペーシングを変えることによ
り光電流は両極性拡散長さを決定するよう分析出来る。
リッター等の論文は硬化非晶質シリコンの双極性拡散長
さを測定する目的でこの技法を使用することを検討して
いる。

リッター等が指摘している問題点は半導体の材料パラ
メーターの測定である。この目的のためリッター等は２
個の干渉光学ビームが強度の点で広汎に異なることを要
求している。更に、リッター等が使用した特定の材料
（硬化非晶質シリコン）は典型的には電子易動度が10cm
²/ボルト秒以下である。

本発明は（例えば、振幅分布、周波数分布又は振幅変
調パターンの如き）２個の干渉ビームの一方のビームの
選択されたパラメーターを測定するのに有用な相関器を
作り出す基本的に異なる問題に向けられている。この理
由から本発明の相関器の構造と動作及びリッター等が述
べた実験の間に多くの相違点がある。これらの相違点に
ついては以下の諸節で述べる。

本発明によれば、相関器は干渉誘因キャリア変調を基
に提供される。この相関器は（光ビームの如き）エネル
ギー・ビームにより励起された際チャージ・キャリアを
供給する（光導電体の如き）センサー素子を有するセン
サー・システムと、チャージ・キャリアに応答してセン
サー信号を発生する手段を含む。ビーム信号が時間と空
間においてセンサー素子と重なる際、干渉パターンを形
成するようセンサー素子には（光ビームの如き）第１及
び第２ビーム信号を向ける手段が設けてある。この干渉
パターンはチャージ・キャリアと分布に空間変調を提供
し、干渉パターンの存在の関数として変化する（集積光
電流の如き）センサー信号のパラメーターを検出するよ
うセンサー信号をモニターする手段が提供される。

本発明の一部の実施態様の１つの重要な特徴は（セン
サー素子における時間、ビーム周波数及びスペースが重
なる成分）たるビーム信号と干渉成分が相互に３の因子
内で相互に等しい強度を有することが出来る点にある。
ビーム信号の少なくとも１つのビーム信号は典型的には
時間、周波数又はスペースの点で変調若しくは走査され
るので干渉成分は単に全体的な相関方法の選択された部
分に対して干渉する。干渉成分は実質上強度が一致する
ので、干渉成分の間の干渉若しくは干渉欠除から生じる
センサー信号変調が最大にされ、かくして有効信号対ノ
イズの比が増加する。これはビーム信号の一層正確で信
頼性のある相関を可能にする。

一部の実施態様の他の重要な特徴は、２個のビーム信
号が異なるビーム周波数分布を有し得ることである。こ
れによりビーム周波数が重なる２個のビーム信号若しく
は代替的にビーム周波数が重ならない成分のパラメータ
ー特性が検出出来る。こうした実施態様には例えば以下
に説明する光学的デマルチプレクサーとして適用され
る。

一部の実施態様にはビーム信号の位相を相互に対し調
節可能とするようビーム信号の一方の信号を他方の信号
に対して相対的に遅延させる方法が含まれる。これは以
後説明する如く、一方のビーム信号を他方のビーム信号
に対し時間的に走査可能にする。

以後説明する実施態様においては、センサー信号の集
積値が第１及び第２信号が時間の点で重ならず又は一方
の信号のみが存在する場合より第１信号と第３信号が時
間の点で異なり、干渉パターンを形成する場合より小さ
くなるようセンサー信号を低減化する。キャリア変調の
形成は比線形光伝導性の出現をもたらし、負の差動光伝
動性の限界をもたらす。

干渉パターンは存在する場合、キャリアにより見られ
る抵抗を増加させ、キャリアと関連ある光電流を低減化
する。この効果は半導体光相関自動相関装置、光対光サ
ンプリング装置及び光対光電子スイッチを含む多くの適
用例で使用可能である。これらの装置は光電流を送出す
る意図があるので高いキャリア易動度が望ましい。好適
には、高易動度キャリアの易動度は10cm²ボルトー秒以
上である。然し乍ら、これらの装置は光学的干渉の助け
により電流吸収度を最大にすることにより動作するよう
意図されているので、いわゆるオン状態とオフ状態と間
の最大対比は一方のキャリア易動度のみが高く、両極性
移送が低いか又は無視可能な場合に得られる。１つのキ
ャリアの低い易動度及び限界におけるこのキャリアの全
体的な非易動度は効率を最大にするのに望ましい。

本発明は以後説明する如く、時間領域相関と周波数領
域相関の両者に適用する。明細書で別段示されない場合
は『相関』及び『相関器』という用語は両方の形式の相
関を包含する意図がある。

以下に説明する実施態様は重要な諸利点を提供する。
これらの実施態様は光学的検出と相関に対し単一の半導
体に依存するソリッド・ステート・システムである。こ
れらのシステムは簡単な形式で極めて廉価であり、コン
パクトな集積回路装置として容易に作成出来る。非線形
光学結晶は要求されない。これらの結晶は光学的場の重
畳の瞬時性を利用する電流積分装置であるので、一定の
再組合せ寿命は相関方法又はサンプリング方法の暫定的
分解能を制限せず、これらの装置を光学的ピコセカンド
及びフェムトセカンドのパルス適用に適したものにす
る。光対光電流スイッチング適用に対しては、キャリア
の寿命を適切に選択することにより高速応答を高めるこ
とが出来る。高速適用に対しては、マイクロスイリッ
プ、ストリップライン、共役ライン及び共役導波管とい
った適切な伝送ライン構成に容易に設計可能である。

一例としてここで本発明につき添付図面を参照して説
明する。

以下の部分は最初に第1a図−第４図に関連した動作の
一般的原理を説明し、次に、第５図−第19f図に関連し
て本発明の５つの好適実施態様について説明する。

Ｉ一般的説明 例示の目的から、本発明の干渉誘因キャリア変調効果
はピコセカンドの光信号自動相関の例を使用して詳しく
説明する。この例は２個の電極12及び光導電素子14（第
2a図）を含む偏奇された光導電体10を利用している。光
導電体10は負荷抵抗16と直列に接続され、DC電源18はバ
イアス電圧V_Bを供給する。光導電体10は電極12の間で光
電流を通すチャージ・キャリアを形成することにより光
導電素子14に入る光エネルギーに応答する。この光電流
の大きさは抵抗16での電圧降下を測定することにより測
定される。

