JPH0295270A - 高速光サンプリング装置 - Google Patents
高速光サンプリング装置Info
- Publication number
- JPH0295270A JPH0295270A JP63247614A JP24761488A JPH0295270A JP H0295270 A JPH0295270 A JP H0295270A JP 63247614 A JP63247614 A JP 63247614A JP 24761488 A JP24761488 A JP 24761488A JP H0295270 A JPH0295270 A JP H0295270A
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- Japan
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- sampling
- optical
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- energy
- sampling device
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- Pending
Links
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Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は超高速電気信号を高速光パルスを用いて計測
するサンプリング装置に関するものである。
するサンプリング装置に関するものである。
第5図は例えば、0 、11 、オーストンとP、R,
スミスによりアプライド フィジクス レターズ第41
巻、599頁(1982年)に示された従来の光サンプ
リング装置の構成図であり、図において、1はフォトダ
イオード、2は光パルス、3は光パルス2に適当な可変
の遅延を与えた光パルス、4は光伝導スイッチ素子、5
a、5b、5cはストリップラインである。
スミスによりアプライド フィジクス レターズ第41
巻、599頁(1982年)に示された従来の光サンプ
リング装置の構成図であり、図において、1はフォトダ
イオード、2は光パルス、3は光パルス2に適当な可変
の遅延を与えた光パルス、4は光伝導スイッチ素子、5
a、5b、5cはストリップラインである。
次に動作について説明する。光伝導サンプリングで高速
pinフォトダイオード1のレスポンスを測定する配置
を図に示している。この装置ではモード同期色素レーザ
からのtp=4psの光パルス列が使われた。光パルス
を2分して、一方の光パルス2でpinフォトダイオー
ドを照射し、他方の光パルス3で光伝導スイッチ4を照
射する。
pinフォトダイオード1のレスポンスを測定する配置
を図に示している。この装置ではモード同期色素レーザ
からのtp=4psの光パルス列が使われた。光パルス
を2分して、一方の光パルス2でpinフォトダイオー
ドを照射し、他方の光パルス3で光伝導スイッチ4を照
射する。
両パルスは適当な可変の相互遅延を与えられるようにな
ってい、る、フォトダイオード1と光伝導スイッチ素子
4がサイドから接続されている中央のストリップライン
5aは両端が整合終端されていて、反射による波形の乱
れを防いでいる。光伝導スイッチ素子4はプロトン照射
されたバルクGaAs結晶であり、ゲート時間tgは1
2psである。光パルスで誘起されたフォトダイオード
1の応答波形は、ストリップライン上を伝搬し、適当な
遅延の後、光伝導スイッチ素子4で同期サンプルされる
。遅延を掃引すれば、フォトダイオードの原応答波形に
対応するサンプリング波形が得られる。
ってい、る、フォトダイオード1と光伝導スイッチ素子
4がサイドから接続されている中央のストリップライン
5aは両端が整合終端されていて、反射による波形の乱
れを防いでいる。光伝導スイッチ素子4はプロトン照射
されたバルクGaAs結晶であり、ゲート時間tgは1
2psである。光パルスで誘起されたフォトダイオード
1の応答波形は、ストリップライン上を伝搬し、適当な
遅延の後、光伝導スイッチ素子4で同期サンプルされる
。遅延を掃引すれば、フォトダイオードの原応答波形に
対応するサンプリング波形が得られる。
従来の光伝導サンプリング装置は以上のように構成され
、光伝導スイッチ素子のゲート時間tgが光励起キャリ
アの寿命で決まるため光パルス幅tpより大きくなる関
係にあり、分解時間でSはtgで決められてしまうため
に、超短光パルスの持つ真の超高速性が生かされないと
