JP3195342B2 - ファブリ・ペロー変調器 - Google Patents
ファブリ・ペロー変調器Info
- Publication number
- JP3195342B2 JP3195342B2 JP50931791A JP50931791A JP3195342B2 JP 3195342 B2 JP3195342 B2 JP 3195342B2 JP 50931791 A JP50931791 A JP 50931791A JP 50931791 A JP50931791 A JP 50931791A JP 3195342 B2 JP3195342 B2 JP 3195342B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- modulator
- absorption
- cavity
- quantum well
- wavelength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 34
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 30
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 22
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 61
- 239000011797 cavity material Substances 0.000 description 45
- 230000008859 change Effects 0.000 description 15
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 15
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 15
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 7
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 6
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 5
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 4
- 238000003491 array Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 230000005699 Stark effect Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000005316 response function Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000000411 transmission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003631 wet chemical etching Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F3/00—Optical logic elements; Optical bistable devices
- G02F3/02—Optical bistable devices
- G02F3/028—Optical bistable devices based on self electro-optic effect devices [SEED]
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference
- G02F1/218—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference using semi-conducting materials
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/015—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction
- G02F1/0155—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction modulating the optical absorption
- G02F1/0157—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on semiconductor elements having potential barriers, e.g. having a PN or PIN junction modulating the optical absorption using electro-absorption effects, e.g. Franz-Keldysh [FK] effect or quantum confined stark effect [QCSE]
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/02—Function characteristic reflective
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Lasers (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、ファブリ・ペロー変調器に関し、特にそれ
に限定されるものではないが多量子ウェル活性領域を使
用しているファブリ・ペロー変調器に関する。
に限定されるものではないが多量子ウェル活性領域を使
用しているファブリ・ペロー変調器に関する。
GaAs−AlGaAs量子ウェル（QW）構造の光学特性の電界
の効果の第１の観測から、多数の光電子装置は、例えば
双安定および非双安定の高速強度変調器およびハイブリ
ッド光論理素子のQW構造の増加した電子吸収特性の活用
が説明されている。これらの装置は、電子吸収変調器お
よび有効な光検出器として同時に動作できるピンダイオ
ードの真性領域としてエピタクシャルに成長されるQW層
あるいは多量子ウェル（MQW）を使用する。
の効果の第１の観測から、多数の光電子装置は、例えば
双安定および非双安定の高速強度変調器およびハイブリ
ッド光論理素子のQW構造の増加した電子吸収特性の活用
が説明されている。これらの装置は、電子吸収変調器お
よび有効な光検出器として同時に動作できるピンダイオ
ードの真性領域としてエピタクシャルに成長されるQW層
あるいは多量子ウェル（MQW）を使用する。
約2:1のコントラスト比（オン：オフ）が、それぞれ
約100の厚さのウェルおよびバリアから通常構成されて
いる約１μｍのMQW吸収器の送信装置において観測され
ていた。これは非常に効率的な装置の大きさを与える
が、よりすぐれたコントラスト比が望ましい。“コント
ラスト比”は適用されたバイアスによって装置をオンに
するかあるいはオフにスイッチするかに関係なく高低出
力の比率を意味する。“変調深度”は状態における絶対
変化であり、反射あるいは透過期間は０と１の間のみで
ある。
約100の厚さのウェルおよびバリアから通常構成されて
いる約１μｍのMQW吸収器の送信装置において観測され
ていた。これは非常に効率的な装置の大きさを与える
が、よりすぐれたコントラスト比が望ましい。“コント
ラスト比”は適用されたバイアスによって装置をオンに
するかあるいはオフにスイッチするかに関係なく高低出
力の比率を意味する。“変調深度”は状態における絶対
変化であり、反射あるいは透過期間は０と１の間のみで
ある。
まず、良好なコントラストあるいは変調特性を得るた
めにMQW層の厚さを増加することが考えられる。しかし
ながら、状況は、この層の比較的高い背景ドーピングレ
ベルから生ずるPIN装置の真性領域を横切る電界の変化
によって複雑にされる。背景ドーピングレベルは、最適
な入手可能な材料において１×1015/cm3の下限を有し
（これは基本的制限ではなく、材料および成長状況に依
存する）、通常この値の２、３倍である。電界における
結果的な大きな変化はゼロのバイアスでさえMQW材料の
吸収縁部の広がりを生じさせ、さらに変調のための装置
に適用される外部バイアスとして各ウェルにおいてエク
シトン（exciton）吸収の異なる赤方向偏移を生ずる。
バイアスが増加されると、吸収縁部の広がりは供給され
た電界の縁部シフトの粗い放物線の依存性によって悪化
する。光の透過あるいは反射ビームの強度における大き
な変化を生ずる代りに、吸収層の厚さの増加は幅のより
広いスペクトル領域の吸収変化を分配するように作用
し、比較的影響を受けない動作波長で変調を残す。
めにMQW層の厚さを増加することが考えられる。しかし
ながら、状況は、この層の比較的高い背景ドーピングレ
ベルから生ずるPIN装置の真性領域を横切る電界の変化
によって複雑にされる。背景ドーピングレベルは、最適
な入手可能な材料において１×1015/cm3の下限を有し
（これは基本的制限ではなく、材料および成長状況に依
存する）、通常この値の２、３倍である。電界における
結果的な大きな変化はゼロのバイアスでさえMQW材料の
吸収縁部の広がりを生じさせ、さらに変調のための装置
に適用される外部バイアスとして各ウェルにおいてエク
シトン（exciton）吸収の異なる赤方向偏移を生ずる。
バイアスが増加されると、吸収縁部の広がりは供給され
た電界の縁部シフトの粗い放物線の依存性によって悪化
する。光の透過あるいは反射ビームの強度における大き
な変化を生ずる代りに、吸収層の厚さの増加は幅のより
広いスペクトル領域の吸収変化を分配するように作用
し、比較的影響を受けない動作波長で変調を残す。
最適な計算は、残留ドーピングが２×1015/cm3である
場合、全体の厚さが約１μｍの制限を確定している100A
のAl0.3Ga0.7Asのバリアによって分離される100ÅのGaA
sの約45のウェルを使用するのに最適であることが示さ
れている。
場合、全体の厚さが約１μｍの制限を確定している100A
のAl0.3Ga0.7Asのバリアによって分離される100ÅのGaA
sの約45のウェルを使用するのに最適であることが示さ
れている。
MQWの厚さの増加の第２の欠点は、増加された電圧が
吸収において与えられた変化を引起こすために要求され
ることである。QW装置が高帯域幅の光相互接続を形成す
るためにSiベースLSI電子装置によって２次元アレイに
おいて集積されることが提案され、この場合にこのよう
な変調器あるいは論理ゲートの駆動電圧は低い電圧に制
限される。
吸収において与えられた変化を引起こすために要求され
ることである。QW装置が高帯域幅の光相互接続を形成す
るためにSiベースLSI電子装置によって２次元アレイに