この例においては、持続時間Δｔの光信号Ｆ（ｔ）は
第1a図に概略的に示される如く、バイアスされた光導電
体10に入り;F（ｔ）は電極12の単位幅あたり持続時間Δ
Ｔ≧Δｔの遷位光電流J_F（ｔ）を発生する。同様に、Ｆ
（ｔ−γ）で表わされる同じ信号の遅延部分はこれもJ_F
（ｔ）の非存在時に同じ光導電体10上に入射する際持続
時間ΔＴの光電流J_f（ｔ−γ）を発生する。即ち、γ＞
ΔＴとなるよう２個の信号の間の遅延γが大きい場合は
バイアス回路は通常の光導電体のチャージと等しい（電
極の単位幅あたりの）チャージである を集める。信号の分離に対する制限はキャリア発生が線
形であること及び伝送が線形であるという仮定の下にγ
＞ΔＴからγ＞Δｔへ更に低減化出来る。従って、キャ
リア誘因バンド・シフト、キャリア−キャリア分散、又
は高レベルの照射にて存在するような密度依存再組合せ
割合といった効果はこの例の主要点が低レベル信号の処
理にあることから、これらの説明では無視される。光信
号がスペース内で光導電体10に重なり、γ≦Δｔの如き
時間で重なり始める場合、干渉は空間エネルギー分布を
定め、光導電体10上にキャリア励起パターンを定める。
従って、導電過程を決定するのは不均一に分布されたキ
ャリアのダイナミックスである。

第1a図及び第1b図に示される如く、（入射面を含むも
のと仮定する）yz面を形成するよう個々の信号Ｆ（ｔ）
及びｆ（ｔ）の伝搬ベクトル_Ｆ及び_ｆの向きを選択
することで、光導電体の表面上における干渉格子ベクト
ルは _Ａ＝_Ｆ−_ｆ＝2k_{y ｙ} （２） となる。ｙ＝｜f|sinθ＝｜f|sinθ であるので、干渉の空間周期は となり、ここでｋ_Δはｋ_Δの大きさであり、λは − 光の波長であり、２θは第1b図におけるk_Fと_ｆの間の
角度である。従って、偏位ベクトルが入射面に対して直
角で且つその入射する面に対して平行である２個の面状
波の伝統的な干渉係数においてはエネルギーは∧（第1c
図）の分離された線状節に出される。半導体の回折実験
の同様、∧で分離された線状キャリア集中節20が第1b図
に示される如く半導体の表面上に形成される。節20内で
密度はｚ座標に沿って指数関数的に降下し、キャリアは
実際節20を含む面内のｚ座標に沿って分布される。第２
図に示されている一般的なケースにおいては、格子ベク
トル_∧は適用される電界に関して相対的な角度φを
形成する。

最初に、キャリアは再組合せ寿命内で節分布を把持出
来、以後前と同様、搬送、発生及び再組合せは密度に依
存しないものと仮定すれば、全体的な光エネルギー保存
を下に簡単な伝導モデルを作成出来る。説明の目的から
φ＝90゜の特別の場合が特に役立つ。φ＝90゜に対して
は、単位電極幅あたりＮ＝∧^-1節20が存在する。各節20
が単位長さあたりの抵抗ρ（ｔ）Ωcm^-1であれば、各節
20の抵抗はρ（ｔ）Ｌであり、電極の単位幅あたりの電
流は であり、ここでＶはεを発生するため適用される電圧で
あり、Ｌは電極12の間の距離である。多数の節20は領域
にわたり平均化された検出器内で発生されるキャリアの
個数は干渉が生ずるか否かには無関係に同じであり、
又、キャリアは全て同じ電圧の影響下で伝送に参画する
ので、式（４）の積分値は は式（１）の積分値と等しくなるべきであり、干渉が完
全か又は部分的であるかとは無関係にＱ＝Q_F＋Q_fとな
る。然し乍ら、φが変化可能である場合は電極12は長さ
L/sinφの導電性節20により接続され、入射フォトンの
個数は多数の節20に対して平均化されるので、同じρ
（ｔ）Ωcm^-1が依然同じ値にとどまる。単位電極幅あた
りの電流はここで となり、これは理想的には相関信号が同じ強さで且つ干
渉が完全である場合にφ＝０に対し理想的に消える。こ
の構成において、回路が集めるチャージ量は光検出器に
入射するフォトン・クラックスの測定値だけでなく、γ
／Δｔの測定値である。式（５）の積分の先に決通され
た限界値 を使用する。

ピコセカンドの光信号による実験では干渉誘因キャリ
ア変調の効果がそれ自体で明らかにしており且つその一
般的検討の広い特性に従って明らかに示していることが
確認された。然し乍ら、実際電流は全体的な光学的コー
ヒーレンスの欠除、暗電流の増幅、節完全性の欠除等と
いった多数の理由から全体的に消えることが出来ない。
従って、γ＝０、φ＝０に対して消す式（５）の代わり
に電流は以下の如く干渉消滅比EXを定める有る最低漏洩
チャージQ_minを与えるよう集積する。

先に説明した装置の最適化は個々の電流J_F及びJ_fが高
い場合及び最大干渉中に発生された電流が低いか又は０
である場合に達成されるので、一般に拡散に対する時定
数γ_Ｄは再組合せ時間と比較して長くなることが重要で
ある。

ここで、D_aは両極性拡散であり、その値は相当の範囲
を有している。D_aの共通値に対し、この拡散時定数はピ
コセカンドの端数からピコセカンドの数百の値変化出
来、ｋ_∧を調節することによりほぼ任意に大きく出来
る。二重にされた拡散係数が低いか又は０であるか少な
くとも１つの個々のキャリア型拡散（及び従って易動
度）が高い特別に処理された材料では、消滅係数EXを最
大にすることが望ましいγ_Ｄ≫γの条件は大型の装置を
作成しなければならないという欠点を伴なわずに且つ電
流における相当の犠牲を伴なわずに満たすことが出来
る。