いう問題点があった。
、光伝導スイッチ素子のゲート時間tgが光励起キャリ
アの寿命で決まるため光パルス幅tpより大きくなる関
係にあり、分解時間でSはtgで決められてしまうため
に、超短光パルスの持つ真の超高速性が生かされないと
いう問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、超短光パルスの持つ真の超高速性を生かした
高速光サンプリング装置を得ることを目的とする。
たもので、超短光パルスの持つ真の超高速性を生かした
高速光サンプリング装置を得ることを目的とする。
この発明に係る高速光サンプリング装置は、光サンプリ
ング機能部を2重障壁トンネルダイオードより構成し、
該サンプリング機能部に超短光パルスを照射し2重障壁
にはさまれる量子井戸構造内に形成される量子準位のエ
ネルギーをACシュタルク効果により変化させ、これに
より電流を制御してサンプリングを行なうようにしたも
のである。
ング機能部を2重障壁トンネルダイオードより構成し、
該サンプリング機能部に超短光パルスを照射し2重障壁
にはさまれる量子井戸構造内に形成される量子準位のエ
ネルギーをACシュタルク効果により変化させ、これに
より電流を制御してサンプリングを行なうようにしたも
のである。
この発明においては、2重障壁トンネルダイオードで構
成されたサンプリング機能部に超短光パルスを照射し2
重障壁にはさまれる量子井戸構造内に形成される量子準
位のエネルギーをACシュタルク効果により変化させ、
これにより電流を制御してサンプリングを行なう構成と
したから、超短光パルスの持つ真の超高速性を生かした
超高、速サンプリングが可能となる。
成されたサンプリング機能部に超短光パルスを照射し2
重障壁にはさまれる量子井戸構造内に形成される量子準
位のエネルギーをACシュタルク効果により変化させ、
これにより電流を制御してサンプリングを行なう構成と
したから、超短光パルスの持つ真の超高速性を生かした
超高、速サンプリングが可能となる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において1,2,3.5a、5b、5Cは第3図と同
様の部分であり、6は2重障壁トンネルダイオードで構
成された光感応部分である。
図において1,2,3.5a、5b、5Cは第3図と同
様の部分であり、6は2重障壁トンネルダイオードで構
成された光感応部分である。
第2図は第1図の■−■断面図であり、2重障壁トンネ
ルダイオード6の構造の詳細を示している。図において
、21は半絶縁性GaAs基板、23は2重障壁トンネ
ルバリヤ−として機能するAA、Ga、−、As層、2
4はその間に挟まれたI n、Gs 1−yAs量子
井戸層、22.25はN゛GaAsjt!である。
ルダイオード6の構造の詳細を示している。図において
、21は半絶縁性GaAs基板、23は2重障壁トンネ
ルバリヤ−として機能するAA、Ga、−、As層、2
4はその間に挟まれたI n、Gs 1−yAs量子
井戸層、22.25はN゛GaAsjt!である。
第3図は2重障壁トンネルダイオードのエネルギーバン
ド構造を示す図である。2重障壁23でかこまれた量子
井戸層24に形成される量子準位の位置を破線で示す。
ド構造を示す図である。2重障壁23でかこまれた量子
井戸層24に形成される量子準位の位置を破線で示す。
破線のエネルギー位置はN゛−GaAsN22.25の
伝導帯エネルギー位置より下にあり、非共鳴的であり、
この場合は伝導帯に電流は流れない。しかし、この2重
障壁トンネルダイオード6に量子準位間遷移のエネルギ
ーEO(角周波数換算でω。)より小さいエネルギーE
、(角周波数換算でω。)の超短光パルスを照射すると
光パルスにより破線のエネルギー準位が実線の位置まで
シフトする。この現象はACシュタルク効果として知ら
れている。シフトした状態ではN”−GaAsN22.
25の伝導体エネルギーと量子井戸層24中の量子準位
エネルギーが一致し、伝導体に電流が流れる。光パルス
による量子準位のシフトは、光の存在する時間だけ持続
するので光パルス幅を狭くすればそれに応じて超高速に
ダイオード電流を制御することが可能である。
伝導帯エネルギー位置より下にあり、非共鳴的であり、
この場合は伝導帯に電流は流れない。しかし、この2重
障壁トンネルダイオード6に量子準位間遷移のエネルギ
ーEO(角周波数換算でω。)より小さいエネルギーE
、(角周波数換算でω。)の超短光パルスを照射すると
光パルスにより破線のエネルギー準位が実線の位置まで
シフトする。この現象はACシュタルク効果として知ら
れている。シフトした状態ではN”−GaAsN22.