おいて集積されることが提案され、この場合にこのよう
な変調器あるいは論理ゲートの駆動電圧は低い電圧に制
限される。
吸収器の厚さおよび駆動電圧の制限を有する装置の変
調を改善する１つの方法は、ファブリ・ペローエタロン
にMQWピンダイオードを組み込むことによって実効的な
光路長を増加することである。
調を改善する１つの方法は、ファブリ・ペローエタロン
にMQWピンダイオードを組み込むことによって実効的な
光路長を増加することである。
最近発表された量子ウェルを含んでいる非対称的なフ
ァブリ・ペロー変調器（AFPM）は、低い挿入損失および
９乃至10Vのバイアス（2,3）を有する反射において13乃
至20dBのコントラストを示す。この場合における前部お
よび後部空洞ミラーは、空気／半導体インターフェイス
（Ｒ＝0.3）および集積半導体多重1/4波長スタック（Ｒ
＞0.95）によってそれぞれ形成される。増加された変調
は前部および効果的な後部ミラー反射率を整合するため
にファブリ・ペロー空洞の共振波長でMQW電子吸収の減
衰効果を使用することによって達成され、ネット空洞反
射率はゼロまで下げなければならない。このタイプの装
置は低い結合損失を有する平坦なアレイにおいて容易に
形成され、それ故光相互接続用のインターフェイス素子
としてかなり興味がある。
ァブリ・ペロー変調器（AFPM）は、低い挿入損失および
９乃至10Vのバイアス（2,3）を有する反射において13乃
至20dBのコントラストを示す。この場合における前部お
よび後部空洞ミラーは、空気／半導体インターフェイス
（Ｒ＝0.3）および集積半導体多重1/4波長スタック（Ｒ
＞0.95）によってそれぞれ形成される。増加された変調
は前部および効果的な後部ミラー反射率を整合するため
にファブリ・ペロー空洞の共振波長でMQW電子吸収の減
衰効果を使用することによって達成され、ネット空洞反
射率はゼロまで下げなければならない。このタイプの装
置は低い結合損失を有する平坦なアレイにおいて容易に
形成され、それ故光相互接続用のインターフェイス素子
としてかなり興味がある。
高速電子回路（5Vあるいはそれ以下）で直接得られる
変調器電圧振動の互換性は明らかに所望される。これら
の低い駆動電圧を達成するため、多数の選択が有効であ
る。第１に、ウェルの数が減少できる。31×（100ÅのG
aAsウェル＋60ÅのAl0.3Ga0.7Asバリア）が含まれるAFP
Mより簡単に表されている最近の計算は、3.3Vバイアス
（文献４）のみで10dBのピークコントラストを達成すべ
きである。
変調器電圧振動の互換性は明らかに所望される。これら
の低い駆動電圧を達成するため、多数の選択が有効であ
る。第１に、ウェルの数が減少できる。31×（100ÅのG
aAsウェル＋60ÅのAl0.3Ga0.7Asバリア）が含まれるAFP
Mより簡単に表されている最近の計算は、3.3Vバイアス
（文献４）のみで10dBのピークコントラストを達成すべ
きである。
第２に、空洞の巧妙な処理が通常の約0.30よりも高い
反射率の前部ミラーを集積することによって増加される
場合、ゼロのオフ状態のために要求される臨界的な吸収
量は減少される（文献５）。この選択はYan氏らによっ
て最近発表され（文献６）、2Vのバイアスのみによる7d
Bのコントラストによって達成される。欠点は、巧妙な
処理における増加が温度に対する増加された感度および
空洞の厚さの変動と共に、与えられた背景吸収のための
光学的な帯域幅を減少し、高い挿入損失を生成すること
である。
反射率の前部ミラーを集積することによって増加される
場合、ゼロのオフ状態のために要求される臨界的な吸収
量は減少される（文献５）。この選択はYan氏らによっ
て最近発表され（文献６）、2Vのバイアスのみによる7d
Bのコントラストによって達成される。欠点は、巧妙な
処理における増加が温度に対する増加された感度および
空洞の厚さの変動と共に、与えられた背景吸収のための
光学的な帯域幅を減少し、高い挿入損失を生成すること
である。
動作電圧の要求が減少される、または与えられた動作
電圧に対するコントラストが増加される第３の方法を本
発明者は実現した。
電圧に対するコントラストが増加される第３の方法を本
発明者は実現した。
第１の観点によると、本発明は異なる反射率の前部お
よび後部反射表面によって定められる共振空洞を具備
し、多重量子ウェル構造を空洞内に含んでいるファブリ
・ペロー変調器を提供し、それにおいてバリアの幅は構
造におけるウェル間を結合する共振を阻止するのに十分
であり、空洞の共振波長および低いバイアスレベルにお
ける量子ウェル構造の吸収は高いバイアスレベルによる
よりも大きく、それによってその波長でのファブリ・ペ
ロー変調器の反射率はバイアスレベルにおける増加と共
に増加する。
よび後部反射表面によって定められる共振空洞を具備
し、多重量子ウェル構造を空洞内に含んでいるファブリ
・ペロー変調器を提供し、それにおいてバリアの幅は構
造におけるウェル間を結合する共振を阻止するのに十分
であり、空洞の共振波長および低いバイアスレベルにお
ける量子ウェル構造の吸収は高いバイアスレベルによる
よりも大きく、それによってその波長でのファブリ・ペ
ロー変調器の反射率はバイアスレベルにおける増加と共
に増加する。
このような装置によって、低いバイアスで非常に低い
（ゼロに近い）空洞の反射率を有し、比較的適度なバイ
アスレベルで実質的な反射率を得ることは可能である。
“オフ”状態が非常に低いため、非常に大きなコントラ
スト（100:1）が達成される。その代りに、通常のバイ
アスレベルよりも低い標準（3:1乃至5:1）のコントラス
ト比が得られる。
（ゼロに近い）空洞の反射率を有し、比較的適度なバイ
アスレベルで実質的な反射率を得ることは可能である。
“オフ”状態が非常に低いため、非常に大きなコントラ
スト（100:1）が達成される。その代りに、通常のバイ
アスレベルよりも低い標準（3:1乃至5:1）のコントラス
ト比が得られる。
実質的にMQW構造のすべてのバリア層は少なくとも40
Åの厚さが好ましい。
Åの厚さが好ましい。
MQWは130乃至160Åの幅を有する複数のウェルを具備
することは好ましい。さらに、ウェルの幅が少なくとも
140Åであることは好ましく、少なくとも145Åであるこ
とはさらに好ましい。
することは好ましい。さらに、ウェルの幅が少なくとも
140Åであることは好ましく、少なくとも145Åであるこ
とはさらに好ましい。
MQWが40乃至100Åの幅を有するバイア層を具備するこ
とは好ましい。さらに、バリアの幅が70Å未満であるこ
とが好ましく、45乃至65Åであることはさらに好まし
い。
とは好ましい。さらに、バリアの幅が70Å未満であるこ
とが好ましく、45乃至65Åであることはさらに好まし
い。
MQW構造が30未満のウェルを具備することが好まし
く、さらに10乃至30のウェルを有することはさらに好ま
しい。
く、さらに10乃至30のウェルを有することはさらに好ま
しい。
1990年５月７日のアプライド・フィジックス・レター
56（19）の1886乃至1888頁において公表されたK.K.Law
氏らによる文献において、超格子（SL）にWannier−Sta
rk localizationを利用する通常オフであるAFPMが説明
されている。（超格子構造は、超格子におけるバリアが
近接するウェル間を実質的に共振結合するのに十分に薄
いため、MQW構造とは異なる。MQW構造において、バリア
はウェルが機械的に絶縁される量子を維持することを保
証するのに十分な厚さであるべきである。超格子が使用
される法則は、100のハーフペアの30ÅのGaAs/30ÅのAl
0.7Ga0.3Asから構成される。）電界がSLの成長方向に沿
って供給されるとき、近接するQWのエネルギレベルが不
整列にされ、固有関数が近接するQWによって制限される
ため、SLのQW間の共振結合は破壊される。これはWannie
r−Starkの局所化と呼ばれ、鋭いQWエクシトン形にミニ
バンドプロフィルの変化から吸収縁部の変化を生ずる。
波長関数の局所化に関連して、SLバンドギャップが分離
されたQWレベルのバンドギャップよりも小さいために吸
収縁部の効果的なブルーシフトが存在する。通常のQW
は、電界が供給される時にレッドシフトを与える。
56（19）の1886乃至1888頁において公表されたK.K.Law
氏らによる文献において、超格子（SL）にWannier−Sta
rk localizationを利用する通常オフであるAFPMが説明
されている。（超格子構造は、超格子におけるバリアが
近接するウェル間を実質的に共振結合するのに十分に薄
いため、MQW構造とは異なる。MQW構造において、バリア
はウェルが機械的に絶縁される量子を維持することを保
証するのに十分な厚さであるべきである。超格子が使用
される法則は、100のハーフペアの30ÅのGaAs/30ÅのAl
0.7Ga0.3Asから構成される。）電界がSLの成長方向に沿
って供給されるとき、近接するQWのエネルギレベルが不
整列にされ、固有関数が近接するQWによって制限される
ため、SLのQW間の共振結合は破壊される。これはWannie
r−Starkの局所化と呼ばれ、鋭いQWエクシトン形にミニ
バンドプロフィルの変化から吸収縁部の変化を生ずる。
波長関数の局所化に関連して、SLバンドギャップが分離
されたQWレベルのバンドギャップよりも小さいために吸
収縁部の効果的なブルーシフトが存在する。通常のQW
は、電界が供給される時にレッドシフトを与える。
Law氏等は、供給された高い電界で最初に見られるブ
ルーシフトがWannier−Stark局所化によるブルーシフト
とQW電位および局所化によって生成されたエクシトン接
合エネルギの増加の電界で誘起された変形による量子制
限Stark効果の結合に対応しているレッドシフトの競合
の結果としてレッドシフト（６ボルト以上の供給電圧を
有する）となることを報告している。８ボルトの電圧ス
イングに関して、Law氏らはゼロバイアスのFP共振波長
での反射率が62.5:1のコントラスト比と等しいように0.
4％から25％へ増加することが見られることを報告して
いる。Law氏らはコントラスト比が波長の関数として迅
速に変化することを発表しているが、８ボルトのバイア
スに関して10以上のコントラスト比は、Yan氏ら（1990
年のフォトン：テクニック・レターの２、118）による
通常オンである装置のバンド帯域よりも小さい25Åの光
バンド帯域によって得られる。Law氏によって説明され
たタイプの装置の特性がどのように改善されたのかは明
瞭ではない。
ルーシフトがWannier−Stark局所化によるブルーシフト
とQW電位および局所化によって生成されたエクシトン接
合エネルギの増加の電界で誘起された変形による量子制
限Stark効果の結合に対応しているレッドシフトの競合
の結果としてレッドシフト（６ボルト以上の供給電圧を
有する）となることを報告している。８ボルトの電圧ス
イングに関して、Law氏らはゼロバイアスのFP共振波長
での反射率が62.5:1のコントラスト比と等しいように0.