最適化には消滅比EXだけでなく非干渉モードにおける
最大チャージＱの発生と収集における量子効率を最大に
することが含まれるので、キャリア変調装置の動作を高
める最適の半導体パラメーターは特異なものではない。
変調されたキャリア・プロフィールが曲がる度合、従っ
て、装置に流れる電流の量は直接材料パラメーターの値
に依存する。易動度が高く、寿命の長い材料においては
変調キャリアのプロフィールは消滅前に均質なプロフィ
ールにゆるまる。このゆるみは両方のキャリィアが高い
易動度を有する場合に迅速になされる。高い易動度、キ
ャリア寿命の長い材料に対しては導電性電流は変調キャ
リアの形成に対する初期調節後に成長する傾向がある。
これはキャリアにより分布の節内に鐘入される装置を介
して相当の導電性チャンネルが形成されることをもたら
す。又この電流の洩れはQ_minに貢献し、従ってEXを低減
化する。低い易動度及び短かい寿命の材料においてはキ
ャリアは実質的な空間分布が生ずる前に再組合せする。

干渉誘因キャリア変調装置の実質的な実行可能性につ
いては実験的に示されて来ている。80×10⁶ppsの繰返し
割合及び数ミリ・ワットの平均電力にて600nm範囲にて
放出される同期的にモデル・ロックされたダイ・レーザ
ー・パルスの自動相関は量子の良好な構成と同様均質な
非晶質及び結晶質の両方の多数の材料で作成された装置
により実施例された。これらの実験は例えば第３図に図
解される如く、140keVにて平均2.2×10¹⁴cm^-2量で処理
されたサファイア上の窒素注入シリコンで強力な消滅が
達成可能で走ることを示した。制御機構の異方性特性を
図解することも式（６）で表わされた自動相関信号の依
存性を示すことで示される。キャリア変調動作を他の非
線形効果と識別する目的でφ及び_Ｆ、ε_ｆ値の変動値
が使用される。光学的強度は常時キャリア変調機構が全
体的に支配的であった範囲内に保たれた。

実験条件は第４図に示された図に対し正確に同じにと
どまり、ここでは比較的長い（2.63ps,FWHM）で光学干
渉の短かい（88fs,FWHM）持続時間に対するキャリア変
調の応答が示されている。自動相関信号は高い量子効率
（高いＱ）、及び高い消滅比EX（高い自動相関コントラ
スト）に対する好適な範囲の１つにパラメーターがある
場合の良好な安定性とすぐれた信号対ノイズ比を示して
いる。

メリットの考えられる数値として所定の材料内におけ
るホールの易動度に対する電子の易動度の比を考慮に入
れるとシリコンとGaAsが比較的キャリア変調装置に対す
る適切な材料として分類される。然し乍ら、GaAs内にお
ける電子の易動度がすぐれているので、前述した如く両
極性拡散長さを充分短かく作成出来れば良好な性能に対
するGaAsのポテンシャルは明らかに高い。他の多くの可
能性はそれ自体でキャリアの１つのキャリアの実際の全
体的な不動性を達成することを示唆しており、このキャ
リアは量子ウェル内で単に不純イオン又はキャリアにな
り得る。

本明細書における特性のある節スペーシング∧は式
（３）で表わされる距離を示し、キャリア密度変調のク
レストの間又はキャリア密度変調のナルの間の距離を表
わす。この距離は角度θにより制御可能であり、せいぜ
い電極スペーシングＬの２倍に等しいか又はそれ以下に
セットされねばならない。相関装置がＬ＝10ミクロンに
なるよう作成されると、∧は20ミクロンの大きさに出来
るが、典型的には２ミクロンに過ぎない。与えられた干
渉パターンが可変節スペーシングを有する場合は、特性
の節スペーシングは最小の有効節スペーシングである。

本明細書における両極性拡散長さは電子−ホール対
（EHP）が再組合せ又はトラッピングにより破壊される
前の平均易動長さである。EHPの運動は干渉誘因キャリ
ア変調の結果生ずる、従って干渉誘因キャリア密度勾配
の結果生ずる拡散運動である。相関装置に対し、この長
さは出来るだけ短かくすべきであり、先に定められた特
性の節スペーシングを著しく越えるべきではない。例え
ば、２ミクロンに等しい節スペーシングに対しては両極
性拡散長さはこれも２ミクロンに出来るが装置は両極性
拡散長さが１ミクロン以下にすぎない場合は一層効率的
となろう。

電極を装置に取付けるに際しては、高速作動を最適化
するためオーム接点だけでなく低い抵抗のオーム接点を
得ることが重要である。予期される如く、こうした抵抗
は実質上小さい抵抗値に対しても場の変調から生じる過
渡電流を実質上ゆるめ広くする。組合された接点とリー
ド抵抗のオームの半分の値において、ピコセカンド適用
における高速過渡電流は50％程度ゆるめられる。これら
の抵抗の効果は初期過渡電流を越え、従って、直接、装
置により出されるチャージの量に影響し、前と同様、直
接EXに影響する。

この説明から、半導体における遷位高導電性応答は光
学的干渉の助けによりキャリア節を誘因することにより
実質上改め得ることが明確になるべきである。１つの光
学信号により発生される光電流は他の光信号の追加によ
り増減出来る。一方、光電流における増加は低い照度に
おける線状効果であり、光電流における減少は非線形光
導電性の代わりに使用可能である。この性質は例えばキ
ャリア−キャリア拡散の如き本発明者に知られている移
送非線形性より、線形に作成された半導体における有効
性より高い重要性があることをそれ自体明らかにしてい
る。干渉誘因キャリア変調の禁止特性により光信号はピ
コセカンド・レーザー・パルスで表わされた如き光対光
のサンプリングと相関適用に対し時間タグすることが出
来る。この性質は又、周波数領域相関器でも利用可能で
ある。