25の伝導体エネルギーと量子井戸層24中の量子準位
エネルギーが一致し、伝導体に電流が流れる。光パルス
による量子準位のシフトは、光の存在する時間だけ持続
するので光パルス幅を狭くすればそれに応じて超高速に
ダイオード電流を制御することが可能である。
なお、上記実施例では光パルスの存在するときにガリウ
ム電流が流れる場合について説明したが、第4図に示す
様に光パルスの無い状態でN” −GaAs層22.2
5の伝導帯と量子準位エネルギーが一致する様にしてお
げは、光パルスの照射により電流をoff状態にするこ
とも可能である。
ム電流が流れる場合について説明したが、第4図に示す
様に光パルスの無い状態でN” −GaAs層22.2
5の伝導帯と量子準位エネルギーが一致する様にしてお
げは、光パルスの照射により電流をoff状態にするこ
とも可能である。
また、上記実施例ではフォトダイオードの応答速度を測
定する場合について説明したが、他のHEMT等の超高
速電子素子の応答速度の測定にも適用できる。
定する場合について説明したが、他のHEMT等の超高
速電子素子の応答速度の測定にも適用できる。
以上のように、この発明によれば高速光サンプリング装
置において、光サンプリング機能部を2重障壁トンネル
ダイオードより構成し、該サンプリング機能部に超短光
パルスを照射し2重障壁にはさまれる量子井戸構造内に
形成される量子準位のエネルギーをACシュタルク効果
により変化させ、これにより該ダイオードを流れる電流
を制御してサンプリングを行なう構成としたから、光ス
ィッチのキャリアの寿命による応答速度に左右されるこ
となく光パルスの持つ真の超高速性を生かした光サンプ
リング装置が得られる効果がある。
置において、光サンプリング機能部を2重障壁トンネル
ダイオードより構成し、該サンプリング機能部に超短光
パルスを照射し2重障壁にはさまれる量子井戸構造内に
形成される量子準位のエネルギーをACシュタルク効果
により変化させ、これにより該ダイオードを流れる電流
を制御してサンプリングを行なう構成としたから、光ス
ィッチのキャリアの寿命による応答速度に左右されるこ
となく光パルスの持つ真の超高速性を生かした光サンプ
リング装置が得られる効果がある。
第1図はこの発明の一実施例による高速光サンプリング
装置を示す構成図、第2図は第1図の■−■断面図、第
3図は2重障壁トンネルダイオードのエネルギーバンド
構造と光パルスによる量子準位のシフトの様子を示す図
、第4図はこの発明の他の実施例の動作を示すエネルギ
ーバンド構造図、第5図は従来の高速光サンプリング装
置の構成図。 1はPINフォトダイオード、2はレーザパルス、6は
2重障壁トンネルダイオード、7は非共鳴レーザパルス
。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
装置を示す構成図、第2図は第1図の■−■断面図、第
3図は2重障壁トンネルダイオードのエネルギーバンド
構造と光パルスによる量子準位のシフトの様子を示す図
、第4図はこの発明の他の実施例の動作を示すエネルギ
ーバンド構造図、第5図は従来の高速光サンプリング装
置の構成図。 1はPINフォトダイオード、2はレーザパルス、6は
2重障壁トンネルダイオード、7は非共鳴レーザパルス
。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)2重障壁トンネルダイオードより構成された光サン
プリング機能部を備え、 該光サンプリング機能部に非共鳴超短光パルスを照射し
2重障壁にはさまれる量子井戸構造内に形成される量子
準位のエネルギーをACシュタルク効果により変化させ
て該ダイオードに流れる電流を制御してサンプリングを
行なうことを特徴とする高速光サンプリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63247614A JPH0295270A (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 高速光サンプリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63247614A JPH0295270A (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 高速光サンプリング装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0295270A true JPH0295270A (ja) | 1990-04-06 |
Family
ID=17166128
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63247614A Pending JPH0295270A (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 高速光サンプリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0295270A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02231777A (ja) * | 1989-01-09 | 1990-09-13 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 共鳴トンネル光電素子 |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP63247614A patent/JPH0295270A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02231777A (ja) * | 1989-01-09 | 1990-09-13 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 共鳴トンネル光電素子 |
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