4％から25％へ増加することが見られることを報告して
いる。Law氏らはコントラスト比が波長の関数として迅
速に変化することを発表しているが、８ボルトのバイア
スに関して10以上のコントラスト比は、Yan氏ら（1990
年のフォトン：テクニック・レターの２、118）による
通常オンである装置のバンド帯域よりも小さい25Åの光
バンド帯域によって得られる。Law氏によって説明され
たタイプの装置の特性がどのように改善されたのかは明
瞭ではない。
本発明は、Law氏によって説明されたタイプと同等の
装置よりもより良い性能を提供する装置の構造を提供す
る。特に、本発明による装置は、与えられたコントラス
ト比に対して低いバイアスおよび低い挿入損失を潜在的
に提供する。
装置よりもより良い性能を提供する装置の構造を提供す
る。特に、本発明による装置は、与えられたコントラス
ト比に対して低いバイアスおよび低い挿入損失を潜在的
に提供する。
本発明の好ましい実施例は、添付図面を参照にした例
によって説明されている。
によって説明されている。
図１は、バイアスされた状態およびバイアスされない
状態の波長に対する“広い"QW構造の吸収を概略的に示
し、 図２は、“通常の"QW構造の対応した特性を概略的に
示し、 図３は、本発明による装置の概略的な垂直断面を示
し、 図４は、本発明による装置の反射、反射コントラスト
および反射変化を示し、 図５は、本発明によるSEEDを概略的に示す。
状態の波長に対する“広い"QW構造の吸収を概略的に示
し、 図２は、“通常の"QW構造の対応した特性を概略的に
示し、 図３は、本発明による装置の概略的な垂直断面を示
し、 図４は、本発明による装置の反射、反射コントラスト
および反射変化を示し、 図５は、本発明によるSEEDを概略的に示す。
本発明の好ましい実施例は、添付図面を参照にした例
によって説明されている。
によって説明されている。
図１は、バイアスされた状態およびバイアスされない
状態の波長に対する吸収の“広い"QW構造を概略的に示
し、 図２は、“通常の"QW構造の対応している態様を概略
的に示し、 図３は、本発明による装置の概略的な垂直断面を示
し、 図４は、本発明による装置の反射、反射比および反射
変化を示し、 図５は、本発明によるSEEDを概略的に示す。
状態の波長に対する吸収の“広い"QW構造を概略的に示
し、 図２は、“通常の"QW構造の対応している態様を概略
的に示し、 図３は、本発明による装置の概略的な垂直断面を示
し、 図４は、本発明による装置の反射、反射比および反射
変化を示し、 図５は、本発明によるSEEDを概略的に示す。
別出願のPCT特許明細書（GB90/00282号）において、
非対称的なファブリ・ペローQW変調器（AFPQMW）を説明
し、それにおけるQW構造はFP空洞の共振周波数で低い吸
収性をバイアスされない状態において有する。このよう
な装置にバイアスを適用することによって、QWにおける
吸収は増加され、変調器の反射率は減少される。図２に
おける吸収は、このようなQW構造（100Åのウェル幅を
通常有する）の２つのバイアスレベルに対して波長によ
って表される。GB90/00282号明細書において説明される
ようなタイプのAFPQWMにおけるこのような構造の動作の
最適波長は、ポイントBA（バイアス吸収）で示されてい
る。このようなQW構造はファブリ・ペロー空洞と結合さ
れ、QW構造の特性および空洞の共振周波数は、比較的高
い吸収状態がバイアスされた状態において得られる波長
でバイアスされないQWにおける低い最初の吸収状態と一
致するようにファブリ・ペロー共振が選択される。
非対称的なファブリ・ペローQW変調器（AFPQMW）を説明
し、それにおけるQW構造はFP空洞の共振周波数で低い吸
収性をバイアスされない状態において有する。このよう
な装置にバイアスを適用することによって、QWにおける
吸収は増加され、変調器の反射率は減少される。図２に
おける吸収は、このようなQW構造（100Åのウェル幅を
通常有する）の２つのバイアスレベルに対して波長によ
って表される。GB90/00282号明細書において説明される
ようなタイプのAFPQWMにおけるこのような構造の動作の
最適波長は、ポイントBA（バイアス吸収）で示されてい
る。このようなQW構造はファブリ・ペロー空洞と結合さ
れ、QW構造の特性および空洞の共振周波数は、比較的高
い吸収状態がバイアスされた状態において得られる波長
でバイアスされないQWにおける低い最初の吸収状態と一
致するようにファブリ・ペロー共振が選択される。
図１において、図２に示されているような特性の装置
と同じ材料から形成されるが非常に広いウェル幅を有す
る場合のQW構造について同様の特性が示されている。典
型的に、両装置のウェルがGaAsでバリアがAl0.3Ga0.7As
から形成される場合、図１の態様のウェル幅は145乃至1
50Åであり、図２のウェル幅は100Åである。図１にお
いて、バイアスされていない状態の吸収のピークに対応
している波長は、最大バイアス透過ポイントを示すため
にBTと記されている。
と同じ材料から形成されるが非常に広いウェル幅を有す
る場合のQW構造について同様の特性が示されている。典
型的に、両装置のウェルがGaAsでバリアがAl0.3Ga0.7As
から形成される場合、図１の態様のウェル幅は145乃至1
50Åであり、図２のウェル幅は100Åである。図１にお
いて、バイアスされていない状態の吸収のピークに対応
している波長は、最大バイアス透過ポイントを示すため
にBTと記されている。
図１および２に表される吸収プロフィル間の差は顕著
である。本発明による装置において、QW構造が図１に示
されるような吸収プロフィルを有し、“幅の広いウェ
ル”として呼ばれ、吸収が吸収ピークで生じるバイアス
された状況とバイアスされない状況の間で変化し、プロ
フィルのウェングではあまり変化しないという利点が得
られる。このタイプの構造を有する他の方法によれば、
最も大きな吸収の変化は、吸収が最も強いバイアスされ
ない状態における波長で生ずる。さらに、幅の広いウェ
ル構造は狭いウェルサンプル（1988年、Whitehead氏ら
によるアプライド・フィジックス・レター、第53巻の95
6乃至958頁参照）よりも電界に対してさらに感度が高
い。
である。本発明による装置において、QW構造が図１に示
されるような吸収プロフィルを有し、“幅の広いウェ
ル”として呼ばれ、吸収が吸収ピークで生じるバイアス
された状況とバイアスされない状況の間で変化し、プロ
フィルのウェングではあまり変化しないという利点が得
られる。このタイプの構造を有する他の方法によれば、
最も大きな吸収の変化は、吸収が最も強いバイアスされ
ない状態における波長で生ずる。さらに、幅の広いウェ
ル構造は狭いウェルサンプル（1988年、Whitehead氏ら
によるアプライド・フィジックス・レター、第53巻の95
6乃至958頁参照）よりも電界に対してさらに感度が高
い。
これを念頭において、高い最初の（バイアスされてい
ない）吸収を有するQW構造を選択し、吸収を減少してフ
ァブリ・ペロー変調器の反射率が増加するために装置を
バイアスする。実際に、吸収はバイアスされた状態で残
り、この残りの吸収はこのタイプのファブリ・ペロー変
調器から得られる反射量を限定する。これは常温で達成
できることが計算によって示され、25乃至30％までの反
射率はバイアスされない状態でほぼゼロの反射率を与え
る。
ない）吸収を有するQW構造を選択し、吸収を減少してフ
ァブリ・ペロー変調器の反射率が増加するために装置を
バイアスする。実際に、吸収はバイアスされた状態で残
り、この残りの吸収はこのタイプのファブリ・ペロー変
調器から得られる反射量を限定する。これは常温で達成
できることが計算によって示され、25乃至30％までの反
射率はバイアスされない状態でほぼゼロの反射率を与え
る。
典型的に80乃至110Åの幅のウェルのGaAs/GaAlAs構造
であるこのタイプのQW構造に関する吸収スペクトルが図
２に示され、バイアスされていない状態およびバイアス
された状態の両方で吸収ピークが定められる。ピークは
シフトされた形態で良好に決定された状態を維持し、吸
収エッジに近接して動作することによって強力な変調効
果を得ることが可能である（通常オンである装置に関す
るGB90/00282号明細書に説明されるような）。しかしな
がら、通常オフである装置に関して、バイアスされてい
ない状態で低い反射率および高い吸収が存在する場合
に、“オン状態”の吸収のレベルは非常に高い。図１お
よび２の各スケールに注目する。図１における吸収ピー
クは約1300cm-1であり、図２における吸収ピークは約２
倍の高さである。
であるこのタイプのQW構造に関する吸収スペクトルが図
２に示され、バイアスされていない状態およびバイアス
された状態の両方で吸収ピークが定められる。ピークは
シフトされた形態で良好に決定された状態を維持し、吸
収エッジに近接して動作することによって強力な変調効
果を得ることが可能である（通常オンである装置に関す
るGB90/00282号明細書に説明されるような）。しかしな
がら、通常オフである装置に関して、バイアスされてい
ない状態で低い反射率および高い吸収が存在する場合
に、“オン状態”の吸収のレベルは非常に高い。図１お
よび２の各スケールに注目する。図１における吸収ピー
クは約1300cm-1であり、図２における吸収ピークは約２
倍の高さである。
図１におけるバイアスされない吸収スペクトルのピー
クは、el−hhlエクシトンピークに対応する。それは、
低い電界状況で“オフ”状態の低い空洞反射率を与える
非対称的なFP空洞の共振と一致するように配置されたエ
クシトンピークである。電界の供給によって、エクシト
ンは迅速に発振器の強度をシフトし損失を生じ、吸収が
減少するために空洞反射率は増加する。60ÅのAlGaAsバ
リアを有するGaAsの150Åのウェルに関して、効果的な
ゼロの反射率に対する臨界的な吸収は約30ウェルで達成
され、それにおける理論的なコントラストは約6dBの挿
入損失を有する30dBよりも大きい。これらの数字は、５
ボルト以上の電圧の振幅で得られる。
クは、el−hhlエクシトンピークに対応する。それは、