この発明に関するさらに詳細な説明が、IEEE Journal
of Quantum Electronics,Vol.24,No.2（1988年２月）
のH.Merkelo他による“Semiconductor Optoelectronic
Devices Based On Interference Induced Carrier Modu
lation"に記載されている。本願明細書の一部（第1a,1
b,1c,1d,2,3および４図とこれに対応する明細書の記載
部分および従来技術に関する記述を含む）は、上記記載
に基づくものである。これらの部分と、IEEEの全記事部
分はIEEEの著作権（1988年）に属するものである。

次の部分では本発明の好適実施態様の５件の具体的な
例を提供する。

II.特定の例 A.自動相関器 第５図−第7b図は本発明を具体化している自動相関器
20に関するものである。自動相関器20にはビーム・スプ
リッター24において一連の光パルスを向ける光源22が含
まれている。光源22は例えば、前述した如きモデロック
型ダイ・レーザー又は半導体レーザーの如きレーザーを
含むことが出来る。光パルスは各々ビーム・スプリッタ
ー24により鏡26を介して相関器上に向けられる第１部分
と可変路長遅延装置30に向けられる第２部分を分割され
る。鏡26は反射されるパルスP_Sを前述し且つ第1a図に示
された光導電体10の光導電素子14上に向ける。

遅延素子30内に導かれたパルスはこれもパルスP_Rとし
て光導電素子14上に向けられる前に連続的に調節可能な
遅延時間だけ遅らされる。例えば、遅延装置は鏡の位置
に従ってパルスの路長を改変することでパルスP_Rの到達
時間を調節する（図示せざる）可動鏡を含むことが出来
る。

抵抗16における電圧降下は光電流分析器40（第６図）
に入力として適用される。分析器40には積分器42及び表
示装置44が含まれる。積分器42は表示のため各パルス・
サイクルに対する光電流の全体の電荷であるＱを測定す
るため各パルス・サイクルに対する分析入力を積分す
る。前掲の一般的説明はパルスP_S,P_Rが光導電体10と相
互作用する様式の詳細な分析を提供している。P_R及びP_S
は全体的な説明で先に定めたＦ（ｔ）およびＦ（ｔ−
γ）に対応している。

第7a図はパルスP_Rが時間の点でパルスP_Sと重ならない
場合の易動相関器20の作動を示す。この場合、光学的干
渉はなく、光電流ＪはＱの比較的高い値に積分される２
個の慣用的なパルスから成っている。然し乍ら、遅延装
置30がパルスP_R及びP_Sを実質的に同時点に光導電素子14
に入射するよう調節される場合、パルスP_R,P_Sの間の光
学的干渉は第1b図に示される如くキャリア分布に節を発
生し、これらの節はパルスP_R及びP_Sが振幅の点で同一で
ある場合実質的に全ての光電流の流れをブロックする。
この場合における積分された光電流Ｑは第7a図の値より
はるかに小さい。（図示せざる）別の実施態様において
は第7a図及び第7b図の光電流信号Ｊは積分されるよりむ
しろ高速度信号モニター上に表示可能である。好適に
は、パルスP_R,P_Sは強度の点で３の因子内に等しい。最
も好適には、パルスP_R,P_Sは実質的に強度が等しい。こ
の様にして、重なる作動モードと重ならなない作動モー
ドにおける光電流の間のコントラストが最大にされる。

多数の準備と処理技法が試験され、相関適用に対し満
足の行く装置を生み出すことが見出されている。試験さ
れる全ての材料は浸漬処理を受けていない。結晶性材料
と非晶質性材料について検討されている。

標準的な化学蒸着技法及び拡散技法により材料が非晶
質状態にて準備された。これらの材料はα−Si型であ
り、しばしば硬化された。良く知られている如く、こう
した材料は光に対する露呈時に劣化する傾向があり、相
関装置として許される性能にも拘わらずこれらの材料は
装置の作成に適した材料は構成しない。然し乍ら、廉価
な準備及び低い使用適用に対し非晶質の薄膜は好適な代
替物となり得る。

優れた光導電体が結晶性材料から作成されている。現
在の好適な技法では以下の段階が採用してある。

好適な開始材料は例えばユニオン・カーバイド社（02
771、マサチュセッツ州、シーコック）により供給され
たサファイア上で成長する非浸漬結晶性シリコンの基材
である。高速装置に対してはサファイア基材の厚さは特
にマイクロストリップ又はストリップライン構成におい
てその伝送ライン設計の通常の意味では重要である。

他の設計に対しては、サファイアの厚さは共役設計が
使用される際の高速適用に対しても変えることが出来
る。400μｍのサファイア厚さと0.6μｍのシリコン厚さ
の装置は良好な相関装置を作成する目的で使用された。
マイクロストリップ設計が10ピコセカンドの解像度以下
で高速信号処理に対し使用された場合は125ないし165μ
ｍの厚さのサファイア・サンプルが厚さ0.6μｍのシリ
コン被膜と共に使用された。

これらの適用例に対し、ユニオン・カーバイドから供
給された直径5cm（２インチ）のウェハーが処理のため
簡便な寸法（10×10mm²）にカットされる。電気的接点
を形成すべく使用される処理段階はシリコンに対し標準
のものであり良好なオーム接点を得る点では以下の点が
強調される。

1.厚さ大略2500オングストロームのアルミニウム被膜を
蒸発する。

2.フォトレジスト（シップレイ社、AZ1350J）を約3000R
PMにて20秒間回転させる。

3.100℃にて大略12分間焼く。

4.カスパーで作成された如きマスク・アライナーにて所
望の電極幾何を有する正のマスクを突出させる。

この例で使用されたマスクは電極間隙がＬ＝20μｍで
あった。電極幅は大略サファイアの厚さと同じであっ
た。

5.露呈された被膜を現像し、125℃にて10分間焼く。

6.以下のもの即ちH₃PO₄1部、HNO₃1部、脱イオン化水１
部から成る適当なアルミニウム・エッチャグ処理液でア
ルミニウムをエッチング処理する。

7.サンプルをきれいにする。

8.DNAYFSIKで作成された如きイオン注入装置を使用して
約250kVにて単位平方インチあたり大略５×10¹⁴Si⁺イオ
ンを注入する。250kVが利用出来ない場合はSi⁺⁺を上記
電圧の半分の値で注入出来る。