低い電界状況で“オフ”状態の低い空洞反射率を与える
非対称的なFP空洞の共振と一致するように配置されたエ
クシトンピークである。電界の供給によって、エクシト
ンは迅速に発振器の強度をシフトし損失を生じ、吸収が
減少するために空洞反射率は増加する。60ÅのAlGaAsバ
リアを有するGaAsの150Åのウェルに関して、効果的な
ゼロの反射率に対する臨界的な吸収は約30ウェルで達成
され、それにおける理論的なコントラストは約6dBの挿
入損失を有する30dBよりも大きい。これらの数字は、５
ボルト以上の電圧の振幅で得られる。
図３において、反射率Ｒの前部反射表面６によって定
められる共振空洞４を具備しているファブリ・ペロー変
調器２が示され、それは本来の半導体表面あるいは反射
被覆であり、後反射表面８は反射率Rbである。空洞は前
部、AlGaAs領域10と、（これは実施例においてはn+であ
る）60ÅのAl0.3Ga0.7Asバリアによって分けられる150
Åの真性のGaAsウェル領域から構成される量子ウェル領
域12を具備する。領域10および12の全体の厚さは、この
実施例において、共振が低い電界で150Åの量子ウェル
の862nmのel−hhlエクシトンの波長で生ずることを意図
している。AlGaAs領域10に重なるGaAsの選択的な50Aの
キャッピング層は、コンタクトのためであり、それを通
過する光吸収効果が無視できるように十分に薄い。
められる共振空洞４を具備しているファブリ・ペロー変
調器２が示され、それは本来の半導体表面あるいは反射
被覆であり、後反射表面８は反射率Rbである。空洞は前
部、AlGaAs領域10と、（これは実施例においてはn+であ
る）60ÅのAl0.3Ga0.7Asバリアによって分けられる150
Åの真性のGaAsウェル領域から構成される量子ウェル領
域12を具備する。領域10および12の全体の厚さは、この
実施例において、共振が低い電界で150Åの量子ウェル
の862nmのel−hhlエクシトンの波長で生ずることを意図
している。AlGaAs領域10に重なるGaAsの選択的な50Aの
キャッピング層は、コンタクトのためであり、それを通
過する光吸収効果が無視できるように十分に薄い。
空洞の後部反射器として機能する多層スタック反射器
14は、Al0.1Ga0.9AsおよびAlAsの交互の層を具備する15
周期スタックである。スタック14の３重の層は609Åの
厚さであり、２重の層は723Åの厚さである。MQW領域12
と接触するスタック15の最上部層は、高屈折率材料から
形成されている。反射スタック15の最上部層は、MQW構
造の可能な上方のドーパント拡散に対して保護するため
にドープされずに残されることが好ましい。
14は、Al0.1Ga0.9AsおよびAlAsの交互の層を具備する15
周期スタックである。スタック14の３重の層は609Åの
厚さであり、２重の層は723Åの厚さである。MQW領域12
と接触するスタック15の最上部層は、高屈折率材料から
形成されている。反射スタック15の最上部層は、MQW構
造の可能な上方のドーパント拡散に対して保護するため
にドープされずに残されることが好ましい。
多層反射スタックおよびその類似物は、0.95以上の反
射率を与えることが示されている（文献２）。異なる反
射スタックが使用されることができ、屈折率はスタック
の部品層間の屈折率の差および層の数に依存している。
一般的に少数の周期は反射率を低くし、多くなると増加
する。
射率を与えることが示されている（文献２）。異なる反
射スタックが使用されることができ、屈折率はスタック
の部品層間の屈折率の差および層の数に依存している。
一般的に少数の周期は反射率を低くし、多くなると増加
する。
MQW装置の吸収率は、既知の方法におけるバイアス電
圧の適用によって変えることができる。図１の共振MQW
エタロン変調器はMQW層および空洞を形成する多層の組
立の詳細に考慮するのではなく基本的な共振空洞の特性
と結合する方法における電界誘導吸収および屈折率の変
化の重要さ（屈折率の変化は標準の100ÅのAFPM装置で
さえ通常無視してよいが、幅の広いウェル装置に対して
はまだ小さい）を有する簡単な方法でモデル化される。
例えば、誘電体スタックミラーのスペクトル反射率特性
をシミュレートするために要求される多重マトリックス
式の計算は避けている。主な近似は次の通りである。
圧の適用によって変えることができる。図１の共振MQW
エタロン変調器はMQW層および空洞を形成する多層の組
立の詳細に考慮するのではなく基本的な共振空洞の特性
と結合する方法における電界誘導吸収および屈折率の変
化の重要さ（屈折率の変化は標準の100ÅのAFPM装置で
さえ通常無視してよいが、幅の広いウェル装置に対して
はまだ小さい）を有する簡単な方法でモデル化される。
例えば、誘電体スタックミラーのスペクトル反射率特性
をシミュレートするために要求される多重マトリックス
式の計算は避けている。主な近似は次の通りである。
（ａ）ゼロバイアス空洞の屈折率のスペクトル分散およ
び空間的な変化は無視される。“空間的変化”は、空洞
が成されるGaAsおよびAlGaAsの異なる層の屈折率を表わ
す。3.37の加重平均指数nmは850nmの空洞に対して計算
され、典型的なMQWピン構造の効果的なAlGaAsに基き、
この材料の経験的な指数データが発表されており、一定
に保たれた。この正当性は、装置の動作に考慮される小
さい波長帯域における屈折率のスペクトル変化が小さい
ため、変調特性にあまり効果がない。さらに、計算され
た平均屈折率が動作波長でGaAsとAlGaAsの間に存在する
限り、与えられた巧妙な処理の空洞によって達成される
変調の大きさにおいて影響はない。適用された電界によ
って誘起される屈折率の変化の効果は、さらに重要な問
題である。
び空間的な変化は無視される。“空間的変化”は、空洞
が成されるGaAsおよびAlGaAsの異なる層の屈折率を表わ
す。3.37の加重平均指数nmは850nmの空洞に対して計算
され、典型的なMQWピン構造の効果的なAlGaAsに基き、
この材料の経験的な指数データが発表されており、一定
に保たれた。この正当性は、装置の動作に考慮される小
さい波長帯域における屈折率のスペクトル変化が小さい
ため、変調特性にあまり効果がない。さらに、計算され
た平均屈折率が動作波長でGaAsとAlGaAsの間に存在する
限り、与えられた巧妙な処理の空洞によって達成される
変調の大きさにおいて影響はない。適用された電界によ
って誘起される屈折率の変化の効果は、さらに重要な問
題である。
（ｂ）空洞ミラーは“ハードな”反射器であると想定さ
れる。すなわち、実際の装置において使用されるミラー
の有限の厚さを無視する。また、空洞材料とミラーの間
のインターフェースで生ずる全反射を想定する。これら
は、（巧妙な処理が要求される時）異なる屈折率の誘電
体の1/4波長の多数倍から構成されることが好ましく、
プラズマ付着され（誘電体の場合）、ピン構造のｐおよ
びｎ領域として蒸着あるいはエピタクシ的に集積される
ことができる。前部および後部表面の反射率が達成され
る方法の特定の詳細は、最適な装置の変調特性の計算に
臨界的ではない。
れる。すなわち、実際の装置において使用されるミラー
の有限の厚さを無視する。また、空洞材料とミラーの間
のインターフェースで生ずる全反射を想定する。これら
は、（巧妙な処理が要求される時）異なる屈折率の誘電
体の1/4波長の多数倍から構成されることが好ましく、
プラズマ付着され（誘電体の場合）、ピン構造のｐおよ
びｎ領域として蒸着あるいはエピタクシ的に集積される
ことができる。前部および後部表面の反射率が達成され
る方法の特定の詳細は、最適な装置の変調特性の計算に
臨界的ではない。
（ｃ）線形の電子光学（LQC）効果は含まず、ここで考
慮される領域外の長い波長でのみ電子反射効果と比較で
きることが予想される。変調に対するLEOの貢献の偏光
依存性は、最近巧妙な処理の装置において観察される。
慮される領域外の長い波長でのみ電子反射効果と比較で
きることが予想される。変調に対するLEOの貢献の偏光
依存性は、最近巧妙な処理の装置において観察される。
図３の空洞の長さはＬであり、1.7μｍの値で設定さ
れ、波長領域のＦ−Ｐ共振を位置し、典型的なエピタク
シ構造の厚さを維持する。空洞の長さは、全MQW層の厚
さおよびn+Al3Ga7As層の厚さを含む。1/4波長の奇数倍
の空洞長の使用は、所望の波長でＦ−Ｒ共振を位置する
から必要である。図３の構造が多層マトリックス計算方
法を使用してモデル化されるとき、（簡単なAlGaAs層に
代って上部に別の多層スタックを有する）巧妙な装置の
場合において空洞の厚さ（長さ）ＬがMQWの厚さによっ
てのみ定められること、すなわちMQW/MLSの境界がミラ
ー反射位置を定めることが認められる。この場合、空洞
の厚さＬは1/2波長（動作波長）の整数倍でなければな
らない。しかしながら、非対称的な構造モデル化する
時、空洞はMQW＋AlGaAsの上部層の全体の厚さによって
定められ、この場合、要求された波長でF.P.共振を与え
るため、Ｌは1/4波長の奇数倍数でなければならない。
（偶数ｍの“空洞"mλ−1/2あるいは奇数ｍのｍλ/4を
形成するかどうかは、MLSの上部層が低い屈折率である
か高い屈折率であるかに依存する。ミラーは両方の場合
においても高い反射である。）非対称的なため、空洞が
巧妙な処理と微妙に異なるが、上記の観察は、多層模擬
プログラムへのアクセスを有する別の動作によって確認
される。平均屈折率nmおよび線形の吸収α（MQ領域内）
を有する図３におけるような空洞に関して、通常の入射
で平面波の近似における透過Ｔおよび反射Ｒは次の式に
よって与えられる。
れ、波長領域のＦ−Ｐ共振を位置し、典型的なエピタク
シ構造の厚さを維持する。空洞の長さは、全MQW層の厚
さおよびn+Al3Ga7As層の厚さを含む。1/4波長の奇数倍
の空洞長の使用は、所望の波長でＦ−Ｒ共振を位置する
から必要である。図３の構造が多層マトリックス計算方
法を使用してモデル化されるとき、（簡単なAlGaAs層に
代って上部に別の多層スタックを有する）巧妙な装置の
場合において空洞の厚さ（長さ）ＬがMQWの厚さによっ
てのみ定められること、すなわちMQW/MLSの境界がミラ
ー反射位置を定めることが認められる。この場合、空洞
の厚さＬは1/2波長（動作波長）の整数倍でなければな
らない。しかしながら、非対称的な構造モデル化する
時、空洞はMQW＋AlGaAsの上部層の全体の厚さによって
定められ、この場合、要求された波長でF.P.共振を与え
るため、Ｌは1/4波長の奇数倍数でなければならない。
（偶数ｍの“空洞"mλ−1/2あるいは奇数ｍのｍλ/4を
形成するかどうかは、MLSの上部層が低い屈折率である
か高い屈折率であるかに依存する。ミラーは両方の場合
においても高い反射である。）非対称的なため、空洞が
巧妙な処理と微妙に異なるが、上記の観察は、多層模擬
プログラムへのアクセスを有する別の動作によって確認
される。平均屈折率nmおよび線形の吸収α（MQ領域内）
を有する図３におけるような空洞に関して、通常の入射
で平面波の近似における透過Ｔおよび反射Ｒは次の式に
よって与えられる。
ここでRfは前部表面の反射率であり、Rbは後部反射器
の反射率であり、ｄはMQW層の厚さであり、αは波長λ
での吸収であり、Ｌは空洞の長さであり、nmは平均屈折
率である。
の反射率であり、ｄはMQW層の厚さであり、αは波長λ
での吸収であり、Ｌは空洞の長さであり、nmは平均屈折
率である。
モデル化するために使用されるデータは、800乃至920
mnの範囲で文献７に示される室温の透過スペクトルから
導出される。このデータでKramers−Kronigの積分を実
行することによって、電子屈折のための対応しているス
ペクトルが得られる。810乃至900nmの波長領域外の吸収
における最小の変化のため、Kramers−Kronigの積分の
制限としてこれらは設定される。これらのスペクトルは
電界誘導“禁制”変化から可能な貢献を実際に考慮に入
れ、それはｎ＝２以下のサブバンドエッジのエネルギの
MQW吸収縁部の上に生じ、高い供給電界の吸収スペクト
ルを占め始める。
mnの範囲で文献７に示される室温の透過スペクトルから
導出される。このデータでKramers−Kronigの積分を実
行することによって、電子屈折のための対応しているス
ペクトルが得られる。810乃至900nmの波長領域外の吸収
における最小の変化のため、Kramers−Kronigの積分の
制限としてこれらは設定される。これらのスペクトルは
電界誘導“禁制”変化から可能な貢献を実際に考慮に入
れ、それはｎ＝２以下のサブバンドエッジのエネルギの
MQW吸収縁部の上に生じ、高い供給電界の吸収スペクト
ルを占め始める。
反射共振がバイアスされないMQW吸収スペクトルのel
−hhlエクシトンピークのようなピークまたはその周辺
で生ずるように空洞の長さを選択する場合、αは最初に
高く、共振反射は低く維持しなければならない。正確に
ゼロの反射率を達成するための条件は、次の通りであ
る。
−hhlエクシトンピークのようなピークまたはその周辺
で生ずるように空洞の長さを選択する場合、αは最初に
高く、共振反射は低く維持しなければならない。正確に
ゼロの反射率を達成するための条件は、次の通りであ
る。
αｄ＝0.51n（Rb/Rf） （１） ここで、選択された反射率においてはαｄ＝0.58であ
る。MQWの電子吸収特性は、Ｒをできるだけ大きくする
ように空洞を同調するために使用される。エクシトンピ
ークの吸収率が約86kV/cmの電界（1.3Vの電界が常に存
在するので、100kV/cmの全体の電界を与える）を供給す
ることによって約13000cm-1から最小値である約4000cm
-1まで減少されることを推定する。最適な動作波長は、
挿入損失の与えられた上限の最大のコントラストを与え
るために計算において自動的に選択される。最適な波長
を見つけるため、空洞の長さは波長に空洞共振を与える
ように定められる。
る。MQWの電子吸収特性は、Ｒをできるだけ大きくする
ように空洞を同調するために使用される。エクシトンピ
ークの吸収率が約86kV/cmの電界（1.3Vの電界が常に存
在するので、100kV/cmの全体の電界を与える）を供給す
ることによって約13000cm-1から最小値である約4000cm
-1まで減少されることを推定する。最適な動作波長は、
挿入損失の与えられた上限の最大のコントラストを与え
るために計算において自動的に選択される。最適な波長
を見つけるため、空洞の長さは波長に空洞共振を与える
ように定められる。
図６において、AFPMの150Åのウェルの数の関数とし
て計算された最大コントラストおよび挿入損失（共振点
における）が示されている。ゼロ反射率に対する臨界的
な吸収は約30のウェルによって達成され、それにおける
理論的なコントラストは約6dBの挿入損失のみを有する3
0dBよりも大きい。これらの図は５ボルト以上の電圧振
動に関するものであり、約86kV/cmの平均的な電界がMQW
領域を横切って存在することを想定することによって計
算され、それにおける例はAl0.3Ga0.7Asの60Åのバリア
である。１つが低い電圧の動作に興味がある場合、少数
のウェルが使用でき、合理的なコントラストが得られ
る。例えば、上方のウェルの15のみを含んでいる構造
は、約3dBの挿入損失および2.6ボルトの電圧振動のみを
有する約7dBのピークコントラストを供給すべきであ
る。さらに少数のウェルもこれが適当である場合に使用
され、中間数のウェルが上記の特性を得るために使用さ
れる。
て計算された最大コントラストおよび挿入損失（共振点
における）が示されている。ゼロ反射率に対する臨界的
な吸収は約30のウェルによって達成され、それにおける
理論的なコントラストは約6dBの挿入損失のみを有する3
0dBよりも大きい。これらの図は５ボルト以上の電圧振
動に関するものであり、約86kV/cmの平均的な電界がMQW
領域を横切って存在することを想定することによって計
算され、それにおける例はAl0.3Ga0.7Asの60Åのバリア
である。１つが低い電圧の動作に興味がある場合、少数
のウェルが使用でき、合理的なコントラストが得られ
る。例えば、上方のウェルの15のみを含んでいる構造
は、約3dBの挿入損失および2.6ボルトの電圧振動のみを
有する約7dBのピークコントラストを供給すべきであ
る。さらに少数のウェルもこれが適当である場合に使用
され、中間数のウェルが上記の特性を得るために使用さ
れる。
上記に説明されるような15のウェルを含んでいる構造
は、通常のMOVPE増加技術を使用して開発された。装置
の形成に先立って、ウェーハは最適な反射特性（空洞な
厚さを補正する）を有する領域を決定するため、光多重
チャンネル分析器を使用する通常の入射で走査された。
窓のある上部コンタクトを有する簡単なメサダイオード
（500μｍ×500μｍ）は、標準的なフォトリソグラフィ
ー、金属化および湿式化学エッチングを使用して選択さ
れた領域から形成された。装置は、バイアスされた反射
率測定のためにTO5のヘッダにワイヤボンドによって取
付けられた。全ての反射スペクトルは、反射信号のロッ
ク・イン検出によってコンピュータ制御の走査モノクロ
メータシステムを使用して垂直入射および室温で測定さ
れた。これらのスペクトルは、新たに付着されたAuフィ
ルムからのものに標準化された。
は、通常のMOVPE増加技術を使用して開発された。装置
の形成に先立って、ウェーハは最適な反射特性（空洞な
厚さを補正する）を有する領域を決定するため、光多重
チャンネル分析器を使用する通常の入射で走査された。
窓のある上部コンタクトを有する簡単なメサダイオード
（500μｍ×500μｍ）は、標準的なフォトリソグラフィ
ー、金属化および湿式化学エッチングを使用して選択さ
れた領域から形成された。装置は、バイアスされた反射
率測定のためにTO5のヘッダにワイヤボンドによって取
付けられた。全ての反射スペクトルは、反射信号のロッ
ク・イン検出によってコンピュータ制御の走査モノクロ
メータシステムを使用して垂直入射および室温で測定さ
れた。これらのスペクトルは、新たに付着されたAuフィ
ルムからのものに標準化された。
図４は、各種の供給された電圧による150Åのウェル
のAFPMの特性を示す。動作は、共振反射率が増加された
電界および適当な広い帯域幅によって増加することが予
想される。最低のオフ状態を達成するため、装置が内部
電界をオフセットするように順方向にバイアスされ、こ
のような薄いMQW領域が50kV/cmと推定され、エクシトン
ピークで吸収を回復しなければならないことが認められ
た。最大のコントラストに関する理論と実験の間に非常
に良い一致が存在し、3.5Vの電圧振動に対して6.7dB
（4.7:1）であることを認める。この電圧は予想される
ものよりも少し高いが、ｉ領域中のドープされないAl
0.1Ga0.9As層のためほぼ全体的である。ピーク挿入損失
は3.2dBに過ぎない。3dBコントラストの光帯域幅はほぼ
6nmであり、％Ｒが少なくとも0.3を超える帯域幅であ
る。装置が、高い挿入損失（6dB）にもかかわらず1V
（＋1V乃至0V）のみのスイングを有する3dBコントラス
トよりも大きくできることが注目される。通常オフのAF
PM動作の興味のある特徴は、自己電子光学効果装置（SE
ED）（文献９）に要求される特性と適合される。吸収お
よび光電流は共振で供給された電界を増加することによ
って低下し、活性（MQW）領域は光検出効果が順方向バ
イアスでさえ非常に高く維持するように十分に薄い。
のAFPMの特性を示す。動作は、共振反射率が増加された
電界および適当な広い帯域幅によって増加することが予
想される。最低のオフ状態を達成するため、装置が内部
電界をオフセットするように順方向にバイアスされ、こ
のような薄いMQW領域が50kV/cmと推定され、エクシトン
ピークで吸収を回復しなければならないことが認められ
た。最大のコントラストに関する理論と実験の間に非常
に良い一致が存在し、3.5Vの電圧振動に対して6.7dB
（4.7:1）であることを認める。この電圧は予想される
ものよりも少し高いが、ｉ領域中のドープされないAl
0.1Ga0.9As層のためほぼ全体的である。ピーク挿入損失
は3.2dBに過ぎない。3dBコントラストの光帯域幅はほぼ
6nmであり、％Ｒが少なくとも0.3を超える帯域幅であ