こうして準備されると、その仕上げられた装置がバイ
アシングと信号リード線を取付けることが出来る多くの
実質的な電極に薄膜電極を接触させるのに適した装置内
に設置される。この装置がマイクロストリップ移送ライ
ン構成にて作動されると、マイクロストリップ遷位と共
軸的な標準的な市販のものが例えば91723、カリフォル
ニア州，アービン,P.O.Box16759のバスタナック・エン
タープライズ社から得ることが出来るものが使用され
る。

この材料と装置の組立てにおける特定の例は制限的な
意味を持たない。一般に、サファイア上のシリコンの如
き結晶性材料が現在好ましいものである。然し乍ら、サ
ファイア無しのシリコン、ゲルマニウム、ガリウム−ヒ
素、カドミウム−テルル、カドミウム・セレン、カドミ
ウム−イオウ及び効率的な相関器に対し適切な改変され
る他のものを使用可能である。両極性拡散時間γ_Ｄがキ
ャリアの寿命γ_Ｃと対比して大きい値にとどまるよう両
極性拡散係数を小さくすることが望ましく、（一般に電
子の易動性たる）キャリア試料の１つの試料の易動性を
出来るだけ高く保つことが好ましい。材料を良好な光導
電体にするには易動度μとキャリアの寿命γ_Ｃの積は出
来るだけ大きくすべきことが一般に知られている。良好
な相関装置に対してはこの材料は好適にはキャリアの寿
命γ_Ｃ＜γ_Ｄ又はγ_Ｃ≪γ_Ｄが依然μγ_Ｃを出来るだけ
大きく保つことを確実にするよう処理されなければなら
ない。換言すれば、μγ_Ｃは好適には（γ_Ｃ＞γ_Ｄ又は
γ_Ｃ≫γ_Ｄになし得る）大きいγ_Ｃのためよりむしろ大
きいμのため大きい。

これらの条件にあう別の方法には以下のものが含まれ
る。

A.前述したサファイア上のシリコンの場合と同様、材料
内に欠陥を導入すること B.干渉ビームによってのみイオン化されるドナー不純物
を深く導入すること。これらの不純物は成長過程で導入
出来、又は拡散により又はバンド・ギャップがフォトン
・エネルギーより大きい箱導体内に焼とんに引続き注入
することで導入出来る。この場合、イオン化された正の
イオンは全体的に不動であり、０又はほぼ０に近い両極
性拡散係数ももたらす。

C.遷位作動における電子の動き以上のホールの動きを禁
止するような結晶構造に非均質性を作り出すこと。この
場合、装置はいわゆる量子ウェル構造を形成するガリウ
ム−ヒ素及びガリウム−アルミニウム・ヒ素の交互の層
に直角の方向に光電子が流れるように作成される。最
初、電子ホールの対が丁度作り出されると、電子は高エ
ネルギー・レベルにあり、従って、量子ウェル・バリア
を自由に横切って移動し、一方、ホールは比較的不動で
ある。

初期遷位後に量子ウェルは全ての拡散と運動を禁止す
る。

構成に関する以下の詳細な点については自動相関器20
を実施する目的で使用される。勿論、これらの詳細な内
容については例示の目的でのみ提供してある。

抵抗16は標準的な100キロΩの炭素抵抗に出来る。電
源18は10mA迄の電流にて０−100Vの範囲にて電圧を供給
する安定性の高いリップルの低い電源又はバッテリーに
することが出来る。ソレンセン5002−10型が適している
ことが判明し、前述した光導電体10及び以後説明する光
源に対し10−30ボルトの電圧が適している。電流分布器
40は１μＡ−10mAの電流に又は前述した抵抗16に対する
対応る電圧に対し任意の適した分析器に出来る。Ｙ軸線
が鋸歯状電圧で駆動されるヒューレット・パッカードモ
ズリー7035−Ｂ型−Ｙレコーダーが適していることが判
明した。ロスクイン増幅器を採用している分析器の如き
他の分析器も勿論使用可能である。

光源22は10mWの平均ビーム出力を有するスペクトラ・
フィジックス・イリーズ3000周波数二重Nd:YAGレーザー
同期的に摘出されるスペクトラ・フィジックス375−Ｂ
ザイ・レーザーに出来る。

ガラス上の反射するアルミニウム層で作成され装置を
含む任意の慣用的な適当な装置をビーム・スプリッタ−
24及び鏡26に対して使用出来る。

低RPM同期モーターにより駆動されるマイクロ・メー
トル・マイクロスコープ段にレトロリフレクターを設置
することにより適切な遅延装置30作成出来る。クリンガ
ー・サイエンティフィックス社から適当なステージを得
ることが出来る。

光電流信号がオシロスコープの如き高速信号モニター
上に表示されると、高品質の50オーム抵抗又はテクトロ
チクスＳ−６サンプリング・ヘッドの如き計器入力抵抗
を使用することが好ましい。この場合、光導電体10は好
適には50オーム・ロード抵抗との互換性のため設計され
た移送ラインも有するマイクロストリップとして作成す
べきである。