る。装置が、高い挿入損失（6dB）にもかかわらず1V
（＋1V乃至0V）のみのスイングを有する3dBコントラス
トよりも大きくできることが注目される。通常オフのAF
PM動作の興味のある特徴は、自己電子光学効果装置（SE
ED）（文献９）に要求される特性と適合される。吸収お
よび光電流は共振で供給された電界を増加することによ
って低下し、活性（MQW）領域は光検出効果が順方向バ
イアスでさえ非常に高く維持するように十分に薄い。
幅の広いウェルを有し、通常オフであるモードで動作
しているAFPM構造は非常に低い電圧変調に使用される。
これらのような装置は、電子回路の高速の光学的な相互
接続および高いコントラストのSEED素子およびアレイに
対して重要である。
しているAFPM構造は非常に低い電圧変調に使用される。
これらのような装置は、電子回路の高速の光学的な相互
接続および高いコントラストのSEED素子およびアレイに
対して重要である。
バリア層の厚さに対する２つの矛盾した問題がある。
第１に、バリア層はウェルが機械的に分離された量子を
維持するために十分に厚いことを必要とする。バリア層
がこれよりも薄い場合、構造は量子ウェルの本質的な特
性を失い、単に超格子（良好な電子吸収特性は有さな
い）として動作する。一方、装置の必要なバイアス電圧
を最小にするためバリア層の厚さを最小にすることが望
ましい。バリア層は、装置の光吸収に対して貢献しな
い。それ故、最大のバリアの厚さは100Å以下である。
低い動作電圧の使用に対する要求において、バリアの厚
さは100Åよりも薄く、例えば90Å以下であることが好
ましく、さらには80Å以下、さらに70Å以下であること
が好ましい。また、40Åの薄さのバリア層の使用が可能
であり、このようなバリア層が本発明による構造および
装置に使用されるべきでないという理由はない。40Å乃
至100Åの範囲の厚さ、好ましくは40Å乃至80Åのバリ
アは関心があり、さらに40Å乃至70Åが好ましく、最も
好ましいのは45Å乃至65Åである。典型的に、50Å乃至
60Åの範囲のバリアの厚さを使用する。
第１に、バリア層はウェルが機械的に分離された量子を
維持するために十分に厚いことを必要とする。バリア層
がこれよりも薄い場合、構造は量子ウェルの本質的な特
性を失い、単に超格子（良好な電子吸収特性は有さな
い）として動作する。一方、装置の必要なバイアス電圧
を最小にするためバリア層の厚さを最小にすることが望
ましい。バリア層は、装置の光吸収に対して貢献しな
い。それ故、最大のバリアの厚さは100Å以下である。
低い動作電圧の使用に対する要求において、バリアの厚
さは100Åよりも薄く、例えば90Å以下であることが好
ましく、さらには80Å以下、さらに70Å以下であること
が好ましい。また、40Åの薄さのバリア層の使用が可能
であり、このようなバリア層が本発明による構造および
装置に使用されるべきでないという理由はない。40Å乃
至100Åの範囲の厚さ、好ましくは40Å乃至80Åのバリ
アは関心があり、さらに40Å乃至70Åが好ましく、最も
好ましいのは45Å乃至65Åである。典型的に、50Å乃至
60Åの範囲のバリアの厚さを使用する。
前文節で設定された範囲の幅を有するバリアと共同し
て、約150Åの幅を有するウェルが使用された。
て、約150Åの幅を有するウェルが使用された。
ウェルの幅の選択は、バイアス電圧における特定のス
イングに対する動作波長で達成できる吸収の変化を決定
する。本発明による装置に関して、バイアスされた状態
の吸収レベルがそのバイアス状態における十分な反射率
を与えるのに十分に低く、バイアスされない状態では非
常に低い反射率を与えるために十分高い吸収を有する構
造を必要とする。このように、大きいあるいは比較的大
きな％αを認めるのには不十分である。量子ウェル構造
の吸収特性の広範囲な研究の後、特定の適当な吸収特性
を有するため、145Å乃至150Åの範囲の十分な幅を使用
する。例えば、140Å乃至155Åのこの範囲外のウェルの
幅も使用されることができるが、このような特性の良好
な結合は通常生じない。それらは所望な特性でないと予
想されるので、この範囲外のウェルの幅は好ましくな
い。150Å以上、例えば160Å以上のウェルの幅は、必然
的な劣悪な電子吸収特性を有するバルクGaAs特性を生ず
る。一方、130Å以下のウェルの幅の使用は、バイアス
された状態における不所望な高い吸収の欠点を有する高
い絶対吸収特徴を与える。
イングに対する動作波長で達成できる吸収の変化を決定
する。本発明による装置に関して、バイアスされた状態
の吸収レベルがそのバイアス状態における十分な反射率
を与えるのに十分に低く、バイアスされない状態では非
常に低い反射率を与えるために十分高い吸収を有する構
造を必要とする。このように、大きいあるいは比較的大
きな％αを認めるのには不十分である。量子ウェル構造
の吸収特性の広範囲な研究の後、特定の適当な吸収特性
を有するため、145Å乃至150Åの範囲の十分な幅を使用
する。例えば、140Å乃至155Åのこの範囲外のウェルの
幅も使用されることができるが、このような特性の良好
な結合は通常生じない。それらは所望な特性でないと予
想されるので、この範囲外のウェルの幅は好ましくな
い。150Å以上、例えば160Å以上のウェルの幅は、必然
的な劣悪な電子吸収特性を有するバルクGaAs特性を生ず
る。一方、130Å以下のウェルの幅の使用は、バイアス
された状態における不所望な高い吸収の欠点を有する高
い絶対吸収特徴を与える。
前記２つの文節は、関連して解釈すべきである。特
に、範囲およびウェルとバリアの幅に対して好ましい範
囲は共に考慮されるべきである。最も好ましい構造は、
145Å乃至150Åの範囲の十分な幅を有する領域50Å乃至
60Åの範囲のバリアの幅である。好ましい構造は、好ま
しい範囲中のバリアとウェルの幅の組み合わせを含む。
に、範囲およびウェルとバリアの幅に対して好ましい範
囲は共に考慮されるべきである。最も好ましい構造は、
145Å乃至150Åの範囲の十分な幅を有する領域50Å乃至
60Åの範囲のバリアの幅である。好ましい構造は、好ま
しい範囲中のバリアとウェルの幅の組み合わせを含む。
前の文節で設定されるバリアとウェルの厚さおよび組
合わせはGaAsウェルおよびAlXGalxAsバリアを具備して
いるQW構造に適当であり、バリアは通常ｘ＝0.3付近の
アルミニウムモル割合を有する。しかしながら、本発明
は、QW構造が適当な吸収スペクトルを有するこのような
材料システムから形成される別の材料のシステムに適用
できる原理による。“適当な”吸収スペクトルはバイア
スされないあるいは低いバイアスされた状態におけるエ
クシトンピークを通常含み、そのピークはFP空洞の共振
と一致され、吸収における所望な変化に対して“バイア
ス・アウト”されることができる。
合わせはGaAsウェルおよびAlXGalxAsバリアを具備して
いるQW構造に適当であり、バリアは通常ｘ＝0.3付近の
アルミニウムモル割合を有する。しかしながら、本発明
は、QW構造が適当な吸収スペクトルを有するこのような
材料システムから形成される別の材料のシステムに適用
できる原理による。“適当な”吸収スペクトルはバイア
スされないあるいは低いバイアスされた状態におけるエ
クシトンピークを通常含み、そのピークはFP空洞の共振
と一致され、吸収における所望な変化に対して“バイア
ス・アウト”されることができる。
本発明による構造は、自己電子光学装置（SEED）にお
ける適用を認める。通常のSEED構造は、例えば1987年に
ノールトホラントで出版されたChemlaおよびMiller氏に
よる“Heterojunction Band Discontinuities−physics
and device applications"の章（14章）に見られる光
学的な非共振構造を使用する。一般的に、SEEDは、別の
電子あるいは光電子装置によって直列に接続される（電
気的に）QW変調器から構成される光スイッチである。Ｉ
（Ｖ）の関係は、直列装置を通る電流および直列装置を
横切る電圧に関する。SEEDのｐ−ｉ−nQW構造が密接に
結合された検出器／変調器として動作するため、電流お
よび電圧はλおよびPinに依存するSEEDの応答機能に関
連し、ここでPinおよびλはそれぞれ装置の光入射のパ
ワーおよび波長である。これら２つの関係は同時に満た
されなければならず、光学的特性の電子フィードバック
の可能性を生じる。フィードバックは動作波長に依存し
て正あるいは負である。両タイプのフィードバックは、
自己線形変調器および光レベルシフタの光学的双安定装
置において活用されている。このような装置はQWに対し
て標準の伝播モードおよび導波体動作において明らかに
されているが、SEEDのような本発明による構造の適用性
は装置に限定され、それにおける伝播モードはQWの層に
対して垂直である。
ける適用を認める。通常のSEED構造は、例えば1987年に
ノールトホラントで出版されたChemlaおよびMiller氏に
よる“Heterojunction Band Discontinuities−physics
and device applications"の章（14章）に見られる光
学的な非共振構造を使用する。一般的に、SEEDは、別の
電子あるいは光電子装置によって直列に接続される（電
気的に）QW変調器から構成される光スイッチである。Ｉ
（Ｖ）の関係は、直列装置を通る電流および直列装置を
横切る電圧に関する。SEEDのｐ−ｉ−nQW構造が密接に
結合された検出器／変調器として動作するため、電流お
よび電圧はλおよびPinに依存するSEEDの応答機能に関
連し、ここでPinおよびλはそれぞれ装置の光入射のパ
ワーおよび波長である。これら２つの関係は同時に満た
されなければならず、光学的特性の電子フィードバック
の可能性を生じる。フィードバックは動作波長に依存し
て正あるいは負である。両タイプのフィードバックは、
自己線形変調器および光レベルシフタの光学的双安定装
置において活用されている。このような装置はQWに対し
て標準の伝播モードおよび導波体動作において明らかに
されているが、SEEDのような本発明による構造の適用性