自動相関器20は極めて短かい光信号を監視する目的に
使用可能であり、これは又、コーヒーレントな光通信の
適用例にも適している。

b.サンプリング装置 第８−10b図は本発明の他の実施態様を導入している
サンプリング装置50に関係がある。サンプリング装置50
には前述したものと類似している光導電体10、抵抗16及
びDC電源18が含まれている。然し乍ら、この場合、２個
の別々の光源62,54が備えてある。この点において両方
の光源62,54は同じ波長にて集中されるコーヒーレント
光のパルスも発生する。光源62により発生されたパルス
は可変路長遅延装置30内で遅延される次に光導電体10に
向けられる短かい持続時間の探りパルスP_Pである。光源
54で発生されるパルスは光導電体10に向けられる長い持
続時間のサンプル・パルスP_Sである。両方のパルスP_P及
びP_Sは一定のインターバルで発生され、作成時には探り
パルスP_Pが各サイクルにおいてサンプル・パルスP_Sより
先行する。（又は後で遅れる） 光導電体10を通過する光電流は分析器56（第９図）内
で分析される。この分析器56は積分器58内の各パルス・
サイクル内で（光電流に比例している）入力信号を積分
し、インバーター60内の積分値Ｑを反転し、その反転さ
れた値−Ｑを加算器64に適用する。加算器はメモリー12
から他の入力Q_Sを受取り、加算器は信号Q_S（γ＝Q_S−
Ｑ）を表示装置66に供給する。ここで、γはP_PとP_Sの間
の遅延である。

サンプリング装置の作動について第10a図及び第10b図
に図解する。第10a図に示される如く、パルスP_P及びP_S
が時間の点で重ならない場合は、積分値ＱはQ_P＋Q_Sと等
しく、ここでQ_Pは探りパルスP_Pと組合っている積分され
た光電流であり、Q_Sはサンプル・パルスP_Sと組合ってい
る積分された光電流である。然し乍らパルスP_P,P_Sが時
間の点で重なる場合は、これらは干渉し、第1b図に示さ
れる如くキャリア節を発生する。この光学的干渉は結果
的にオーバーラップ時間中に（第1b図）光電流Ｊへの急
速な減少をもたらす。この光電流Ｊにおける減少で積分
値Ｑはオーバーラップ時点にサンプル・パルスP_Sの振幅
と比例する量だけ低減化する。分析器56はＱをQ_Sから差
し引き、表示のためのQ_S（γ）を発生する。Q_S（γ）は
γに対応するサンプル・パルスP_Sの振幅に比例する。遅
延装置30はｔを調節可能にし、サンプル・パルスP_Sの各
種部分を測定可能にする。

第10c図−第10e図は第８図のサンプリング装置をサン
プル・パルスP_Sの形状と振幅測定の目的で使用可能であ
るその様式を図解している。探りパルスP_Pは第10c図に
示された遅延時間γを変えることにより連続サイクル中
にサンプル・パルスP_Sを横切って走査される。次に、積
分された光電流（Ｑ）γは第10b図に示された如き波形
を発生するようγの各値に対し記録される。第10b図に
おいてＱ（γ）はQ_SとQ_Pの間に重なりがないγの値に対
しQ_S＋Q_Pと等しい。Q_SとQ_Pが重なるγのこれらの値に対
して、Ｑ（γ）は対応する時間においてP_Sの振幅に比例
する量Δ（γ）だけQ_S＋Q_P以下になっている。第10b図
の曲線P_S（ｃ）に比例する第10e図の曲線も発生するよ
う反転出来且つ（Q_S＋Q_P）だけオフセット出来る。

c.スイッチング装置 第11図−第13図は２個の光論理信号P_L1とP_L2の論理組
合せに対応する出力信号V₀を発生するスイッチング装置
70に関係がある。第11図に示される如く、論理信号P_L1,
P_L2は個々の信号源72,74で発生される。論理信号P_L1,P
_L2は光学的波長を同じにすべきであり時間とスペースの
点で重なる場合、光導電体10上に干渉パターンを発生す
るよう充分にコーヒーレントになっている。論理信号P
_L1,P_L2は強度が３の因子内で等しくなければならず、好
適には実質上強度が等しい。光導電体10は第５図に関連
して先に説明したものと同一に出来る。

先に説明した如く、抵抗16における電圧降下は光電流
に比例しており、スイッチング装置70においては、この
電圧は入力として光電流分析器76（第12図）に適用され
る。この電圧は積分値Ｑを発生すべく選択された時間に
わたり積分器78内で積分される。Ｑは比較器82内で基準
値Q_Rと比較され、出力信号V₀は比較結果に従ってセット
される。V₀は出力信号として他の論理回路に適用出来
る。

ＱはP_L1又はP_L2のいずれかが存在しない場合は０と等
しい。ＱはP_L1とP_L2の一方又は他方のいずれかが存在す
る場合はQ₁と等しくＱはP_L1とP_L2が存在する（第13図）
場合にQ₂と等しい。先に述べた干渉誘因キャリア変調効
果があるためQ₂は11以下である。Q_RはQ₁とQ₂の間にセッ
ト出来、Q_Rに対するこの値はW₀に対し第13図に示された
値を生み出す。V₀はP_L1,P_L2のいずれか１つが存在する
場合に論理の高い状態V_H内にある。V₀は他の点では論理
の低い状態V_Lにある。スイッチング装置70はP_L1及びP_L2
のEXCLUSIVE ORの組合せを行ない、実際、光学的にP_L2
の存在又は非存在に応じてP_L1を切換える。スイッチン
グ装置70において論理信号P_L1,P_L2は振幅が切換えられ
る。代替的に、光学的周波数スイッチング、空間的スイ
ッチング又は変光スイッチングは論理信号P_L1,P_L2の一
方若しくは両方を変調して振幅を一定に保つ目的に使用
可能である。

勿論、光電流分析器76は（１）リアル・タイム表示の
ためオシロスコープの如き高速信号表示装置又は（２）
ディジタル作業のための論理分析器と置換出来る。

d.光学スペクトル分析 前述した実施態様においては２個の干渉光信号は同じ
光波長を有している。然し乍ら、光学信号の１つの信号
が１つの光波長以上の放射を含む場合は本発明の相関器
は光学スペクトル分析器又は光学デマルチプレクサーの
如き波長相関器として作動出来る。

第14図ないし第17c図は光スペクトル分析器として機
能する本発明の波長相関器の一実施態様に関する。第14
図に示される如く、この光学スペクトル分析器は光導電
体10と光電流分析器16に関して第８図のサンプリング装
置と類似している。然し乍ら、第14図の２個の光源5
2′,54′は第８図の光源とは異なっている。特に、可変
周波数光源52′は連続的に変化する光周波数νを有する
光探り信号P_P′を発生する。この例において、探り信号
は選択可能な光周波数νのパルスの繰返すシーケンスで
ある。

光学サンプル信号源54′はこの例においては各々広い
バンドの光スペクトルを有するパルスの繰返しシーケン
スであるサンプル信号P_S′を発生する。２個の信号
P_P′,P_S′は時間とスペースの点で光導電体10と重な
る。探り信号P_P′は探り信号P_P′と同じ光周波数νを有
するサンプル信号P_S′の成分で直立の干渉パターンを発
生するよう充分にコーヒーレントである。

第15a図及び第15b図は各々時間の関数としての信号
P_P′,P_S′の強度を示す。この例において２つの信号
P_P′,P_S′は時間が完全にオーバーラップする。

第16a図及び第16b図は各々信号P_S′,P_P′の周波数分
布を示す。サンプル信号P_S′は光周波数の範囲にわたり
広いバンドの任意の分布を有している。対比的に、探り
信号P_P′は第16b図において周波数ν_０に集中された比
較的狭まいスペクトル分布を有している。

第16c図は２個の信号P_P′,P_S′が両方共光導電体10上
に入射する際の光導電体10で発生される光電流J₀を示
し、探り信号P_P′の周波数はサンプル信号P_S′の周波数
と重ならない。この場合、直立する干渉パターンは作成
されず、信号中における光電流は個々に２個の信号
P_S′,P_P′で発生される光電流の合計値と等しい一定値
である。

サンプル信号P_S′のスペクトル分布を得る目的から、
探り信号P_P′の周波数は第17a図に示される如く時間に
対し変化される。これはパルス信号P_P′で周波数領域内
のサンプル信号P_S′を走査させる。サンプル信号P_S′が
探り信号P_P′の周波数における周波数成分を有する場合
は、同じ光周波数を有する２個の信号の成分が前述した
如く静止した干渉パターンを発生する。この静止した干
渉パターンは光導電体10で発生された光電流を低減化す
るキャリア変調を生ずる。光電流における減少は探り信
号P_P′の周波数に対応するサンプル信号P_S′のスペクト
ル成分の振幅に比例している。第17b図は探り信号P_P′
の周波数ν（ｔ′）が連続的に増加される際周波数走査
座標ｔ′の関数としての光電流Ｊ（ｔ′）のグラフを示
す。第17b図のグラフは本例の場合、探り信号が時間領
域よりむしろ周波数領域におけるサンプル信号を走査す
る点を除き前述した第10b図の様式と全く同じ様式で作
成された。

第17b図の光電流グラフＪ（ｔ′）を反転させ、J₀に
対応する定数を差し引くことにより第16c図の波形を発
生出来る。この波形はサンプル信号P_S′におけるエネル
ギーのスペクトル分布の測定値を提供する。

代替的に、信号P_S′及びP_P′は前述したパルス信号よ
りむしろ連続的に放出されるように出来る。

e.光学デマルチプレクサー 第18図及び第19a図−第19f図は本発明を具体化し且つ
波長相関器として機能する光学デマルチプレクサーに関
する。第18図に示される如く、このデマルチプレクサー
には光探り信号源90及び光サンプル信号源92が含まれて
いる。信号源90は前述したものと類似している光導電体
10上に入射するサンプル信号S_Pを発生する。同様に、信
号源92はビーム・スプリッター94上に入射するサンプル
信号S_Sを発生する。サンプル信号S_Sと送信される成分は
光導電体10に入射し、サンプル信号S_Sの反射部分は第２
光導電体10′上に入射する。光導電体10′は慣用的な光
導電体に出来又はこれは光導電体10と同一に出来る。光
導電体10は光電流を発生し、信号J_B（ｔ）はこの光電流
と比例している。同様に、光導電体10′は出力信号J
_A（ｔ）と比例する光電流を発生する。

第19a図に示される如く、この実施態様におけるサン
プル信号S_Sは一連のパルスから成る波長マルチプレック
ス処理された論理信号である。各パルスは一定の振幅を
有し、パルスは３個の光周波数ν₁,ν₂,ν_３の任意の１
つの周波数を有することが出来る。勿論、別の実施態様
では、これより大きい又は小さい数の光周波数を使用出
来る。

第19b図に示される如く、この実施態様における探り
信号S_Pは周波数ν_２の一定振幅信号である。第19c図は
信号源90のみが作動し、探り信号S_Pのみが光導電体10上
に入射する際の出力信号J_B（ｔ）を示す。これらの状態
下において、光導電体10により発生された光電流は振幅
J₂を有する一定振幅信号である。

第19図は出力信号J_A（ｔ）も示す。この例においては
光導電体10,10′は同一のスペクトル応答を有するこ
と、光導電体10,10′のスペクトル応答は実質的に周波
数ν₁,ν₂,ν_３と類似していると仮定する。これらの状
態下において、J_A（ｔ）は第19b図に示される如く第19a
図に示されたサンプル信号S_Sと近密に対応している。

サンプル信号S_Sと探り信号S_Pが光導電体10上に入射す
る際の出力信号J_B（ｔ）を第19e図に示す。周波数ν_１
又はν_３におけるサンプル信号S_Sのパルス中に、出力信
号J_B（ｔ）は信号S_P,S_Sの各信号により別々に発生され
た光電流の合計値に対応する高い値になっている。これ
はサンプル信号S_Sが周波数ν_１又はν_３のいずれかにあ
る間に探り信号S_Pが周波数ν_２にあることによる。２個
の信号の光周波数が異なる場合は静止した干渉パターン
は作成されず、前述した如くキャリア変調から生ずる光
電流には何んら減少がない。

然し乍ら、光電流J_B（ｔ）は周波数ν_２におけるサン
プル信号S_Sでパルス中に実質的に低いレベルにある。周
波数ν_２におけるパルスに対しては２個の信号S_P,S_Sは
充分にコーヒーレントであるので、探り信号S_P及びサン
プル信号S_Sの間の光学的干渉な実施的に光導電体10によ
り発生された光電流を低減化するか又は無くす。結果的
に生ずる波形を第19e図に示す。好適には信号S_Pの振幅
と信号S_Sのν_２成分は３の因子内で光導電体10において
相互に等しい。最も好適には、これらの２個の振幅は相
互に等しくなっている。

第18図のデマルチプレクサーにはJ_A（ｔ）−J_B（ｔ）
＋J₂と等しい出力信号Ｊ（ｔ）も発生する合計器86が含
まれている。第19a図に示される如く、Ｊ（ｔ）にはサ
ンプル信号S_Sがν_２のパルスを含む時点のみのパルスが
含まれている。

この説明から、J_B（ｔ）,J_A（ｔ）の信号は信号源92
により発生されたこれらのパルス全てから或る選択され
た周波数の信号のみを検出する目的で使用可能であるこ
とが明瞭になるべきである。サンプル信号S_Sにおけるパ
ルスの所望のセットに対応するよう探り信号S_Pの波長を
単に調節することによりパルスの所望のセットを後続の
処理のためデマルチプレックス処理出来る。

前述したデマルチプレクサーは探り信号S_Pのスペクト
ル分布が適切に選択される限り光導電体10′、ビーム・
スプリッター94及び合計器96を省略することにより単純
化出来る。例えば探り信号がν_１及びν_２において周波
数成分を有する場合は、光電流J_B（ｔ）はインターバル
Δｔ中にサンプル信号S_S及びバスクグラウンド信号にお
ける周波数ν_３のパルスのみを選択的に示す。Δｔは０
にセット出来る。

前述したデマルチプレクサーにおいて信号S_Sは振幅変
調される。代替的に、光周波数変調、空間変調、又は偏
光変調は振幅変調と置換出来るか又は組合せることが出
来る。

f.別の実施態様 本発明は勿論、前述した実施態様に制限されたい。干
渉パターンが発生される際、センサー信号における所望
の減少を依然達成している間に光センサーの特性は広い
範囲内で改善出来る。材料、キャリアの寿命及びキャリ
アの拡散割合は全て任意に特定の適用例に対し最適化出
来る。その上、光電圧センサーも干渉誘因キャリア変調
を通じて干渉パターンの存在を検出するよう適合出来
る。

本発明は電磁スペクトルの１つの領域の信号との併用
に制限されず、『光学的』、『光の』、『光』という用
語は可視光線に限定される意図はない。その上、光ビー
ム以外と干渉ビームを適当な検出器と併用可能である。

又、全ての実施態様においては、ビームが第1a図に示
される如くセンサーの片側からセンサーに入射されるこ
とは必須ではない。適切なセンサーを使用すればビーム
はセンサーの内側で干渉出来る。従って、角度θは全範
囲を有することが出来、ビームは平行でない状態に出来
る。屈折率の高い材料においては実際的な節スペーシン
グは1000オングストローム程度に小さく出来る。

勿論、本発明は面状偏光ビームとの併用に限定されず
又は線状節を有する干渉パターンに限定されない。更に
複雑な干渉パターンがセンサーにおけるチャージ・キャ
リアで見られる有効な抵抗を改変する限り、これらの干
渉パターンを使用可能である。

前述した実施態様においては、光電流信号は干渉パタ
ーンの存在又は非存在を検出する目的からＱを測定する
よう積分される。代替的に、他のパラメーターを測定可
能である。例えば、光電流はオシロスコープ上にリアル
・タイムで表示出来、光電流の振幅は同様の結果を達成
する目的で測定可能である。

従って、前述の説明は限定よりむしろ例示的なものと
みなされる意図がある。本発明の範囲を定める意図があ
るのは等価物全てを含む前掲の特許請求の範囲である。

【図面の簡単な説明】 第1a図は本発明の第１好適実施態様を含む光相関器の概
略図。 第1B図は光干渉により発生される節とナルの形成された
キャリア変調の作成を示す第1a図の実施態様の概略図。 第1c図は第1b図に示された分布におけるキャリア密度の
振幅の概略図。 第1d図は第1b図の進展ベクトルの間の関係を示すベクト
ル図。 第２図はギャップ・スペーシングＬでの適用された電圧
から生じる電界εと第1a図の実施態様におけるＹ座標と
平行な状態にとどまっているとみなされる干渉ベクトル
ｋ_∧の間の角度向きを示す概略図。 第３図は第1a図及び第1b図に図解された幾何して干渉す
る均り合されたビームが得られた自動相関信号のプロッ
ト図。 第４図は長い及び短かい持続時間の光干渉に対するキャ
リア変調の応答を図解した図。 第５図は本発明の具体化している自動相関器の概略図。 第６図は第５図の光電流分析器のブロック図。 第7a図及び第7b図は第５図の自動相関器の作動を示す波
形図。 第８図は本発明を具体化している光サンプリング装置の
ブロック図。 第９図は第８図の光電流分析器のブロック図。 第10a図から第10e図は第８図のサンプリング装置の作動
を図解している波形図。 第11図は本発明を具体化している光学スイッチング装置
のブロック図。 第12図は第11図の光電流分析器のブロック図。 第13図は第11図のスイッチング装置の作動を示す表。 第14図は本発明を具体化している光スペクトル分析器の
ブロック図。 第15a図，第15b図，第16a図から第16c図及び第17a図か
ら第17c図は第14図の実施態様の各種信号と関係ある波
形とグラフを示す。 第18図は本発明を具体化している光デマルチプレクサー
のブロック図。 第19a図から第19f図は第18図の実施態様の作動を示す波
形図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーク ステファン ヴィーチ アメリカ合衆国 イリノイ州 61801 アーバーナ サウス アンダーソン 2605

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ビームにより励起されたチャージ・キャ
   リアに応答してセンサ信号を発生するセンサと、 該センサに第１および第２ビーム信号を入射させ、該両
   ビーム信号が時間的および空間的に重畳されて干渉パタ
   ーンを発生させる手段と、 前記センサ信号をモニタして前記干渉パターンの関数で
   変化するセンサ信号のパラメータを検出するモニタ手段
   とを具え、 キャリア変調による干渉を利用する光相関器。