は装置に限定され、それにおける伝播モードはQWの層に
対して垂直である。
本発明によるAFPMの反射率、はFP空洞の共振とバイア
スされない吸収におけるピークとの一致あるいはほぼ一
致のためにバイアスされていない状態において非常に低
く、既知のSEED構造のQW構造を簡単に置換されることが
できる。既知のSEEDの非共振反射モードQW構造を本発明
によるそれらと置き換えることの利点は、SEEDのコント
ラスト比を改善する手段を提供することである。典型的
に、従来のSEEDスイッチは約3:1のオン／オフ率を有す
る。
スされない吸収におけるピークとの一致あるいはほぼ一
致のためにバイアスされていない状態において非常に低
く、既知のSEED構造のQW構造を簡単に置換されることが
できる。既知のSEEDの非共振反射モードQW構造を本発明
によるそれらと置き換えることの利点は、SEEDのコント
ラスト比を改善する手段を提供することである。典型的
に、従来のSEEDスイッチは約3:1のオン／オフ率を有す
る。
本発明によるSEEDは共振構造であるが、それらの線の
幅はエクシトン特性よりは広く悪い点はない。事実、一
般的に装置の線の幅はエクシトン特性よりも僅かに広
い。
幅はエクシトン特性よりは広く悪い点はない。事実、一
般的に装置の線の幅はエクシトン特性よりも僅かに広
い。
別のSEED構造に関して、本発明によるSEEDは温度に敏
感である。装置の満足すべき動作がFP共振と吸収特性の
間の関係に依存するため特性は温度により変化するが、
異なる率でSEEDおよび本発明による別の装置は制御され
た温度の動作環境を必要とする。吸収縁部は、３ケルビ
ン毎に約1nm移動する。通常、上下10℃の動作領域が可
能である。このような領域は、“通常の"QW変調器によ
って要求される領域と匹敵する。典型的に１以上のペル
ティエ冷却器は装置の温度を制御するために使用され
る。
感である。装置の満足すべき動作がFP共振と吸収特性の
間の関係に依存するため特性は温度により変化するが、
異なる率でSEEDおよび本発明による別の装置は制御され
た温度の動作環境を必要とする。吸収縁部は、３ケルビ
ン毎に約1nm移動する。通常、上下10℃の動作領域が可
能である。このような領域は、“通常の"QW変調器によ
って要求される領域と匹敵する。典型的に１以上のペル
ティエ冷却器は装置の温度を制御するために使用され
る。
上記実施例において、ファブリ・ペロー空洞は半導体
構造の様々な表面によって定められ、これは装置の本質
的な特徴ではない。量子ウェル構造および空洞を定める
反射器一方または両方は分離されてもよい。このような
構造が使用される場合、スプリアス反射によって形成さ
れる多重空洞効果を阻止する手段を設けることは望まし
い。典型的に、これはQW素子上に良質な反射防止被覆
（＜10-3の反射率）を設けることを含む。
構造の様々な表面によって定められ、これは装置の本質
的な特徴ではない。量子ウェル構造および空洞を定める
反射器一方または両方は分離されてもよい。このような
構造が使用される場合、スプリアス反射によって形成さ
れる多重空洞効果を阻止する手段を設けることは望まし
い。典型的に、これはQW素子上に良質な反射防止被覆
（＜10-3の反射率）を設けることを含む。
本発明によるAFPMの例 145乃至150Åの28のウェルは、20dBの最大のコントラ
ストを与えた。
ストを与えた。
145乃至150Åの12のウェルは、2.08Vのバイアスおよ
び3dBの挿入損失で5dBのコントラストを与えた。
び3dBの挿入損失で5dBのコントラストを与えた。
145乃至150Åの10のウェルは、1.73Vのバイアスおよ
び2.55dBの挿入損失で4dBの差異を与えた。
び2.55dBの挿入損失で4dBの差異を与えた。
150Åの15のウェルおよび60Åのバリアは、3.2Vのバ
イアスに対して6.7dBのコントラストを与えた。4:1,3:1
および2:1（6,4.8,3dB）のコントラストに対して同じ装
置は、それぞれ1.7,3.4および6.0nmの線の幅を有する。
これらの特徴は、3.5Vのスイングに対してである。挿入
損失は最適波長（実際に最悪な挿入損失を与える）で3d
Bよりも僅かに大きい。
イアスに対して6.7dBのコントラストを与えた。4:1,3:1
および2:1（6,4.8,3dB）のコントラストに対して同じ装
置は、それぞれ1.7,3.4および6.0nmの線の幅を有する。
これらの特徴は、3.5Vのスイングに対してである。挿入
損失は最適波長（実際に最悪な挿入損失を与える）で3d
Bよりも僅かに大きい。
最大の反射率変化は、0.30の変化で約5nmの帯域幅を
有する0.35である。
有する0.35である。
図４は、150ÅのウェルのAFPMの室温における反射、
反射コントラストおよび反射変化（％Ｒ）スペクトルを
示す。負の電圧は、逆バイアスを示す。コントラストお
よび％Ｒの曲線はそれぞれＲ（−2.5）/R（＋1.0）およ
びＲ（−2.5）−Ｒ（＋1.0）として定められる。
反射コントラストおよび反射変化（％Ｒ）スペクトルを
示す。負の電圧は、逆バイアスを示す。コントラストお
よび％Ｒの曲線はそれぞれＲ（−2.5）/R（＋1.0）およ
びＲ（−2.5）−Ｒ（＋1.0）として定められる。
図６は、計算されたコントラスト（dBで示すオン−オ
フ率）、挿入損失（dBで示す単一入力に関するオン状態
反射）および動作電圧を60Åのバリアによって分離され
た150Åウェルを有するAFPMのウェルの数の関数として
示している。
フ率）、挿入損失（dBで示す単一入力に関するオン状態
反射）および動作電圧を60Åのバリアによって分離され
た150Åウェルを有するAFPMのウェルの数の関数として
示している。
本発明によるAFPMおよびSEEDは、MBEあるいはMOVPEを
使用して成長される。通常はGaAs構造が使用されるが、
代りにシリコン基板が使用されることもできる。シリコ
ン基板のGaAs/GlGaAsMQWを具備しているMQW変調器の形
成は、arnes,Whitehead氏らによるエレクトロニクス・
レター第25巻、第15号、第995および996頁において詳述
されている。
使用して成長される。通常はGaAs構造が使用されるが、
代りにシリコン基板が使用されることもできる。シリコ
ン基板のGaAs/GlGaAsMQWを具備しているMQW変調器の形
成は、arnes,Whitehead氏らによるエレクトロニクス・
レター第25巻、第15号、第995および996頁において詳述
されている。
本発明による装置は、特に２次元アレイの形態および
集積回路間の光相互接続において潜在的に適応できる。
装置は、光学的計算および通信の両方における光スイッ
チングに対して適用されることは明らかである。
集積回路間の光相互接続において潜在的に適応できる。
装置は、光学的計算および通信の両方における光スイッ
チングに対して適用されることは明らかである。
参考文献 1.See Miller氏、D.A.B.氏による1987年のOpt.Eng.の第
26号、第368乃至372頁。
26号、第368乃至372頁。
2.Whitehead,M.氏、Rivers,A.氏、Parry,G.氏、Robert
s,J.S.氏およびButton,C氏らによる1989年のElectron,L
ett.の第984乃至985頁。
s,J.S.氏およびButton,C氏らによる1989年のElectron,L
ett.の第984乃至985頁。
3.Yan,R.H.氏、Simes,R.J.氏およびColdren,L.A.氏によ
る1989年のIEEE Phonton.Technol.Lett.第１号、第273
乃至275頁。
る1989年のIEEE Phonton.Technol.Lett.第１号、第273
乃至275頁。
4.Whitehead,M.氏およびParry,G.氏による1990年２月の
Pawer8 Technical Cigest of IEEE Colloquium。
Pawer8 Technical Cigest of IEEE Colloquium。
5.Whitehead,M.氏、Parry,G.氏、Rivers,A.氏およびRob
erts,J.S.氏によるPhotonic SwitchingにおけるOSA処理
のJ.E.Midwinter氏およびH.S.Hinton氏らによる（1989
年のOptical Society of America,Washington,D.C.）第
３巻、第15乃至21頁。
erts,J.S.氏によるPhotonic SwitchingにおけるOSA処理
のJ.E.Midwinter氏およびH.S.Hinton氏らによる（1989
年のOptical Society of America,Washington,D.C.）第
３巻、第15乃至21頁。
6.Yan,R.H.氏、Simes.R.J.氏およびColdren,L.A.氏によ
る1990年のIEEE Photon.technol.Lett.の第２号、第118
乃至119頁。
る1990年のIEEE Photon.technol.Lett.の第２号、第118
乃至119頁。
7.Whitehead,M.氏、Stevens,P.氏、Rivers,A.氏、Parr
y,G.氏、Roberts,J.S.氏、Mistry,P.氏、Pate,M.氏およ
びHill,G.氏による1988年のAppl.Phys.Lett.の第53号、
第956乃至958頁。
y,G.氏、Roberts,J.S.氏、Mistry,P.氏、Pate,M.氏およ
びHill,G.氏による1988年のAppl.Phys.Lett.の第53号、
第956乃至958頁。
8.Whitehead,M.氏、Parry,G.氏およびWheatley,Pによる
1988年のPt.Jの第136頁、第52058頁。
1988年のPt.Jの第136頁、第52058頁。
9.Miller,D.A.B.氏、Chemla,D.S.氏、Damen,T.C.氏、Go
ssard,A.C.氏、Wiegmann,W.氏、T.H.およびBurrus,C.A.
氏niよる1984年のAppl.Phys.Lett.の第45号、第13乃至1
5頁。
ssard,A.C.氏、Wiegmann,W.氏、T.H.およびBurrus,C.A.
氏niよる1984年のAppl.Phys.Lett.の第45号、第13乃至1
5頁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−226729（ＪＰ，Ａ) 特表 昭62−502218（ＪＰ，Ａ) Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔ ｔ．，Ｖｏｌ．25 ＮＯ．９ ＰＰ. 566−568（27ｔｈ Ａｐｒｉｌ 1989) ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑ ｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓ，Ｖｏｌ．25 Ｎｏ．８ ＰＰ．1928 −1936（Ａｕｇｕｓｔ 1989)
Claims (9)
- 【請求項１】低い反射率の前部表面および高い反射率の
後部表面によって定められる共振空洞を具備し、多量子
ウェル構造を空洞内に含んでいるファブリ・ベロー反射
変調器において、 バリアはウェルが実質上量子機械的に分離された状態を
確実に維持するのに十分な厚さであり、 多量子ウェル構造の両端に電気バイアスを供給する手段
を具備し、 変調器の予め選択された動作温度において、量子ウェル
構造のエクシトンピークの波長が多量子ウェル構造の両
端に電界が存在しない状態の空洞の共振と一致している
ことを特徴とするファブリ・ペロー反射変調器。 - 【請求項２】多量子ウェル構造が13乃至16nm（130乃至1
60オングストローム）間の幅を有する複数ウェルの含
み、そして多量子ウェル構造が４乃至10nm（40乃至100
オングストローム）間の幅を有するバリヤ層を含むこと
を特徴とする請求項１に記載の変調器。 - 【請求項３】バリヤ幅が7nm（70オングストローム）未
満であることを特徴とする請求項２に記載の変調器。 - 【請求項４】10乃至30のウェルを有することを特徴とす
る請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の変調
器。 - 【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１項による１個
以上の変調器を具備してなる自己電子光学装置。 - 【請求項６】装置の負荷素子が前記変調器と共通の基板
上に成長されている請求項５記載の装置。 - 【請求項７】負荷素子が前記変調器の上部の成長された
ダイオードである請求項６記載の装置。 - 【請求項８】負荷素子が前記請求項１乃至５のいずれか
１項による第２の変調器である請求項６記載の装置。 - 【請求項９】請求項１乃至４のいずれか１項による変調
器の低い反射率の面に光入力を導き、変調電気信号を変
調器の電気バイアス供給手段に供給することを特徴とす
る光変調方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB909011813A GB9011813D0 (en) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Fabry-perot modulator |
| GB9011813.4 | 1990-05-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05506518A JPH05506518A (ja) | 1993-09-22 |
| JP3195342B2 true JP3195342B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=10676613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50931791A Expired - Fee Related JP3195342B2 (ja) | 1990-05-25 | 1991-05-24 | ファブリ・ペロー変調器 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5202897A (ja) |
| EP (1) | EP0531377B1 (ja) |
| JP (1) | JP3195342B2 (ja) |
| KR (1) | KR100236314B1 (ja) |
| AU (1) | AU640015B2 (ja) |
| CA (1) | CA2082939C (ja) |
| DE (1) | DE69126781T2 (ja) |
| ES (1) | ES2104707T3 (ja) |
| GB (1) | GB9011813D0 (ja) |
| HK (1) | HK1000942A1 (ja) |
| IE (1) | IE80447B1 (ja) |
| WO (1) | WO1991019219A1 (ja) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2690286A1 (fr) * | 1992-04-17 | 1993-10-22 | Commissariat Energie Atomique | Cavité laser à hétérostructure semi-conductrice dissymétrique et laser équipé de cette cavité. |
| US5291502A (en) * | 1992-09-04 | 1994-03-01 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford, Jr. University | Electrostatically tunable optical device and optical interconnect for processors |
| FR2696874B1 (fr) * | 1992-10-13 | 1994-12-09 | Thomson Csf | Modulateur d'onde électromagnétique à puits quantiques. |
| CA2121405C (en) * | 1993-04-30 | 1999-03-16 | David Andrew Barclay Miller | Tunable lasers based on absorbers in standing waves |
| US5408110A (en) * | 1993-06-28 | 1995-04-18 | National Research Council Of Canada | Second-harmonic generation in semiconductor heterostructures |
| DE60108106T2 (de) * | 2001-07-30 | 2005-12-08 | Agilent Technologies, Inc. (n.d.Ges.d.Staates Delaware), Palo Alto | Temperaturgeregelte Lichtmodulatoranordnung |
| US7064740B2 (en) * | 2001-11-09 | 2006-06-20 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Backlit display with improved dynamic range |
| US6819466B2 (en) * | 2001-12-26 | 2004-11-16 | Coretek Inc. | Asymmetric fabry-perot modulator with a micromechanical phase compensating cavity |
| US7623105B2 (en) | 2003-11-21 | 2009-11-24 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Liquid crystal display with adaptive color |
| WO2005067453A2 (en) * | 2003-12-18 | 2005-07-28 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Dynamic gamma for a liquid crystal display |
| US7505018B2 (en) * | 2004-05-04 | 2009-03-17 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Liquid crystal display with reduced black level insertion |
| US7872631B2 (en) * | 2004-05-04 | 2011-01-18 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Liquid crystal display with temporal black point |
| US7612757B2 (en) * | 2004-05-04 | 2009-11-03 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Liquid crystal display with modulated black point |
| US7532192B2 (en) * | 2004-05-04 | 2009-05-12 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Liquid crystal display with filtered black point |
| US7777714B2 (en) * | 2004-05-04 | 2010-08-17 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Liquid crystal display with adaptive width |
| US8395577B2 (en) * | 2004-05-04 | 2013-03-12 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Liquid crystal display with illumination control |
| US7602369B2 (en) * | 2004-05-04 | 2009-10-13 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Liquid crystal display with colored backlight |
| US7023451B2 (en) * | 2004-06-14 | 2006-04-04 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | System for reducing crosstalk |
| US7556836B2 (en) * | 2004-09-03 | 2009-07-07 | Solae, Llc | High protein snack product |
| US7898519B2 (en) * | 2005-02-17 | 2011-03-01 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Method for overdriving a backlit display |
| US8050511B2 (en) * | 2004-11-16 | 2011-11-01 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | High dynamic range images from low dynamic range images |
| US7525528B2 (en) * | 2004-11-16 | 2009-04-28 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Technique that preserves specular highlights |
| US8050512B2 (en) | 2004-11-16 | 2011-11-01 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | High dynamic range images from low dynamic range images |
| US8121401B2 (en) * | 2006-01-24 | 2012-02-21 | Sharp Labortories of America, Inc. | Method for reducing enhancement of artifacts and noise in image color enhancement |
| US9143657B2 (en) * | 2006-01-24 | 2015-09-22 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Color enhancement technique using skin color detection |
| JP4872450B2 (ja) * | 2006-05-12 | 2012-02-08 | 日立電線株式会社 | 窒化物半導体発光素子 |
| US8941580B2 (en) * | 2006-11-30 | 2015-01-27 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Liquid crystal display with area adaptive backlight |
| KR101706354B1 (ko) * | 2009-06-24 | 2017-02-13 | 삼성전자주식회사 | 고속 광 변조기 및 이를 이용한 광 변조방법 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4546244A (en) * | 1984-03-14 | 1985-10-08 | At&T Bell Laboratories | Nonlinear and bistable optical device |
| DE3681164D1 (de) * | 1986-06-18 | 1991-10-02 | Ibm | Optoelektronischer spannungsgesteuerter modulator. |
| GB8904185D0 (en) * | 1989-02-23 | 1989-04-05 | British Telecomm | Fabry-perot modulator |
-
1990
- 1990-05-25 GB GB909011813A patent/GB9011813D0/en active Pending
-
1991
- 1991-05-24 AU AU78947/91A patent/AU640015B2/en not_active Ceased
- 1991-05-24 ES ES91909991T patent/ES2104707T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-24 EP EP91909991A patent/EP0531377B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-24 US US07/704,994 patent/US5202897A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-24 JP JP50931791A patent/JP3195342B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-05-24 CA CA002082939A patent/CA2082939C/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-24 KR KR1019920702983A patent/KR100236314B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-05-24 DE DE69126781T patent/DE69126781T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-05-24 WO PCT/GB1991/000822 patent/WO1991019219A1/en active IP Right Grant
- 1991-05-27 IE IE179691A patent/IE80447B1/en not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-12-19 HK HK97102522A patent/HK1000942A1/xx not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．２５ ＮＯ．９ ＰＰ．５６６−５６８（２７ｔｈ Ａｐｒｉｌ １９８９） |
| ＩＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｖｏｌ．２５ Ｎｏ．８ ＰＰ．１９２８−１９３６（Ａｕｇｕｓｔ １９８９） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100236314B1 (ko) | 1999-12-15 |
| DE69126781D1 (en) | 1997-08-14 |
| IE80447B1 (en) | 1998-07-29 |
| AU640015B2 (en) | 1993-08-12 |
| HK1000942A1 (en) | 1998-05-08 |
| CA2082939C (en) | 1996-08-27 |
| WO1991019219A1 (en) | 1991-12-12 |
| EP0531377A1 (en) | 1993-03-17 |
| CA2082939A1 (en) | 1991-11-26 |
| US5202897A (en) | 1993-04-13 |
| DE69126781T2 (de) | 1998-01-08 |
| AU7894791A (en) | 1991-12-31 |
| EP0531377B1 (en) | 1997-07-09 |
| GB9011813D0 (en) | 1990-07-18 |
| ES2104707T3 (es) | 1997-10-16 |
| IE911796A1 (en) | 1991-12-04 |
| JPH05506518A (ja) | 1993-09-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3195342B2 (ja) | ファブリ・ペロー変調器 | |
| Boyd et al. | Multiple quantum well reflection modulator | |
| EP0714525B1 (en) | Hybridized asymmetric fabry-perot quantum well light modulator | |
| US5426312A (en) | Fabry-perot modulator | |
| US5345328A (en) | Tandem resonator reflectance modulator | |
| US4923264A (en) | Resonance coupled optical coupler with semiconductor waveguide layer comprising a multi-quantum-well structure | |
| EP0599826B1 (en) | Semiconductor device including cascadable polarization independent heterostructure | |
| US5909303A (en) | Optical modulator and optical modulator array | |
| Whitehead et al. | Investigation of etalon effects in GaAs-AlGaAs multiple quantum well modulators | |
| US4947223A (en) | Semiconductor devices incorporating multilayer interference regions | |
| US4943133A (en) | Low loss semiconductor optical phase modulator | |
| US5101293A (en) | Electrooptic device for modulation of intensity and phase of transmitted or reflected light at discrete operating wavelengths | |
| US5627383A (en) | Optoelectronic devices utilizing multiple quantum well pin structures | |
| JP2503558B2 (ja) | 光スイッチ | |
| KR0167086B1 (ko) | 파브리 페로 모듈레이터 및 변조 방법 | |
| Lord et al. | Electroabsorption modulators operating at 1.3 μm on GaAs substrates | |
| Parry et al. | The design and application of III-V multiquantum well optical modulators | |
| JPH04503576A (ja) | ファブリー・ペロー変調器 | |
| US5872016A (en) | Process of making an optoelectronic devices utilizing multiple quantum well pin structures | |
| Jennings et al. | Asymmetric Fabry-Perot device arrays with low insertion loss and high uniformity | |
| US5093746A (en) | Current injection modulator | |
| AU653261B2 (en) | Current injection modulator | |
| Nawaz et al. | High‐speed modulation of GaAs/AlGaAs multiple‐quantum‐well (MQW) asymmetric Fabry‐Perot (ASFP) reflection modulator | |
| Zouganeli et al. | Implementation of symmetric Fabry-Perot quantum well electroabsorption modulators in symmetric self-electrooptic effect devices | |
| Cartland et al. | High Contrast, 2D Spatial Light Modulators (SLMs) Using InGaAs/AlGaAs Quantum Wells Operating at 980nm |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080601 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090601 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090601 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100601 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees | ||
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |