JPH03259214A - Semiconductor optical modulating device - Google Patents

Semiconductor optical modulating device

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JPH03259214A
JPH03259214A JP5938890A JP5938890A JPH03259214A JP H03259214 A JPH03259214 A JP H03259214A JP 5938890 A JP5938890 A JP 5938890A JP 5938890 A JP5938890 A JP 5938890A JP H03259214 A JPH03259214 A JP H03259214A
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semiconductor
light
semiconductor optical
power supply
semiconductor layer
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JP5938890A
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Japanese (ja)
Inventor
Tokuro Omachi
大町 督郎
Yukio Fukuda
幸夫 福田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain an excellent storing function by making a 1st semiconductor layer or semiconductor substrate, a 2nd semiconductor layer, a multiple quantum well layer, and 1st-4th semiconductor layers in a semiconductor laminate body transmissive to light having expected wavelength. CONSTITUTION:The semiconductor substrate 51 and semiconductor layers 52, 53, 55, and 56 of the semiconductor laminate body are transmissive to light with expected wavelength lambda0 which is inputted as external light L1 mentioned below. Further, the multiple quantum well layer 5 of the semiconductor laminate body 50 is transmissive to input light L1 having expected wavelength lambda0. Further, power terminals 61 and 62 are led out of the semiconductor layers 52 and 53 of the semiconductor laminate body 50 and a control terminal 63 is led out of the semiconductor layer 53. Consequently, the excellent storing function is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

本発明は、半導体光変調装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor optical modulator.

【従来の技術】[Conventional technology]

従来、第6図を伴って次に述べる半導体光変調装置が提
案されている。 すなわち、例えばn型を有する半導体層または半導体基
板11(以下簡単のため半導体層11とする)と、n型
またはp型のいずれの導電型を与える不純物も意図的に
導入されていない多重量子井戸層13と、半導体層11
とは逆のp型を有する半導体層12とがそれらの順に積
層されている半導体積層体10を有する。 この場合、半導体積層体10は、相対向する主面10a
及び10b上において、光入射面15及び光出射面16
を有している。 また、半導体積層体10の半導体層11及び12は、後
述するように外部から入力光し1として入射される予定
の波長λ。を有する光に対して透過性を有し、このため
に、例えば、ともにGaASでなる。 さらに、半導体積層体10の多重量子井戸層13は、上
述した予定の波長λ。を有する入力光L1としての光に
対する吸収係数δ(Cm−1〉が多重量子井戸層13に
生ずる電界E (V/cm)の強度に依存性を有するよ
うに、障壁層としての比較的薄い厚さを有する半導体1
113aと井戸層としての比較的薄い厚さを有する半導
体層13bとが交互順次に積層されている構成を有し、
また、半導体層11及び12と同様に、上述した予定の
波長λ。を有する入力光L1としての光に対して透過性
を有し、このため、半導体層13aが例えばInGaA
s系でなり、また、このように半導体層13aがI n
GaASでなるとき、半導体層13bが例えばGaAS
でなる。 また、半導体積層体10の半導体層11及び12から、
制御端子21及び22が、それぞれ導出されている。 以上が従来提案されている半導体光変調装置の構成であ
る。 このような構成を有する従来の半導体光変調装置におい
て、半導体積層体10は、半導体層12をrpJで表し
、多重量子井戸W13をFilで表し、半導体1i13
をrnJで表すとき、pin素子構造を有し、従って、
内部にpin接合を有している。 このため、制御端子21及び22間に、制御用電源30
から、制御用電圧V。を、n型を有する半導体11i1
1から導出されている制御端子21側を正とする極性で
印加させれば、半導体積層体10が内部に有しているp
in接合に逆方向バイアス電圧が印加され、よって、p
in接合を構成しているi層としての多ff1ffl子
井戸H13に、電界Eが、制御電圧■。の値に応じた強
度で生ずる。 一方、多重量子井戸層13は、前述した予定の波長λ。 を有する入力光L1としての光に対する吸収係数δが、
多重量子井戸113に生ずる電界Eの強度に依存性を有
しているが、その吸収係数δの電界強度依存性は、一般
に、多重量子井戸層13に入射する光の波長λ(μm)
に対する吸収係数δ(Cm−1)でみて、多重量子井戸
層13に生ずる電界Eが比較的高い強度(これをEHと
する)を有する場合、第7図の曲線Aで示すように、多
重量子井戸層13に入射する光のある波長λHで極大値
δHHをとり、また、多重量子井戸層13に生ずる電界
Eが比較的低い強度(これをE、とする〉を有する場合
、第7図の曲線Bに示すように、多重量子井戸層13に
入射する光の波長λ□に比し短い波長λ、で極大値δ8
Hに比し高い極大値δ□、をとるが、波長λ で極大値
δHHに比し低い値δ8゜をとる。 このため、半導体積層体10内に、その光入射面15側
の外部から、光入射面15を通って、予定の波長λ。を
有する入力光L1としての光を入射させるとし、そして
、制御電圧V。が予定の比較的高い値(これを■。Hと
する)を有しているときに、多重量子井戸層13の吸収
係数δが、例えば第7図の曲線A上の極値δHHを呈し
ているように、半導体積層体10に入力光L1として入
射する光の波長λ。を予め上述した波長λ□に選定して
おけば、半導体積層体10内に予定の波長λ。を有する
入力光L1を光入射面15側の外部から入射させている
状態で、制御電圧Vcを高い値VCHにさせれば、また
は制御電圧vcを高い値V。Hにさせている状態で、半
導体積層体10内に予定の波長λ。を有する入力光L1
を光入射面15側の外部から入射させれば、このとき、
多重量子井戸層13の吸収係数δが、第7図の曲線A上
の極大値δ8Hを呈している。 また、入力光L1として入射する光の波長20の値を上
述したように予め選定している状態で、半導体積層体1
0内に予定の波長2oを有する入力光L1を光入射面1
5側の外部から入射させている状態で、制御電圧V。を
低い値V。、にさせれば、または制御電圧V。を低い値
V。、にさせている状態で、半導体積層体10内に予定
の波長λ。を有する入力光L1を光入射面15側の外部
から入射させれば、このとき、多重量子井戸層13の吸
収係数δが、第7図の曲線A上の、極大値δHHに比し
低い値δ8.を呈している。 このため、半導体積層体10内に予定の波長λ0を有す
る入力光L1を光入射面15側の外部から入射させてい
る状態で、制御電圧V。を高い値■。Hにさせれば、ま
たは制御電圧V。を高いfavHにさせている状態で、
半導体積層体10内に波長λ。を有する入力光L1を光
入射面15側の外部から入射させれば、半導体積層体1
0の出射面16側から、外部に、出力光し2が、比較的
低い強度12.で出射する。 また、半導体積層体10内に予定の波長λ。 を有する入力光L1を光入射面15側の外部から入射さ
せている状態で、制御電圧■。を低い値V。、にさせれ
ば、または制御電圧V。を低い値V。、にさせている状
態で、半導体積層体10内に波長λ。を有する入力光L
1を光入射面15側の外部から入射させれば、半導体積
層体10の出射面16側から、外部に、出力光L2が、
制御電圧V を高い値■cHにさせている場合に比し高
い強度L2Hで、出射する。 以上のことから、第6図に示す従来の半導体光変調装置
の場合、電源端子21及び22間に印加する制御電圧V
Cが比較的高い値VCHを有すること及び低い値V。、
を有することをそれぞれ2値表示の「1」及びrOJに
対応させ、また、出力光L2が比較的高い強度し2゜を
有すること及び低い強度L2.を有することをそれぞれ
2値表示の「1」及び「O」に対応させて述べれば、半
導体積層体10に入力光L1を光入射面15側の外部か
ら入射させている状態で、制御電圧V。を2値表示で「
1」またはrOJの値にさせれば、または、制御電圧■
を2値表示で「1」またはrOJの値にさせている状態
で、半導体積層体10に入力光L1を光入射面15側の
外部から入射させれば、これに応じて、出力光L2が2
値表示で「O」または「1」の強度で得られる。 従って、第6図に示す従来の半導体光変調装置によれば
、光度m機能を呈する。
Conventionally, a semiconductor optical modulation device has been proposed as described below with reference to FIG. That is, for example, a semiconductor layer or semiconductor substrate 11 having n-type (hereinafter referred to as semiconductor layer 11 for simplicity), and a multiple quantum well in which no impurity giving either n-type or p-type conductivity is intentionally introduced. layer 13 and semiconductor layer 11
A semiconductor stacked body 10 includes a semiconductor layer 12 having a p-type opposite to the semiconductor layer 12 stacked in that order. In this case, the semiconductor stack 10 has opposing main surfaces 10a.
and on 10b, a light entrance surface 15 and a light exit surface 16
have. Further, the semiconductor layers 11 and 12 of the semiconductor stack 10 receive light input from the outside at a wavelength λ which is expected to be incident as 1, as will be described later. For this reason, both are made of GaAS, for example. Furthermore, the multi-quantum well layer 13 of the semiconductor stack 10 has the above-described scheduled wavelength λ. The barrier layer has a relatively small thickness so that the absorption coefficient δ (Cm-1) for light as the input light L1 having Semiconductor 1 with
113a and a relatively thin semiconductor layer 13b serving as a well layer are stacked in alternating order,
Further, similarly to the semiconductor layers 11 and 12, the scheduled wavelength λ mentioned above. Therefore, the semiconductor layer 13a is made of, for example, InGaA.
The semiconductor layer 13a is made of s-based material, and the semiconductor layer 13a is made of I n
When made of GaAS, the semiconductor layer 13b is made of GaAS, for example.
It becomes. Furthermore, from the semiconductor layers 11 and 12 of the semiconductor stack 10,
Control terminals 21 and 22 are led out, respectively. The above is the configuration of a conventionally proposed semiconductor optical modulator. In the conventional semiconductor optical modulator having such a configuration, the semiconductor stack 10 has a semiconductor layer 12 represented by rpJ, a multiple quantum well W13 represented by Fil, and a semiconductor layer 1i13.
When expressed as rnJ, it has a pin element structure, and therefore,
It has a pin junction inside. Therefore, the control power supply 30 is connected between the control terminals 21 and 22.
, the control voltage V. , a semiconductor 11i1 having n-type
If the voltage is applied with a polarity that is positive to the control terminal 21 side derived from 1, the p
A reverse bias voltage is applied to the in junction, so that p
The electric field E is applied to the control voltage ■ in the multi-ff1ffl child well H13 as the i-layer constituting the in junction. occurs with an intensity that depends on the value of . On the other hand, the multiple quantum well layer 13 has a wavelength λ as previously described. The absorption coefficient δ for light as the input light L1 having
The absorption coefficient δ depends on the strength of the electric field E generated in the multiple quantum well layer 113, and the dependence of the absorption coefficient δ on the electric field strength generally depends on the wavelength λ (μm) of the light incident on the multiple quantum well layer 13.
When the electric field E generated in the multiple quantum well layer 13 has a relatively high intensity (this is referred to as EH) in terms of the absorption coefficient δ (Cm-1) for If the light incident on the well layer 13 has a maximum value δHH at a certain wavelength λH, and the electric field E generated in the multi-quantum well layer 13 has a relatively low intensity (this is referred to as E), then as shown in FIG. As shown in curve B, the maximum value δ8 is reached at a wavelength λ that is shorter than the wavelength λ□ of the light incident on the multi-quantum well layer 13.
It takes a higher maximum value δ□ than H, but takes a lower value δ8° than the maximum value δHH at wavelength λ. Therefore, a predetermined wavelength λ is transmitted into the semiconductor stack 10 from the outside on the light entrance surface 15 side through the light entrance surface 15. Suppose that light is input as input light L1 having a control voltage V. has a relatively high expected value (this is designated as ■.H), the absorption coefficient δ of the multiple quantum well layer 13 exhibits an extreme value δHH on the curve A in FIG. The wavelength λ of the light incident on the semiconductor stack 10 as the input light L1 is as shown in FIG. If the above-mentioned wavelength λ□ is selected in advance, the expected wavelength λ will be stored in the semiconductor stack 10. If the control voltage Vc is made to have a high value VCH in a state where the input light L1 having a value of H, a predetermined wavelength λ is present in the semiconductor stack 10. The input light L1 has
If it enters from the outside on the light incidence surface 15 side, at this time,
The absorption coefficient δ of the multiple quantum well layer 13 exhibits a maximum value δ8H on the curve A in FIG. Further, in a state where the value of the wavelength 20 of the light incident as the input light L1 is selected in advance as described above, the semiconductor stack 1
The input light L1 having a predetermined wavelength 2o within 0 is input to the light entrance surface 1.
The control voltage is V when the input is from the outside on the 5 side. the lower value V. , or the control voltage V. the lower value V. , a predetermined wavelength λ is stored in the semiconductor stack 10. If the input light L1 having a value of δ8. It shows. Therefore, while input light L1 having a predetermined wavelength λ0 enters the semiconductor stack 10 from the outside on the light incidence surface 15 side, the control voltage V is applied. ■ High value. H or control voltage V. with high favH,
A wavelength λ is present in the semiconductor stacked body 10 . If input light L1 having a
Output light 2 is output from the exit surface 16 side of 0 to the outside with relatively low intensity 12. It emits light. Further, a predetermined wavelength λ is stored in the semiconductor stacked body 10 . In a state where input light L1 having a current of the lower value V. , or the control voltage V. the lower value V. , wavelength λ is present in the semiconductor stack 10. The input light L having
1 is incident from the outside on the light incidence surface 15 side, the output light L2 is transmitted from the exit surface 16 side of the semiconductor stack 10 to the outside,
The light is emitted with a higher intensity L2H than when the control voltage V is set to a high value ■chH. From the above, in the case of the conventional semiconductor optical modulator shown in FIG.
C has a relatively high value VCH and a low value V. ,
The fact that the output light L2 has a relatively high intensity of 2° and the low intensity L2. To describe the fact that the control voltage V . in binary display “
1" or the value of rOJ, or the control voltage ■
If the input light L1 is made to enter the semiconductor stack 10 from the outside on the light incidence surface 15 side while the value is set to "1" or rOJ in the binary display, the output light L2 will change accordingly. 2
Obtained with an intensity of "O" or "1" in the value display. Therefore, the conventional semiconductor optical modulator shown in FIG. 6 exhibits a luminous intensity m function.

【発明が解決しようとする課題1 しかしながら、第6図に示す従来の半導体光度It装置
の場合、制御電圧V。を2Wi表示の「1」の値(高い
値VCH)にさせているときの、波長λ。を有する光に
対する多重量子井戸層13の吸収係数δの値δ と、制
御電圧V。を2H 値表示の「1」の値(低い値■。、)にさせているとき
の、同じ波長λ。を有する光に対する多ffi!子井戸
層13の吸収係数δの値δ8.との間の差が大であれば
、それに応じて、出力光L2を、2値表示の「O」で得
ているときの強度L2、と、2値表示の「1」で得てい
るときの強度12.との間に大きな差を有するものとし
て得ることができるが、そのためには、制御用電源30
として、制i11を圧vcが2値表示のrlJの値(高
い値vcH)で得ているときのその2値表示の「1」の
値と、2値表示のrOJの値(低い値V。、〉で得てい
るときのその2値表示のrOJとの間に大きな差を有す
るものとして得られる電源を用意する必要があり、それ
に困難を伴う、という欠点を有していた。 また、第6図に示す従来の半導体光変調装置の場合、出
力光L2を、2値表示のrOJの強度を有する光として
、ある期間継続して得ている状態を得るためには、その
期間中、制御[lN圧voを、2値表示の「1」の値で
、制a端子21及び22間に継続して印加させておく必
要があり、また、同様に、出力光L2を、2値表示で「
1」の強度を有する光として、ある期間継続して得てい
る状態を得るためには、その期間中、制御電圧■。を、
2値表示の「0」の値で、制御端子21及び22間に継
続して印加させておく必要があり、従って、制御電圧V
。を、−旦、2値表示のrOJの値から2値表示の「1
」の値に転換して後、2値表示のrOJの値に復帰させ
ても、出力光L2が2値表示の「0」の強度を継続して
いたり、ill m電圧■。を、−旦、2値表示の「1
」の値から2値表示の「O」の値に転換して後、2値表
示の「1」の値に復帰させても、出力光L2が2値表示
の「1」の強度を継続していたりしているというような
記憶機能を有していることが所望とされても、そのよう
な所望事項を満足させることができない、という欠点を
有していた。 よって、本発明は、上述した欠点のない、新規な半導体
光変調装置を提案せんとするものである。 【WI題を解決するための手段] 本願第1番目の発明による半導体光変調装置は、■第1
の導電型を有する第1の半導体層または半導体基板と、
第1の導電型とは逆の第2の導電型を有する第2の半導
体層と、第1または第2の導電型のいずれの導電型を与
える不純物も意図的に導入させていない多重量子井戸層
と、第1の導電型を有する第3の半導体層と、第2の導
電型を有する第4の半導体層とがそれらの順に積層され
ている半導体積層体と、■その半導体積層体の第1の半
導体層または半導体基板から導出された第1の電源端子
と、■上記半導体積層体の第4の半導体層から導出され
且つ上記第1の電源端子と対になる第2の電源端子と、
■上記第2または第3の半導体層から導出されている制
御端子とを有し、そして、■上記半導体積層体が、相対
向する第1及び第2の主面上において、光入射面及び先
出射面をそれぞれ有し、また、■上記半導体積層体の第
1の半導体層または半導体基板、第2の半導体層、多重
量子井戸層、第3の半導体層及び第4の半導体層が、予
定の波長を有する光に対して透過性を有する。 また、本願第2番目の発明による半導体光変調装置は、
本願第1番目の発明による半導体光変調装置において、
制御端子が省略され、それに応じて、「予定の波長を有
する光」が「予定の第1の波長を有する第1の光」と読
み替えられ、また、半導体積層体の第2または第3の半
導体層が、予定の第2の波長を有する第2の光に対して
吸収性を有することを除いて、本願第1番目の発明によ
る半導体光変調装置と同様である。 【作用・効果】 本願第1番目の発明による半導体光変調装置において、
半導体積層体は、第1の半導体層または半導体基板、及
び第3の半導体層をrnJ(または「p」〉で表し、第
2及び第4の半導体層を「p」 (または「n」〉で表
し、多ff1ffi子井戸層をFilで表すとき、np
 i np素子構造(またはpn i pn素子構造)
を有し、従って、2つのnp接合(またはpn接合)と
、1つのpln接合(またはnip接合)とを有してい
る。 このため、第1及び第2の電源端子間に、バイアス用電
源を、npinp素子構造(またはpn i pn素子
構造)におけるpin接合(またはnip接合)に対し
て逆向きになる極性に接続して、バイアス用電源から第
1及び第2の電源端子を通って流れる電流に対する第1
及び第2の電源端子間の電圧の関係をみるに、その電流
−電圧特性は、npnp素子構造(またはpnpn素子
構造)を有するサイリスタの場合に準じたS字曲線で表
される特性を呈する。 従って、第1及び第2の電源端子間に、バイアス用電源
を、上述した電流−電圧特性のS字曲線と3つの点で交
叉する負荷線を画くことができる値を有する負荷を通じ
て接続し、そして、バイアス用電源の電圧を、負荷線が
上述した電流−電圧特性の電圧軸と交叉する点の電圧ま
たはその近傍に予め選定しておけば、半導体光変調装置
が、上述したS字曲線と負荷線とが交叉する3つの忌中
の、最も小さな電流値をとる点を第1の安定点として、
動作するか、最も大きな電流値をとる点を第2の安定点
として動作する。 そして、半導体光変調装置が、上述した電流−電圧特性
のS字曲線上の第1の安定点で動作している場合は、半
導体積層体内に第1及び第2の電源端子を通って流れる
111FiL、従って、負荷に流れる電流が十分量さな
値を有している状態(これを半導体光変調装置のオフの
状態と称す〉が得られているので、pin接合(または
nip接合)に、逆方向バイアス電圧が大きな値で印加
されており、従って、多重量子井戸層に、電界が、高い
強度で生じている。 しかしながら、半導体光変調装置が、第2の安定点で動
作している場合は、半導体積層体内に第1及び第2の電
源端子を通って流れる電流、従って負荷に流れる電流が
十分大きな値を有している状態(これを半導体光変調装
置のオンの状態と称す)が得られているので、pin接
合(またはnip接合)に逆方向バイアス電圧が小さな
値でしか印加されていす、従って、多重量子井戸層に、
電界が、低い強度でしか生じていない。 一方、多重量子井戸層に、電界が、高い強度で生じてい
る場合と、低い強度で生じている場合とでは、第6図で
上述した従来の半導体光変調装置について述べたところ
からも明らかなように、多重量子井戸層に入射する同じ
波長を有する光に対する吸収係数に、前者の場合が後者
の場合に比し、高い値を有している関係で、差を有して
いる。 従って、半導体積層体内に、その光入射面側の外部から
、光入射面を通って予定の波長を有する光を入力光とし
て入射させるとし、そして、そのとき、半導体光度:I
装置が上述した電流−電圧特性のS字曲線上の第1の安
定点で動作している状態にあれば、多重量子井戸層の吸
収係数が高い値を呈している。しかしながら、半導体光
度m装置が上述した電流−電圧特性のS字曲線上の第2
の安定点で動作している状態にあれば、多重量子井戸層
の吸収係数が、低い値を呈している。 このため、半導体積層体内に予定の波長を有する光を入
力光として光入射面側の外部から入射させている状態で
、半導体光変調装置を、上述した電流−電圧特性のS字
曲線上の第1の安定点で動作している状態、すなわちオ
フの状態にさせれば、または半導体光変調装置をオフの
状態にさせている状態で、半導体積層体内に予定の波長
を有する光を入力光として光入射面側の外部から入射さ
せれば、半導体積層体の出射面側から、外部に、出力光
が、比較的低い強度で出射する。 また、半導体積層体内に予定の波長を有する光を入力光
として光入射面側の外部から入射させている状態で、半
導体光変調装置を、上述した電流−電圧特性のS字曲線
上の第2の安定点で動作している状態、すなわちオンの
状態にさせれば、または半導体光変調装置をオンの状態
にさせている状態で、半導体積層体内に予定の波長を有
する光を入力光として光入射面側の外部から入射させれ
ば、半導体積層体の出射面側から、外部に、出力光が、
半導体光変調装置をオフの状態にさせている場合に比し
高い強度で、出射する。 さらに、半導体光変調装置を上述したオフの状態にさせ
ている状態から、制御電源を、制御端子が第2の半導体
層から導出されている場合、制御端子及び第1の電源端
子間に、np i np素子構造(またはpn i p
n素子構造)における第1及び第2の半導体層によるn
p接合(またはpn接合)に対して順方向になる極性で
接続し、そして、その制御電源の電圧を予め適当な値に
選定しておけば、第2(または第1)の半導体層側から
第1(または第2)の半導体層側に制御電流が流れるの
で、第1の半導体層側から第2(または第1〉の半導体
層内に少数キャリアである電子(または正孔)が流入し
、このため、上述した電流−電圧特性のS字曲線におけ
る極大電圧値点が、負荷線がS字曲線と上述した第2の
安定点においてのみ交叉することになるように、制a電
源を制御端子及び第1の電源端子間に接続していない場
合に比し低くなり、よって、半導体光変調装置をオンの
状態にさせることができる。 また、半導体光変調装置を上述したオフの状態にさせて
いる状態から、制御電源を、制御端子が第3の半導体層
から導出されている場合、制御端子及び第2の電源端子
間に、np i np素子構造(またはpn i pn
素子構造)における第3及び第4の半導体層によるnp
接合(またはpn接合〉に対して順方向になる極性で接
続し、そして、その制御電源の電圧を予め適当な値に選
定しておけば、第4(または第3)の半導体層側から、
第3(または第4)の半導体層側に制御電流が流れるの
で、第4の半導体層側から、第3の半導体層内に少数キ
ャリアである正孔(または電子)が流入し、このため、
上述した電流−電圧特性のS字曲線における極大電圧値
点が、負荷線がS字曲線と上述した第2の安定点におい
てのみ交叉することになるように、制御電源をtiIJ
Il端子及び第2の電源端子間に接続していない場合に
比し低くなり、よって、半導体光変調装置をオフの状態
からオンの状態にさせることができる。 また、半導体光変調装置を上述したオンの状態にさせて
いる状態から、第1及び第2の電源端子間に、上述した
バイアス用電源に代え、零のリセット電圧の得られるリ
セット電源を接続するか、または零でないリセット電圧
の得られるリセット電源をnp i np素子構造(ま
たはpn i pn構造)におけるp1n接合(または
nip接合)に対して逆方向になる極性で一時点に接続
するか、もしくは、6111m電源に代え、制御ll端
子及び第1の電源端子間に、零でないリセット電圧の得
られるリセット電源を、Ii制御端子が第2の半導体層
から導出されている場合、第1の半導体層と第2の半導
体層とによるpn接合(またはnp接合)に対して逆方
向となる極性で、制m端子が第3の半導体層から導出さ
れている場合第3の半導体層と第4の半導体層とによる
np接合(またはpn接合)に対して逆方向となる極性
で一時点に接続すれば、npnp素子構造(またはpn
pn素子構造)を有するサイリスタの場合に準じて、半
導体光変調装置をオンの状態からオフの状態に復帰させ
ることができる。 以上のことから、本願第1番目の発明による半導体光度
W4装置の場合、半導体光変調装置がオンの状態にある
こと及びオフの状態にあることをそれぞれ2値表示の「
1」及びrOJに対応させ、また、出力光が比較的高い
強度を有すること及び低い強度を有することをそれぞれ
2値表示のrlJ及び「0」に対応させて述べれば、半
導体積層体内に入力光を光入射面側の外部から入射させ
ている状態で、半導体光変調装置を2値表示で「1」ま
たは「0」の状態にさせれば、または、半導体光変調装
置を2値表示で「1」またはrOJの状態にさせている
状態で、半導体積層体内に入力光を光入射面側の外部か
ら入射させれば、これに応じて、出力光が2値表示で「
O」または「1」の強度で得られる。 従って、本願第1番目の発明による半導体光変調装置に
よる場合も、第6図で前述した従来の半導体光変調装置
の場合と同様に、光変調機能を呈する。 しかしながら、本願第1番目の発明による半導体光変調
装置の場合、半導体光変調装置が上述した電流−電圧特
性を有するので、半導体光変調装置を2値表示の「1」
の状態にさせているときの、予定の波長を有する光に対
する多重量子井戸層の吸収係数の値と、半導体光変調装
置を2値表示の「1」の状態にさせているときの、同じ
予定の波長を有する光に対する多重量子井戸層の吸収係
数の値との間の差を大にすることができるので、出力光
を、2値表示の「1」で得ているときの強度と、2値表
示の「0」で得ているときの強度との間に大きな差を有
するものとして得ることができる。 また、本願第1番目の発明による半導体光度m装置の場
合、半導体光変調装置をオフの状態にさせて出力光を2
値表示でrOJの強度で得ている状態から、制御端子及
び第1の電源端子間に、制御電源を、−時的に接続する
だけで、その接続開始時点から、制御電源が制御端子及
び第1の電源端子間に接続させていない状態になっても
、半導体光変調装置をオンの状態にさせることができる
ので、制御端子及び第1の電源端子間に、制御電源を、
−時的に接続させるだけで、その接続開始時点から、制
御電源が制御端子及び第1の電源端子間に接続させてい
ない状態になっても、出力光を2値−表示の「1」の強
度で継続して得ることができる、という記m機能を呈す
る。 さらに、本願第1番目の発明による半導体光変調装置の
場合、半導体光変調装置をオンの状態にさせて出力光を
2値表示で「1」の強度で得ている状態から、上述した
リセット電源を、第1及び第2の電源端子間または制御
端子及び第1の電源端子間に、上述したように一時的に
接続するだけで、その接続開始時点から、上述したリセ
ット電源が上述したように制御端子及び第1の電源端子
間に接続されていない状態になっても、半導体光変調装
置をオフの状態にさせることができるので、上述したリ
セット電源を、上述したように制御端子及び第1の電源
端子間に、−時的に接続するだけで、その接続開始時点
から、上述したリセット電源が上述したように制御端子
及び第1の電源端子間に接続されていない状態になって
も、出力光を2値表示の「O」の強度で継続して得るこ
とができる、という記憶機能を呈する。 また、本願第2番目の発明による半導体光度l装置によ
れば、
Problem 1 to be Solved by the Invention However, in the case of the conventional semiconductor luminous intensity It device shown in FIG. 6, the control voltage V. The wavelength λ when the value is set to "1" (high value VCH) in 2Wi display. The value δ of the absorption coefficient δ of the multi-quantum well layer 13 for light having The same wavelength λ when the value is set to ``1'' (low value ■) on the 2H value display. Multiffi! for light with Value of absorption coefficient δ of child well layer 13 δ8. If the difference between the two is large, the intensity L2 when the output light L2 is obtained with the binary display "O" and the intensity L2 when the output light L2 is obtained with the binary display "1" are determined accordingly. Strength of 12. However, for this purpose, the control power supply 30
When the pressure vc is obtained as the rlJ value (high value vcH) in the binary representation, the control i11 is the value of "1" in the binary representation, and the value of rOJ in the binary representation (low value V. It is necessary to prepare a power source that has a large difference between rOJ in binary representation when obtained with In the case of the conventional semiconductor optical modulation device shown in FIG. [It is necessary to continuously apply the lN pressure vo between the control terminals 21 and 22 with the value "1" in the binary display, and similarly, the output light L2 must be applied in the binary display. "
In order to obtain a state that continues for a certain period of time as light having an intensity of 1, the control voltage ■ must be applied during that period. of,
It is necessary to continuously apply the value "0" in the binary display between the control terminals 21 and 22, and therefore the control voltage V
. -d, from the value of rOJ in binary display to "1" in binary display.
Even if the output light L2 continues to have the intensity of "0" in the binary display even if the value of rOJ is converted to the value "0" in the binary display, the ill m voltage ■. , -d, binary display "1"
Even if the output light L2 continues to have the intensity of "1" in the binary display even if the value is changed from "0" to the "O" value in the binary display and then returned to the "1" value in the binary display. Even if it is desired to have a memory function such as a memory function, such a device has the disadvantage that such a desired item cannot be satisfied. Therefore, the present invention aims to propose a novel semiconductor optical modulator that does not have the above-mentioned drawbacks. [Means for solving the WI problem] The semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application is
a first semiconductor layer or semiconductor substrate having a conductivity type;
a second semiconductor layer having a second conductivity type opposite to the first conductivity type; and a multi-quantum well in which impurities imparting either the first conductivity type or the second conductivity type are not intentionally introduced. a third semiconductor layer having a first conductivity type, and a fourth semiconductor layer having a second conductivity type; (1) a first power supply terminal led out from the first semiconductor layer or semiconductor substrate; (2) a second power supply terminal led out from the fourth semiconductor layer of the semiconductor stack and paired with the first power supply terminal;
(2) a control terminal led out from the second or third semiconductor layer; (1) The first semiconductor layer or semiconductor substrate, the second semiconductor layer, the multiple quantum well layer, the third semiconductor layer, and the fourth semiconductor layer of the semiconductor stacked body each have an emission surface; Transparent to light having a certain wavelength. Further, the semiconductor optical modulation device according to the second invention of the present application includes:
In the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application,
The control terminal is omitted, and accordingly, "light having a predetermined wavelength" is read as "first light having a predetermined first wavelength", and the second or third semiconductor of the semiconductor stack This is similar to the semiconductor optical modulator according to the first aspect of the present invention, except that the layer is absorbent to second light having a predetermined second wavelength. [Operation/Effect] In the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application,
In the semiconductor stack, the first semiconductor layer or semiconductor substrate and the third semiconductor layer are represented by rnJ (or "p"), and the second and fourth semiconductor layers are represented by "p" (or "n"). When a multi-ff1ffi child well layer is represented by Fil, np
i np element structure (or pn i pn element structure)
Therefore, it has two np junctions (or pn junctions) and one pln junction (or nip junction). For this reason, a bias power supply is connected between the first and second power supply terminals with the polarity opposite to the pin junction (or nip junction) in the npinp element structure (or pn i pn element structure). , the first for the current flowing from the bias power supply through the first and second power supply terminals.
Looking at the relationship between the voltages between the second power supply terminal and the second power supply terminal, the current-voltage characteristic exhibits a characteristic represented by an S-curve similar to that of a thyristor having an npnp element structure (or pnpn element structure). Therefore, a bias power supply is connected between the first and second power supply terminals through a load having a value that can draw a load line that intersects the S-curve of the current-voltage characteristic at three points, If the voltage of the bias power supply is selected in advance to be at or near the voltage at the point where the load line intersects the voltage axis of the current-voltage characteristic described above, the semiconductor optical modulator will be able to follow the S-shaped curve described above. The first stable point is the point where the current value is the smallest among the three points where the load line intersects.
The second stable point is the point where the current value is the largest. When the semiconductor optical modulator is operating at the first stable point on the S-curve of the current-voltage characteristics described above, 111FiL flowing through the first and second power supply terminals in the semiconductor stack , Therefore, since a state in which the current flowing through the load has a sufficiently small value (this is called the off state of the semiconductor optical modulator) is obtained, a reverse A large directional bias voltage is applied, and therefore a high electric field is generated in the multi-quantum well layer. However, when the semiconductor optical modulator is operating at the second stable point, , a state is obtained in which the current flowing through the first and second power supply terminals in the semiconductor stack, and therefore the current flowing to the load, has a sufficiently large value (this is called the on state of the semiconductor optical modulator). Therefore, only a small reverse bias voltage is applied to the pin junction (or nip junction).
The electric field is generated only at low strength. On the other hand, it is clear from the description of the conventional semiconductor optical modulator described above in FIG. As shown, there is a difference in absorption coefficient for light having the same wavelength incident on the multi-quantum well layer in the former case than in the latter case. Therefore, suppose that light having a predetermined wavelength is incident as input light into the semiconductor stacked body from outside on the light incidence surface side through the light incidence surface, and at that time, the semiconductor luminous intensity: I
When the device is operating at the first stable point on the S-curve of the current-voltage characteristics described above, the absorption coefficient of the multi-quantum well layer exhibits a high value. However, the semiconductor luminous intensity m device is
When the multi-quantum well layer is operating at a stable point, the absorption coefficient of the multi-quantum well layer exhibits a low value. Therefore, in a state where light having a predetermined wavelength is inputted into the semiconductor stack from the outside on the light incident surface side, the semiconductor optical modulator is controlled to When operating at the stable point of 1, that is, when the semiconductor optical modulator is turned off, or when the semiconductor optical modulator is turned off, light having a predetermined wavelength is input into the semiconductor stack. If the light is made to enter from the outside on the light incident surface side, the output light will be emitted to the outside from the exit surface side of the semiconductor stack with relatively low intensity. Further, in a state where light having a predetermined wavelength is inputted into the semiconductor stack from the outside on the light incident surface side, the semiconductor optical modulator is moved to the second position on the S-curve of the current-voltage characteristic described above. When operating at a stable point, that is, when the semiconductor optical modulator is in the on state, or when the semiconductor optical modulator is in the on state, light having a predetermined wavelength is input into the semiconductor stack. If the light is input from the outside on the incident surface side, the output light will be transmitted to the outside from the output surface side of the semiconductor stack.
The light is emitted with a higher intensity than when the semiconductor optical modulator is turned off. Further, when the semiconductor optical modulator is turned off as described above, the control power source is connected between the control terminal and the first power source terminal when the control terminal is led out from the second semiconductor layer. i np element structure (or pn i p
n element structure) by the first and second semiconductor layers
If the polarity is forward to the p-junction (or pn-junction) and the voltage of the control power supply is selected to an appropriate value in advance, the voltage from the second (or first) semiconductor layer side can be Since a control current flows to the first (or second) semiconductor layer side, electrons (or holes), which are minority carriers, flow into the second (or first) semiconductor layer from the first semiconductor layer side. Therefore, the limiting a power source is controlled so that the maximum voltage value point on the S-curve of the current-voltage characteristic described above crosses the load line only at the S-curve and the second stable point described above. The voltage is lower than that in the case where there is no connection between the terminal and the first power supply terminal, so that the semiconductor optical modulator can be turned on. Also, the semiconductor optical modulator can be turned on as described above. If the control terminal is derived from the third semiconductor layer, an np i np element structure (or pn i pn
np by the third and fourth semiconductor layers in the device structure)
By connecting the junction (or pn junction) with the polarity in the forward direction, and by setting the voltage of the control power supply to an appropriate value in advance, from the fourth (or third) semiconductor layer side,
Since the control current flows to the third (or fourth) semiconductor layer side, holes (or electrons), which are minority carriers, flow into the third semiconductor layer from the fourth semiconductor layer side, and therefore,
The control power supply is controlled so that the maximum voltage value point on the S-curve of the current-voltage characteristics described above crosses the load line only at the S-curve and the second stable point described above.
It is lower than when there is no connection between the Il terminal and the second power supply terminal, and therefore the semiconductor optical modulator can be turned on from an off state. Further, from the state in which the semiconductor optical modulator is turned on as described above, a reset power supply capable of obtaining a reset voltage of zero is connected between the first and second power supply terminals in place of the bias power supply described above. Alternatively, a reset power supply that provides a non-zero reset voltage is connected at a point with a polarity opposite to the p1n junction (or nip junction) in the np i np element structure (or pn i pn structure), or , 6111m In place of the power supply, a reset power supply capable of obtaining a non-zero reset voltage is provided between the control Il terminal and the first power supply terminal, and when the Ii control terminal is derived from the second semiconductor layer, the first semiconductor layer If the control terminal is derived from the third semiconductor layer, the polarity is opposite to the pn junction (or np junction) between the third semiconductor layer and the second semiconductor layer. If the connection is made at one point with the polarity opposite to the np junction (or pn junction) formed by the layer, an npnp element structure (or pn
Similarly to the case of a thyristor having a pn element structure), the semiconductor optical modulator can be returned from an on state to an off state. From the above, in the case of the semiconductor luminous intensity W4 device according to the first invention of the present application, the on state and off state of the semiconductor optical modulation device are respectively indicated by the binary display “
If we state that the output light has a relatively high intensity and that the output light has a relatively low intensity, corresponding to rlJ and ``0'' in the binary representation, the input light into the semiconductor stack If the semiconductor light modulator is made to display "1" or "0" in binary display while inputting from the outside to the light incident surface side, or 1" or rOJ state, if input light is made to enter the semiconductor stack from the outside on the light incident surface side, the output light will be displayed in a binary manner according to this.
It can be obtained with an intensity of "0" or "1". Therefore, the semiconductor optical modulation device according to the first aspect of the present invention also exhibits a light modulation function in the same way as the conventional semiconductor optical modulation device described above with reference to FIG. However, in the case of the semiconductor optical modulator according to the first invention of the present application, since the semiconductor optical modulator has the above-mentioned current-voltage characteristics, the semiconductor optical modulator can be expressed as "1" in the binary display.
The value of the absorption coefficient of the multi-quantum well layer for light having a predetermined wavelength when the semiconductor optical modulator is in the state of ``1'' on the binary display, and the same plan when the semiconductor optical modulator is in the state of ``1'' on the binary display. It is possible to increase the difference between the value of the absorption coefficient of the multi-quantum well layer for light having a wavelength of It can be obtained as having a large difference in intensity from the intensity obtained when the value display is "0". Further, in the case of the semiconductor luminous intensity m device according to the first invention of the present application, the semiconductor optical modulator is turned off and the output light is
From the state obtained with the strength of rOJ in the value display, by simply connecting the control power supply between the control terminal and the first power supply terminal, the control power supply will be connected between the control terminal and the first power supply terminal from the time of the connection start. Even if the first power supply terminal is not connected, the semiconductor optical modulator can be turned on. Therefore, if the control power is connected between the control terminal and the first power supply terminal,
- By only making a temporary connection, even if the control power supply is not connected between the control terminal and the first power supply terminal, the output light will be changed to "1" on the binary display. It exhibits the characteristic of being able to obtain strong and continuous strength. Furthermore, in the case of the semiconductor optical modulator according to the first invention of the present application, the above-mentioned reset power supply , between the first and second power supply terminals or between the control terminal and the first power supply terminal as described above, the reset power supply described above will be activated as described above from the time of connection start. Even if there is no connection between the control terminal and the first power supply terminal, the semiconductor optical modulation device can be turned off. Even if the above-mentioned reset power supply is not connected between the control terminal and the first power supply terminal as described above, from the time when the connection is started, It exhibits a memory function that allows output light to be continuously obtained at the intensity of "O" on a binary display. Furthermore, according to the semiconductor luminous intensity device according to the second invention of the present application,

【WR題を解決するための手段】の欄で上述した
事項を除いて、本願第1番目の発明による半導体光変調
装置と同様の構成を有する。 従って、詳細説明は省略するが、本願第1N目の発明に
よる半導体光変調装置の場合と同様に、半導体積層体内
に、その光入射面側の外部から、光入射面を通って予定
の第1の波長を有する第1の光を入力光として入射させ
るとし、そして、そのとき、半導体光変調装置が本願第
1番目の発明による半導体光変調装置の場合で上述した
と同様の電流−電圧特性のS字曲線上の第1の安定点で
動作している状態にあれば、多重量子井戸層の吸収係数
が高い値を呈している。しかしながら、半導体光度Il
装置が上述したと同様の電流−電圧特性のS字曲線上の
第2の安定点で動作している状態にあれば、多重量子井
戸層の吸収係数が、低い値を呈している。 このため、本願第1番目の発明による半導体光変調装置
の場合と同様に、半導体WA層層内内予定の第1の波長
を有する第1の光を入力光として光入射面側の外部から
入射させている状態で、半導体光変調装置を、上述した
電流−電圧特性のS字曲線上の第1の安定点で動作して
いる状態、すなわちオフの状態にさせれば、または半導
体光変調装置をオフの状態にさせている状態で、半導体
積層体内に予定の第1の波長を有する第1の光を入力光
として光入射面側の外部から入射させれば、半導体積層
体の出射面側から、外部に、出力光が、比較的低い強度
で出射する。 また、本願第1番目の発明による半導体光変調装置の場
合と同様に、半導体積層体内に予定の第1の波長を有す
る第1の光を入力光として光入射面側の外部から入射さ
せている状態で、半導体光変調装置を、上述した電流−
電圧特性のS字曲線上の第2の安定点で動作している状
態、すなわちオンの状態にさせれば、または半導体光変
調装置をオンの状態にさせている状態で、半導体積層体
内に予定の第1の波長を有する第1の光を入力光として
光入射面側の外部から入射させれば、半導体′MA層体
の出射面側から、外部に、出力光が、半導体光変調装置
をオフの状態にさせている場合に比し高い強度で、出射
する。 しかしながら、本願第11目の発明による半導体光変調
装置の場合、半導体光変調装置を上述したオフの状態に
させている状態から、半導体積層体内に、その光入射面
または光出射面側の外部から、予定の第2の波長を有す
る第2の光を制御光として入射させれば、その制御光と
しての第2の光が半導体積層体中の第2(または第3)
の半導体層で吸収されることによって、その第2(また
は第3)の半導体層内に少数キャリアが生ずるため、上
述した電流−電圧特性のS字曲線における極大電圧値点
が、本願第1番目の発明による半導体光変調装置の場合
と同様に、負荷線がS字曲線と上述した第2の安定点に
おいてのみ交叉することになるように、半導体積層体内
に制御光としての第2の光を入射させていない場合に比
し低くなり、よって、半導体光変調装置をオンの状態に
させることができる。 また、半導体光変調装置を上述したオンの状態にさせて
いる状態から、第1及び第2の電源端子間に、本願第1
番目の発明による半導体光変調装置の場合と同様に、バ
イアス用電源に代え、零のリセット電圧の得られるリセ
ット電源を接続するか、または零でないリセット電圧の
得られるリセット電源をnp i np素子構造(また
はpn i pn構造〉におけるpin接合(またはn
ip接合)に対して逆方向になる極性で一時点に接続す
れば、npnp素子構造〈またはpnpn素子構造〉を
有するサイリスタの場合に準じて、半導体光変調装置が
オンの状態からオフの状態に復帰する。 以上のことから、本願第2番目の発明による半導体光変
調装置の場合も、本願第1番目の発明による半導体光変
調装置の場合と同様に、半導体光変調装置がオンの状態
にあること及びオフの状態にあることをそれぞれ2値表
示の「1J及びrOJに対応させ、また、出力光が比較
的高い強度を有すること及び低い強度を有することをそ
れぞれ2値表示の「1」及びrOJに対応させて述べれ
ば、本願第1番目の発明による半導体光変調装置の場合
と同様に、半導体積層体内に入力光を光入射面側の外部
から入射させている状態で、半導体光変調装置を2値表
示で「1」または「0」の状態にさせれば、または、半
導体光変調装置を2値表示で「1」またはrOJの状態
にさせている状態で、半導体積層体内に入力光を光入射
面側の外部から入射させれば、これに応じて、出力光が
2値表示でrOJまたは「1」の強度で得られる。 従って、本願第2番目の発明による半導体光変調装置に
よる場合も、本願第1番目の発明による半導体光変調装
置の場合と同様に、光変調機能を呈する。 また、本願第2番目の発明による半導体充交m装置の場
合も、本願第1番目の発明による半導体光変調装置の場
合と同様に、半導体光変調装置が上述した電流−電圧特
性を有するので、半導体光変調装置を2値表示の「1」
の状態にさせているときの、予定の第1の波長を有する
第1の光に対する多重量子井戸層の吸収係数の値と、半
導体光変調装置を2値表示の「1」の状態にさせている
ときの、同じ予定の第1の波長を有する第1の光に対す
る多重量子井戸層の吸収係数の値との間の差を大にする
ことができるので、出力光を、2値表示の「1」で得て
いるときの強度と、2値表示のrOJで得ているときの
強度との間に大きな差を有するものとして得ることがで
きる。 また、本願第2番目の発明による半導体光変調装置の場
合、半導体光変調装置をオフの状態にさせて出力光を2
値表示で「0」の強度で得ている状態から、半導体積層
体内に第2の波長を有する第2の光を制御光として一時
的に入射させるだけで、その入射開始時点から、半導体
積層体内に第2の光を入射させていない状態になっでも
、半導体光変調装置をオンの状態にさせることができる
ので、半導体115体内に第2の光を一時的に入射させ
るだけで、その入射開始時点から、半導体積層体内に第
2の光を入射させていない状態になっても、出力光を2
値表示の「1」の強度で継続して得ることができる、と
いう記憶機能を呈する。 さらに、本願第2番目の発明による半導体光変調装置の
場合、半導体光変調装置をオンの状態にさせて出力光を
2値表示で「1」の強度で得ている状態から、本願第1
番目の発明による半導体光変調装置の場合と同様に、上
述したリセット電源を、第1及び第2の電源端子間また
は制御端子及び第1の電源端子間に、上述したように一
時的に接続するだけで、その接続開始時点から、上述し
たリセット電源が上述したように制御端子及び第1の電
源端子間に接続されていない状態になっても、半導体光
変調装置をオフの状態にさせることができるので、上述
したリセット電源を、上述したように制御端子及び第1
の電源端子間に、−時的に接続するだけで、その接続開
始時点から、上述したリセット電源が上述したように制
御端子及び第1の電源端子間に接続されていない状態に
なっても、出力光を2値表示の「0」の強度で継続して
得ることができる、という記憶機能を呈する。
It has the same configuration as the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application, except for the matters mentioned above in the column of [Means for solving the WR problem]. Therefore, although a detailed explanation will be omitted, similarly to the case of the semiconductor optical modulation device according to the 1Nth invention of the present application, a predetermined first Suppose that first light having a wavelength of When operating at the first stable point on the S-curve, the multi-quantum well layer exhibits a high absorption coefficient. However, the semiconductor luminosity Il
When the device is operating at the second stable point on the S-curve of current-voltage characteristics similar to that described above, the absorption coefficient of the multiple quantum well layer exhibits a low value. Therefore, as in the case of the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application, the first light having the first wavelength intended to be inside the semiconductor WA layer is inputted from the outside on the light incidence surface side. If the semiconductor optical modulator is operated at the first stable point on the S-curve of the current-voltage characteristics, that is, is turned off, or the semiconductor optical modulator is is turned off, and if first light having a predetermined first wavelength is made to enter the semiconductor stack as input light from the outside on the light incident surface side, the output surface side of the semiconductor stack Output light is emitted to the outside at a relatively low intensity. Further, as in the case of the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application, first light having a predetermined first wavelength is made to enter the semiconductor stack from the outside on the light incident surface side as input light. state, the semiconductor optical modulator is connected to the above-mentioned current −
When operating at the second stable point on the S-curve of voltage characteristics, that is, when the semiconductor light modulator is turned on, or when the semiconductor optical modulator is turned on, When first light having a first wavelength of It emits radiation with higher intensity than when it is in the off state. However, in the case of the semiconductor optical modulator according to the eleventh invention of the present application, from the above-mentioned OFF state, from the outside of the semiconductor multilayer body on the light incident surface or light exit surface side. , if a second light having a predetermined second wavelength is made incident as a control light, the second light as a control light will cause the second (or third) light to enter the semiconductor stack.
As a result of absorption in the second (or third) semiconductor layer, minority carriers are generated in the second (or third) semiconductor layer. As in the case of the semiconductor optical modulator according to the invention, a second light as a control light is provided in the semiconductor stack so that the load line intersects the S-shaped curve only at the second stable point. It becomes lower than when it is not incident, and therefore the semiconductor optical modulator can be turned on. Further, from the state in which the semiconductor optical modulator is in the above-mentioned on state, the power supply voltage is changed between the first and second power supply terminals.
As in the case of the semiconductor optical modulator according to the second invention, instead of the bias power supply, a reset power supply capable of obtaining a zero reset voltage is connected, or a reset power supply capable of obtaining a non-zero reset voltage is connected to the np i np element structure. (or pn i pn structure) pin junction (or n
If the semiconductor optical modulator is connected at one point with the polarity opposite to the IP junction), the semiconductor optical modulator changes from the on state to the off state, similar to the case of a thyristor having an npnp element structure (or pnpn element structure). Return. From the above, in the case of the semiconductor optical modulator according to the second invention of the present application, as in the case of the semiconductor optical modulator according to the first invention of the present application, the semiconductor optical modulator is in the on state and the semiconductor optical modulator is in the off state. The states correspond to "1J" and "rOJ" on the binary display, respectively, and "1" and "rOJ" on the binary display indicate that the output light has relatively high intensity and low intensity, respectively. In other words, as in the case of the semiconductor optical modulator according to the first invention of the present application, the semiconductor optical modulator is converted into a binary optical modulator with input light entering the semiconductor stack from the outside on the light incident surface side. When the display shows "1" or "0", or when the semiconductor optical modulator is set to "1" or rOJ on the binary display, input light enters the semiconductor stack. If the light is incident from the outside on the surface side, output light can be obtained with an intensity of rOJ or "1" in binary display. Therefore, the semiconductor optical modulation device according to the second aspect of the present invention also exhibits a light modulation function in the same way as the semiconductor optical modulation device according to the first aspect of the present invention. Further, in the case of the semiconductor filled m-device according to the second invention of the present application, as in the case of the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application, the semiconductor optical modulation device has the above-mentioned current-voltage characteristics. Semiconductor optical modulator with binary display “1”
The value of the absorption coefficient of the multi-quantum well layer for the first light having the predetermined first wavelength when the semiconductor light modulator is in the state of "1" in the binary display Since the difference between the value of the absorption coefficient of the multi-quantum well layer for the first light having the same scheduled first wavelength when the output light is It can be obtained that there is a large difference between the intensity obtained with "1" and the intensity obtained with binary rOJ. Further, in the case of the semiconductor optical modulator according to the second invention of the present application, the semiconductor optical modulator is turned off and the output light is outputted twice.
From the state where the intensity is "0" on the value display, by simply making the second light having the second wavelength enter the semiconductor stack as control light temporarily, from the moment when it starts entering the semiconductor stack, Since the semiconductor optical modulator can be turned on even when the second light is not being incident on the semiconductor 115, just by temporarily making the second light enter the semiconductor 115, the second light can start to enter the semiconductor 115. From this point on, even if the second light is not entering the semiconductor stack, the output light is
It exhibits a memory function in that it can be obtained continuously with the intensity of "1" on the value display. Furthermore, in the case of the semiconductor optical modulation device according to the second invention of the present application, from a state in which the semiconductor optical modulation device is turned on and the output light is obtained with an intensity of “1” on a binary display,
As in the case of the semiconductor optical modulator according to the second invention, the reset power supply described above is temporarily connected between the first and second power supply terminals or between the control terminal and the first power supply terminal as described above. Even if the above-mentioned reset power supply is not connected between the control terminal and the first power supply terminal as described above, the semiconductor optical modulation device can be turned off from the time when the connection is started. Therefore, the above-mentioned reset power supply can be connected to the control terminal and the first
Even if the above-mentioned reset power supply is not connected between the control terminal and the first power supply terminal as described above, from the time when the connection is started, It exhibits a memory function that allows output light to be continuously obtained at an intensity of "0" in a binary display.

【実施例1】 次に、第1図を伴って、本願第1番目の発明による半導
体光変調装置の第1の実施例を述べよう。 第1図に示す本願第1番目の発明による半導体光変調装
置は、次に述べる構成を有する。 すなわち、半導体基板51と、例えばn型を有し且つ例
えば1μmの厚さを有する半導体層52と、半導体[5
2とは逆のp型を有し且つ例えば0.5μmの厚さを有
する半導体層53と、n型またはp型のいずれの導電型
を与える不純物も意図的に導入させていない多重量子井
戸層54と、半導体層52と同じn型を有し且つ例えば
1μmの厚さを有する半導体層55と、半導体層53と
同じp型を有し且つ例えば0゜5μmの厚さを有する半
導体層56とがそれらの順に積層されている半導体積層
体50を有する。 この場合、半導体積層体50は、相対向する主面50a
及び50b上において、光入躬面57及び光出射面58
を有している。 また、半導体積層体50の半導体基板51、半導体層5
2.53.55及び56は、後述するように外部から入
力光L1として入射される予定の波長λ。を有する光に
対して透過性を有し、このために、例えば、ともにGa
ASでなる。 さらに、半導体積層体50の多重量子井戸層54は、第
6図で前述した従来の半導体光変調装置の多重量子井戸
層13の場合と同様に、上述した予定の波長λ。を有す
る入力光L1としての光に対する吸収係数δ(c m 
”)が多重量子井戸854に生ずる電界E (V/cm
)の強度に依存性を有するように、障壁層としての比較
的薄い厚さを有する半導体層54aと井戸層としての比
較的薄い厚さを有する半導体1154bとが交互順次に
例えば50対積層されている構成を有し、また、半導体
基板51、半導体層52.53.55及び56と同様に
、上述した予定の波長20を有する入力光[1としての
光に刻して透過性を有し、このため、各半導体層54a
が例えば80Aの厚さを有し且つ例えばInGaAS系
(例えばIn   Qa   AS)0.2  0.8 でなり、また、このように各半導体1i54aが80^
の厚さを有し且つI nGaAsでなるとき、各半導体
1154bが例えば100Aの厚さを有し且つGaAS
でなる。 また、半導体積層体50の半導体層52及び53から、
電源端子61及び62が、それぞれ導出されている。 さらに、半導体!I53から、制御端子63が導出され
ている。 以上が本願第1番目の発明による半導体光変調装置の第
1の実施例の構成である。 このような構成を有する本願第1番目の発明による半導
体光変調装置において、半導体積層体50は、半導体1
152及び55を「n」で表し、半導体層53及び56
をrpJで表し、多重量子井戸I!54を「i」で表す
とき、npinp素子IIa造を有し、従って、2つの
np接合と、1つのpin接合とを有している。 このため、電源端子61及び62間に、バイアス用電源
70を、np + np素子構造におけるpin接合に
対して逆向きになる電源端子62側を正とする極性に接
続して、バイアス用電源70から電源端子61及び62
を通って流れる電流Iに対する電源端子61及び62間
の電圧■の関係をみるに、その電流I−電電圧時特性、
第2図に示すように、npnp素子構造を有するサイリ
スタの場合に準じたS字曲線90で表される特性を呈す
る。 従って、電源端子61及び62間に、バイアス用電源7
0を、上述した電流■−電圧V特性のS字曲線90と3
つの点で交叉する負荷線91を画くことができる値を有
する負荷71を通じて接続し、そして、バイアス用電源
70の電圧V。を、負荷線91が上述したl流I−電圧
V特性の電圧軸と交叉する点の電圧v′、またはその近
傍に予め選定しておけば、半導体光変調装置が、上述し
たS字曲線90と負荷線91とが交叉する3つの忌中の
、最も小さな電流値をとる点Aを第1の安定点として、
動作するか、最も大きな電流値をとる点Bを第2の安定
点として、動作する。 そして、半導体光度m装置が、上述した電流I−電電圧
時特性S字曲線90上の点Aの第1の安定点で動作して
いる場合は、半導体積層体50内に電源端子61及び6
2を通って流れる電流、従って、負荷に流れる電流が十
分量さな値■、を有している状態(これを半導体光変調
装置のオフ状態と称す)が得られているので、pin接
合に、逆方向バイアス電圧が、大きな値vHで印加され
ており、従って、多重量子井戸層54に、電界Eが、高
い強度EHで生じている。 しかしながら、半導体光変調装置が、上述した電流I−
電電圧時特性S字曲線90上の点Bの第2の安定点で動
作している場合は、半導体積層体50内に電源端子61
及び62を通って流れる電流、従って負荷に流れる電流
が十分大きな値■。を有している状態(これを半導体光
変調装置のオンの状態と称す〉が得られているので、p
in接合に、逆方向バイアス電圧が、小さな値vLでし
か印加されていす、従って、多重量子井戸層54に、電
界Eが、低い強度Eしてしか生じていない。 一方、多重量子井戸層54に、電界Eが、高い強度E 
で生じている場合と、低い強度E。 で生じている場合とでは、第6図で上述した従来の半導
体光変調装置について述べたところからも明らかなよう
に、多重量子井戸層54に入射する同じ波長λ。を有す
る光に対する吸収係数δ(cm”)に、前者の場合が高
い値δHを有し、後者の場合が低い値δLを有している
ことによって前者の場合が後者の場合に比し、高い値を
有している関係で、差を有している。 従って、半導体積層体50内に、その光入射面57側の
外部から、光入射面57を通って予定の波長λ。を有す
る入力光L1として光を入射させるとし、そして、その
とき、半導体光変調装置が上述した電流I−電電圧時特
性S字曲線90上の点Aの第1の安定点で動作している
状態にあれば、多重量子井戸1i54の吸収係数6が高
い値δHを呈している。しかしながら、半導体光変調装
置が上述した電流I−電電圧時特性S字曲線90上の点
Bの第2の安定点で動作している状態にあれば、多重量
子井戸層54の吸収係数δが、低い値δ、を呈している
。 このため、半導体積層体50内に予定の波長λ0を有す
る光を入力光L1として光入射面57側の外部から入射
させている状態で、半導体光変調装置を、上述した電流
I−電電圧時特性S字曲線90上の点Aの第1の安定点
で動作している状態、すなわちオフの状態にさせれば、
または半導体光変調装置をオフの状態にさせている状態
で、半導体積層体50内に予定の波長λ。を有する光を
入力光L1として光入射面57側の外部から入射させれ
ば、半導体積層体50の光出射面58側から、外部に、
出力光L2が、比較的低い強度12Hで出射する。 また、半導体積層体50内に予定の波長λ。 を有する光を入力光L1として光入射面57側の外部か
ら入射させている状態で、半導体光変調装置を、上述し
た電流I−電電圧時特性S字曲線90上の点Bの第2の
安定点で動作している状態、すなわちオンの状態にさせ
れば、または半導体光変調装置をオンの状態にさせてい
る状態で、半導体積層体50内に予定の波長λ。 を有する光を入力光L1として光入射面57側の外部か
ら入射させれば、半導体積層体50の光出射面58側か
ら、外部に、出力光し2が、半導体光変調装置をオフの
状態にさせている場合に比し高い強度L2Hで、出射す
る。 さらに、半導体光変調装置を上述したオフの状態にさせ
ている状態から、制御電源80を、ill Ill端子
63及び電源端子61間に、npinp素子構造におけ
る半導体[152及び53によるnp接合に対して順方
向になる極性で接続し、そして、そのi制御電源80の
電圧を予め適当な値に選定しておけば、半導体層53側
から半導体層52側に制t[I電流が流れるので、半導
体層52側から半導体層53側に少数キャリアである電
子が流入し、このため、第2図に示すように、上述した
電流I−電電圧時特性S字曲線90におけるいままでの
極大電圧値点Mが、負荷線91がS字曲線90と上述し
た点Bの第2の安定点においてのみ交叉することになる
ように、制御電源80を制御端子63及び電源端子61
間に接続していない場合に比し低くなり、よって、半導
体光変調装置をオンの状態にさせることができる。 また、半導体光変調装置を上述したオンの状態にさせて
いる状態から、Ti源端子61及び62間に、上述した
バイアス用電源70に代え、零のリセット電圧の得られ
るリセット電源(図示せず)を−時的に接続するか、ま
たは零でないリセット電圧の得られるリセット電源(図
示せず)をnp i np素子構造におけるpin接合
に対して逆方向になる極性で一時的に接続するか、もし
くは制御端子63及び電源端子61問に、上述した&l
I 11用電源80に代え、零でないリセット電圧の得
られるリセット電源(図示せず)を、半導体層52及び
53によるnp接合対して逆方向となる極性で一時的に
接続すれば、npnp素子構造を有するサイリスタの場
合に準じて、半導体光変調装置が、オンの状態から、オ
フの状態に復帰する。 以上のことから、第1図に示す本願第1番目の発明によ
る半導体光変調装置の場合、半導体光変調装置がオンの
状態にあること及びオフの状態にあることをそれぞれ2
値表示の「1」及び「0」に対応させ、また、出力光L
2が比較的高い強度12Nを有すること及び低い強度L
2、を有することをそれぞれ2値表示の「1」及びrO
Jに対応させて述べれば、半導体積層体50内に入力光
L1を光入射面57側の外部から入射させている状態で
、半導体光変調装置を2値表示で「1」または「0」の
状態にさせれば、または、半導体光変調装置を2値表示
で「1」または「O」の状態にさせている状態で、半導
体積層体50内に入力光L1を先入銅面57側の外部か
ら入射させれば、これに応じて、出力光L2が2値表示
でrOJまたは「1」の強度で得られる。 従って、第1図に示す本願第1番目の発明による半導体
光変調装置による場合も、第6図で前述した従来の半導
体光変調装置の場合と同様に、光度i!!機能を呈する
。 しかしながら、第1図に示す本願第1番目の発明による
半導体光変調装置の場合、半導体光変調装置が上述した
電流I−電電圧時特性有するので、半導体光変調装置を
2値表示の「1」の状態にさせているときの、予定の波
長λ。を有する光に対する多重量子井戸854の吸収係
数δの値δ1と、半導体光変調装置を2値表示の「1」
の状態にさせているときの、同じ予定の波長λ。を有す
る光に対する多重量子井戸層54の吸収係数δの値δ1
との間の差を大にすることができるので、出力光L2を
、2値表示の「1」で得ているときの強度12Hと、2
値表示の「0」で得ているときの強IL2.との間に大
きな差を有するものとして得ることかできる。 また、第1図に示す本願第1番目の発明による半導体光
変調装置の場合、半導体光変調装置をオフの状態にさせ
て出力光L2を2値表示の「0」の強度L2.で得てい
る状態から、制御端子63及び電源端61間に、制御1
電源80を、−時的に接続するだけで、その接続開始時
点から、制御電源80が制御O@子63及び電源端子6
1間に接続されていない状態になっても、半導体光変調
装置をオンの状態にさせることができるので、制御I端
子63及び電源端子61間に、制御III源80を、−
時点的に接続するだけで、その接続開始時点から、制御
電源80が制御端子63及び電源端子61間に接続され
ていない状態になっても、出力光L2を2値表示の「1
」の強度で継続して得ることができる、という記憶機能
を呈する。 さらに、第1図に示す本願第1番目の発明による半導体
光変調装置の場合、半導体光変調装置をオンの状態にさ
せて出力光L2を2値表示で「1」の強度L2Hで得て
いる状態から、上述したリセット電源を、制御端子63
及び電源端61間に上述したように、−時的に接続する
だけで、その接続開始時点から、上述したリセット電源
が上述したように制御端子63及び電源端子61間に接
続されていない状態になっても、半導体光度VII装置
をオフの状態にさせることができるので、上述したリセ
ット電源を、制御端子63及び電源端子61間に、上述
したように一時点的に接続するだけで、その接続開始時
点から、上述したリセット電源が上述したように制御端
子63及び電源端子61間に接続されていない状態にな
っても、出力光L2を2値表示の「O」の強度で継続し
て得ることができる、という記憶機能を呈する。
Embodiment 1 Next, a first embodiment of a semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application will be described with reference to FIG. The semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application shown in FIG. 1 has the following configuration. That is, a semiconductor substrate 51, a semiconductor layer 52 having, for example, an n-type and a thickness of, for example, 1 μm, and a semiconductor [5
A semiconductor layer 53 having a p-type opposite to that of 2 and having a thickness of, for example, 0.5 μm, and a multi-quantum well layer in which impurities giving either n-type or p-type conductivity are not intentionally introduced. 54, a semiconductor layer 55 having the same n-type as the semiconductor layer 52 and having a thickness of, for example, 1 μm, and a semiconductor layer 56 having the same p-type as the semiconductor layer 53 and having a thickness of, for example, 0°5 μm. have a semiconductor stacked body 50 which is stacked in that order. In this case, the semiconductor stack 50 has opposing principal surfaces 50a
and on 50b, a light entrance surface 57 and a light exit surface 58
have. In addition, the semiconductor substrate 51 and the semiconductor layer 5 of the semiconductor stack 50
2.53.55 and 56 are wavelengths λ that are scheduled to be input from the outside as input light L1, as will be described later. For this reason, for example, both Ga
It will be AS. Furthermore, the multi-quantum well layer 54 of the semiconductor stack 50 has the above-described scheduled wavelength λ, as in the case of the multi-quantum well layer 13 of the conventional semiconductor optical modulator described above with reference to FIG. Absorption coefficient δ(c m
”) is generated in the multiple quantum well 854 as the electric field E (V/cm
), for example, 50 pairs of semiconductor layers 54a having a relatively thin thickness as a barrier layer and semiconductor layers 1154b having a relatively thin thickness as a well layer are laminated in alternating order. Also, like the semiconductor substrate 51 and the semiconductor layers 52, 53, 55 and 56, the input light having the above-mentioned scheduled wavelength 20 has a transmittance, Therefore, each semiconductor layer 54a
has a thickness of, for example, 80A and is made of, for example, an InGaAS system (for example, InQa AS) 0.2 0.8, and thus each semiconductor 1i54a has a thickness of 80A.
For example, when each semiconductor 1154b has a thickness of 100 A and is made of InGaAs, each semiconductor 1154b has a thickness of 100 A and is made of GaAs.
It becomes. Furthermore, from the semiconductor layers 52 and 53 of the semiconductor stack 50,
Power supply terminals 61 and 62 are led out, respectively. Furthermore, semiconductors! A control terminal 63 is led out from I53. The above is the configuration of the first embodiment of the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application. In the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application having such a configuration, the semiconductor stack 50 includes the semiconductor 1
152 and 55 are represented by "n", and semiconductor layers 53 and 56
is expressed as rpJ, and multiple quantum well I! When 54 is represented by "i", it has an npinp element IIa structure, and therefore has two np junctions and one pin junction. Therefore, the bias power supply 70 is connected between the power supply terminals 61 and 62 with a polarity such that the power supply terminal 62 side, which is opposite to the pin junction in the np + np element structure, is positive. From power terminals 61 and 62
Looking at the relationship between the voltage (■) between the power supply terminals 61 and 62 and the current I flowing through it, we can see that the current I-voltage characteristics:
As shown in FIG. 2, it exhibits characteristics expressed by an S-shaped curve 90 similar to that of a thyristor having an npnp element structure. Therefore, the bias power supply 7 is connected between the power supply terminals 61 and 62.
0 to the S-shaped curve 90 and 3 of the current ■-voltage V characteristics described above.
The voltage V of the bias power supply 70 is connected through a load 71 having a value that can draw a load line 91 that intersects at two points. By selecting in advance the voltage v' at the point where the load line 91 intersects the voltage axis of the I-voltage V characteristic described above, or in the vicinity thereof, the semiconductor optical modulator will be able to follow the S-shaped curve 90 described above. The first stable point is point A, which takes the smallest current value among the three intersections of the load line 91 and the load line 91.
The device operates with point B, where the current value is the largest, as the second stable point. When the semiconductor luminous intensity m device is operating at the first stable point of point A on the above-mentioned current I-voltage characteristics S-curve 90, the power terminals 61 and 6 are connected in the semiconductor stack 50.
Since a state has been obtained in which the current flowing through 2 and, therefore, the current flowing to the load has a sufficiently small value (this is called the off state of the semiconductor optical modulator), the pin junction , a reverse bias voltage is applied with a large value vH, and therefore an electric field E with a high intensity EH is generated in the multiple quantum well layer 54. However, the semiconductor optical modulator has the above-mentioned current I-
When operating at the second stable point of point B on the voltage characteristic S-curve 90, the power supply terminal 61 is located within the semiconductor stack 50.
and the current flowing through 62, and therefore the current flowing to the load, has a sufficiently large value ■. (this is called the on state of the semiconductor optical modulator) is obtained, so p
A reverse bias voltage is applied to the in junction with only a small value vL, so that an electric field E of only a low intensity E is generated in the multiple quantum well layer 54. On the other hand, the electric field E in the multiple quantum well layer 54 has a high intensity E
and low intensity E. As is clear from the description of the conventional semiconductor optical modulator described above in FIG. 6, the same wavelength λ incident on the multi-quantum well layer 54 occurs. The absorption coefficient δ (cm") for light with Therefore, an input having a predetermined wavelength λ is input into the semiconductor stack 50 from the outside on the light incidence surface 57 side through the light incidence surface 57. Suppose that light is incident as light L1, and at that time, the semiconductor optical modulator is operating at the first stable point of point A on the above-mentioned current I-voltage characteristics S-shaped curve 90. For example, the absorption coefficient 6 of the multi-quantum well 1i54 exhibits a high value δH. However, the semiconductor optical modulator is stable at the second stable point of point B on the above-mentioned current I-voltage characteristic S-curve 90. When the multi-quantum well layer 54 is in an operating state, the absorption coefficient δ of the multi-quantum well layer 54 exhibits a low value δ. Therefore, the light having the expected wavelength λ0 is input into the semiconductor stack 50 as the input light L1. A state in which the semiconductor optical modulator is operating at the first stable point of point A on the above-mentioned current I-voltage characteristics S-shaped curve 90 with light entering from the outside on the light incidence surface 57 side. , that is, if you turn it off,
Alternatively, when the semiconductor optical modulator is turned off, a predetermined wavelength λ is stored in the semiconductor stack 50. If the light having the input light L1 is made to enter from the outside on the light incidence surface 57 side, from the light exit surface 58 side of the semiconductor stack 50 to the outside,
Output light L2 is emitted with relatively low intensity 12H. Further, a predetermined wavelength λ is stored in the semiconductor stacked body 50 . While input light L1 is incident from the outside on the light incidence surface 57 side, the semiconductor optical modulator is moved to the second point B on the current I-voltage characteristics S-shaped curve 90 described above. When operating at a stable point, ie, in the on state, or when the semiconductor optical modulator is in the on state, a predetermined wavelength λ is present in the semiconductor stack 50. If the input light L1 is made to enter from the outside on the light incident surface 57 side, the output light will be output from the light exit surface 58 side of the semiconductor stack 50 to the outside, and the semiconductor optical modulator 2 will be in the OFF state. The light is emitted at a higher intensity L2H than when the light is set to . Further, from the above-described off state of the semiconductor optical modulator, the control power supply 80 is connected between the ill terminal 63 and the power supply terminal 61 to the np junction formed by the semiconductor [152 and 53 in the npinp element structure]. If the connection is made with the polarity in the forward direction, and the voltage of the i-controlled power supply 80 is selected in advance to an appropriate value, a current will flow from the semiconductor layer 53 side to the semiconductor layer 52 side, so that the semiconductor Electrons, which are minority carriers, flow from the layer 52 side to the semiconductor layer 53 side, and as a result, as shown in FIG. M connects the control power supply 80 to the control terminal 63 and the power supply terminal 61 such that the load line 91 intersects the S-curve 90 only at the second stable point of point B mentioned above.
This is lower than when no connection is made between them, and therefore the semiconductor optical modulator can be turned on. In addition, in place of the bias power supply 70 described above, a reset power supply (not shown) capable of obtaining a reset voltage of zero is connected between the Ti source terminals 61 and 62 from the state in which the semiconductor optical modulator is turned on as described above. ), or temporarily connect a reset power source (not shown) that provides a non-zero reset voltage with the polarity opposite to the pin junction in the np i np element structure, Or, for control terminal 63 and power supply terminal 61 questions,
If a reset power source (not shown) capable of obtaining a non-zero reset voltage is temporarily connected in place of the power source 80 for I11 with a polarity opposite to the n-p junction formed by the semiconductor layers 52 and 53, an npnp element structure can be obtained. Similarly to the case of a thyristor having a thyristor, the semiconductor optical modulator returns from an on state to an off state. From the above, in the case of the semiconductor optical modulator according to the first invention of the present application shown in FIG.
Corresponds to “1” and “0” on the value display, and output light L
2 has a relatively high strength 12N and a low strength L
2, respectively, the binary representation of “1” and rO
Corresponding to J, when the input light L1 is input into the semiconductor stack 50 from the outside on the light incidence surface 57 side, the semiconductor optical modulator is displayed as "1" or "0" in binary display. or when the semiconductor optical modulator is in the state of "1" or "O" in the binary display, the input light L1 is transmitted into the semiconductor stack 50 from the outside on the pre-copper surface 57 side. Accordingly, the output light L2 can be obtained with an intensity of rOJ or "1" in binary representation. Therefore, even in the case of the semiconductor optical modulator according to the first invention of the present application shown in FIG. 1, the luminous intensity i! ! exhibit a function. However, in the case of the semiconductor optical modulator according to the first invention of the present application shown in FIG. 1, since the semiconductor optical modulator has the above-mentioned current I-voltage characteristic, The planned wavelength λ when the state is The value δ1 of the absorption coefficient δ of the multiple quantum well 854 for light having
The same scheduled wavelength λ when the state is maintained. The value δ1 of the absorption coefficient δ of the multiple quantum well layer 54 for light having
It is possible to increase the difference between
Strong IL2 when the value display is "0". It can be obtained as having a large difference between the two. In the case of the semiconductor optical modulator according to the first invention of the present application shown in FIG. 1, the semiconductor optical modulator is turned off and the output light L2 is changed to the intensity L2 of "0" in the binary display. From the state obtained in , the control terminal 63 and the power supply terminal 61 are
By only temporarily connecting the power supply 80, the control power supply 80 is connected to the control terminal 63 and the power supply terminal 6 from the start of the connection.
Since the semiconductor optical modulator can be turned on even when the control I terminal 63 and the power supply terminal 61 are not connected to each other, the control III source 80 is connected between the control I terminal 63 and the power supply terminal 61.
Even if the control power supply 80 is not connected between the control terminal 63 and the power supply terminal 61 from the time when the connection is started, the output light L2 is changed to "1" in the binary display.
It exhibits a memory function that can be obtained continuously with the strength of ``. Furthermore, in the case of the semiconductor optical modulator according to the first invention of the present application shown in FIG. 1, the semiconductor optical modulator is turned on and the output light L2 is obtained with an intensity L2H of "1" in binary display. From the state, the reset power supply described above is connected to the control terminal 63.
As described above, by only temporarily connecting between the control terminal 63 and the power supply terminal 61, the reset power supply described above is not connected between the control terminal 63 and the power supply terminal 61 as described above from the time when the connection is started. The semiconductor luminosity VII device can be turned off even if From the starting point, even if the reset power supply described above is not connected between the control terminal 63 and the power supply terminal 61 as described above, the output light L2 is continuously obtained at the intensity of "O" in the binary display. It exhibits the memory function of being able to do things.

【実施例2】 次に、第3図を伴って本願第1番目の発明による半導体
光変調装置の第2の実施例を述べよう。 第3図において、第1図との対応部分には同一符号を付
して詳細説明を省略する。 第3図に示す本願第1番目の発明による半導体光変調装
置は、第1図で前述した本願第1番目の発明による半導
体光変調装置において、制御端子63が、半導体積層体
50の半導体l153から導出されているのに代え、半
導体積層体50の半導体層55から導出されていること
を除いて、第1図で前述した本願第1番目の発明による
半導体光変調装置と同様の構成を有する。 以上が本願第1番目の発明による半導体光変調装置の第
2の実施例の構成である。 このような構成を有する本願第1番目の発明による半導
体光変調装置の第2の実施例によれば、上述した事項を
除いて、第1図で前述した本願第1番目の発明による半
導体光変調装置と同様の構成を有するので、詳細説明は
省略するが、第1図で前述した本願第1番目の発明によ
る半導体光変調装置の場合と同様の作用効果が得られる
。ただし、第3図に示す本願第1番目の発明による半導
体光変調装置の場合、制御端子63が半導体積層体50
の半導体層53が導出されているので、半導体光変調装
置をオフの状態にさせている状態から、制御電源80を
制御端子63及び電源端子62間に、np I np素
子構造における半導体層55及び56によるnp接合に
対して順方向になる極性で接続し、そして、その制御1
1電源80の、電圧を予め適当に選定しておけば、半導
体Ji56側から半導体1155側に制御電流が流れる
ので、半導体WB2側から、半導体層55内に少数キャ
リアである正孔が流入し、このため、上述した電流I−
電電圧時特性S字曲線90における極大電圧値点が、負
荷線91がS字曲線90と上述した点Bの第2の安定点
においてのみ交叉することになるように、制御電源80
を制御端子63及び電源端子62間に接続していない場
合に比し低くなり、よって、半導体光変調装置をオフの
状態からオンの状態にさせることができ、また、半導体
光変調装置をオンの状態にさせている状態から、電源端
子61及び62間に、バイアス用電源70に代え、零の
リセット電圧の得られるリセット電源を接続するか、ま
たは零でないリセット電圧の得られるリセット電源をn
pinp素子構造におけるpin接合に対して逆方向に
なる極性で一時点に接続するか、もしくは、和ll1I
電源80に代え、制御端子63及び電源端子62間に、
零でないリセット電圧の得られるリセット電源を、半導
体層55と半導体層56とによるpn接合に対して逆方
向となる極性で、−時点に接続すれば、npnp素子構
造を有するサイリスタの場合に準じて、半導体光変調装
置をオンの状態からオフの状態に復帰させることができ
ることから、第1図で前述した本願第1番目の発明によ
る半導体光度11装置の場合と同様の作用効果が得られ
る。
Embodiment 2 Next, a second embodiment of the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application will be described with reference to FIG. In FIG. 3, parts corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application shown in FIG. 3 is the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application described above in FIG. It has the same configuration as the semiconductor optical modulator according to the first invention of the present application described above in FIG. 1, except that it is derived from the semiconductor layer 55 of the semiconductor stack 50 instead of being derived from the semiconductor layer 55. The above is the configuration of the second embodiment of the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application. According to the second embodiment of the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application having such a configuration, the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application described above in FIG. Since it has the same configuration as the device, a detailed explanation will be omitted, but the same effects as in the case of the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application described above in FIG. 1 can be obtained. However, in the case of the semiconductor optical modulator according to the first invention of the present application shown in FIG.
Since the semiconductor layer 53 in the np I np element structure is led out, the control power supply 80 is connected between the control terminal 63 and the power supply terminal 62 from the state where the semiconductor optical modulator is turned off. 56 with a forward polarity to the np junction, and its control 1
If the voltage of the power supply 80 is appropriately selected in advance, a control current flows from the semiconductor Ji 56 side to the semiconductor 1155 side, so that holes, which are minority carriers, flow into the semiconductor layer 55 from the semiconductor WB2 side. Therefore, the above-mentioned current I-
The control power supply 80 is set so that the maximum voltage value point in the voltage characteristic S-shaped curve 90 crosses the load line 91 only at the second stable point of the S-shaped curve 90 and the above-mentioned point B.
is lower than that when the control terminal 63 and the power supply terminal 62 are not connected. Therefore, the semiconductor optical modulator can be turned on from the off state, and the semiconductor optical modulator can be turned on from the off state. In this state, instead of the bias power supply 70, connect a reset power supply that can provide a zero reset voltage between the power supply terminals 61 and 62, or connect a reset power supply that can provide a non-zero reset voltage between the power supply terminals 61 and 62.
Connect at one point with polarity opposite to the pin junction in the pinp element structure, or
Instead of the power supply 80, between the control terminal 63 and the power supply terminal 62,
If a reset power source that provides a non-zero reset voltage is connected at the - time point with a polarity opposite to the pn junction formed by the semiconductor layer 55 and the semiconductor layer 56, the result will be the same as in the case of a thyristor having an npnp element structure. Since the semiconductor optical modulator can be returned from the on state to the off state, the same effects as in the case of the semiconductor light intensity 11 device according to the first aspect of the present invention described above with reference to FIG. 1 can be obtained.

【実施例3】 次に、第4図を伴って本願第2番目の発明による半導体
光変調装置の第1の実施例を述べよう。 第4図において、第1図との対応部分には同一符号を付
し詳細説明を省略する。 第4図に示す本願第2番目の発明による半導体光変調装
置は、第1図で前述した本願第1番目の発明による半導
体光変調装置において、制御l端子63が省略され、そ
れに応じて、「予定の波長λ。を有する光」が「予定の
波長λ1を有する第1の光」と読み替えられ4、また半
導体積層体50の半導体層55及び56が予定の第2の
波長λ2を有する第2の光に対して透過性を有するが、
半導体153が予定の第2の波長λ2を有する第2の光
に対して吸収性を有し、このため、半導体基板51、半
導体1152及び53が、第1図に示す本願第1番目の
発明による半導体光変調装置の場合と同様に、例えばG
aASでなり、また多重量子井戸1i54の半導体11
54a及び54bが第1図に示す本願第1番目の発明に
よる半導体光変調装置の場合と同様に、A I  O,
2Ga 0.8As及びGaAsでなるが、半導体層5
5及び56が例えばAlGaAs系(AI   Ga 
  As)でなることを0.4  0.6 除いて、第1図で前述した本願第1番目の発明による半
導体光変調装置と同様の構成を有する。 以上が、本願第2番目の発明による半導体光度W4装置
の第1の実流例の構成である。 このような構成を有する本願第2番目の発明による半導
体光変調装置の第1の実施例によれば、上述した事項を
除いて、第1図で前述した本願第1番目の発明による半
導体光変調装置と同様の構成を有するので、詳細説明は
省略するが、第1図で前述した本願第1番目の発明によ
る半導体光変調装置の場合と同様に、半導体積層体50
内に、その光入射面57側の外部から、光入射面57を
通って予定の第1の波長λ1を有する第1の光を入力光
し1として入射させるとし、そして、そのとき、半導体
光変調装置が第1図で前述した本願第1番目の発明によ
る半導体光変調装置の場合で第2図を伴って上述したと
同様の電流I−電電圧時特性S字曲線90上の点への第
1の安定点で動作している状態にあれば、多重量子井戸
v!54の吸収係数δが高い値δHを呈している。しか
しながら、半導体光変調装置が上述したと同様の電流I
−電電圧時特性S字曲線90上の点Bの第2の安定点で
動作している状態にあれば、多1ffi子井戸層54の
吸収係数δが、低い値δ[を呈している。 このため、第1図に示す本願第1番目の発明による半導
体光変調装置の場合と同様に、半導体積層体50内に予
定の第1の波長λ1を有する第1の光を入力光L1とし
て光入射面57例の外部から入射させている状態で、半
導体光度Il装置を、上述した電流■−電電圧性特性S
字曲線90上点Aの第1の安定点で動作している状態、
すなわちオフの状態にさせれば、または半導体光変調装
置をオフの状態にさせている状態で、半導体積層体50
内に予定の第1の波長λ1を有する第1の光を入力光L
1として光入射面57側の外部から入射させれば、半導
体積層体50の出射面58側から、外部に、出力光L2
が、比較的低い強度L21で出射する。 また、第1図で前述した本願第1番目の発明による半導
体光変調装置の場合と同様に、半導体積層体50内に予
定の第1の波長λ1を有する第1の光を入力光L1とし
て光入射面57側の外部から入射させている状態で、半
導体光変調装置を、上述した電流■−電圧■特性のS字
曲線90上の点Bの第2の安定点で動作している状態、
すなわちオンの状態にさせれば、または半導体光変調装
置をオンの状態にさせている状態で、半導体積層体50
内に予定の第1の波長λ1を有する第1の光を入力光L
1として光入射面57側の外部から入射させれば、半導
体積層体50の出射面58側から、外部に、出力光L2
が、半導体光変調装置をオフの状態にさせている場合に
比し高い強度12Hで、出射する。 しかしながら、第4図に示す本願第2番目の発明による
半導体光変調装置の場合、半導体光変調装置を上述した
オフの状態にさせている状態から、半導体積層体50内
に、その光入射面57側の外部から、予定の第2の波長
λ2を右する第2の光を制御光L3として入射させれば
、その制御光L3としての第2の光が半導体′fi4M
体50中の半導体1153で吸収されることによって、
その半導体層53内に少数キャリアが生ずるため、上述
した電流I−電電圧時特性S字曲線90における極大電
圧値点が、第1図で前述した本願第1番目の発明による
半導体光変調装置の場合と同様に、負荷線91がS字曲
線90と上述した点Bの第2の安定点においてのみ交叉
することになるように、半導体積層体50内に制御光L
3としての第2の光を入射させていない場合に比し低く
なり、よって、半導体光変調装置をオンの状態にさせる
ことができる。 また、半導体光変調装置を上述したオンの状態にさせて
いる状態から、電源端子61及び62間に、第1図で前
述した本願第1番目の発明による半導体光変調装置の場
合と同様に、バイアス用電源70に代え、零のリセット
電圧の得られるリセット電源を接続するか、または零で
ないリセット電圧の得られるリセット電源をnpinl
)jK子構造におけるpin接合に対して逆方向になる
極性で一時点に接続すれば、npnp素子構造を有する
サイリスタの場合に準じて、半導体光変調装置をオンの
状態からオフの状態に復帰する。 以上のことから、第4図に示す本願第2番目の発明によ
る半導体光変調装置の場合も、第1図で前述した本願第
1番目の発明による半導体光変調装置装置の場合と同様
に、半導体光変調装置がオンの状態にあること及びオフ
の状態にあることをそれぞれ2値表示の「1」及びrO
Jに対応させ、また、出力光L2が比較的高い強度を有
すること及び低い強度を有することをそれぞれ2値表示
の「1」及び「0」に対応させて述べれば、第1図で前
述した本願第1番目の発明による半導体光変調装置の場
合と同様に、半導体18体50内に入力光L1を光入射
面57側の外部からλ割させている状態で、半導体光変
調装置を2値表示で「1」または「0」の状態にさせれ
ば、または、半導体光変調装置を2値表示で「1」また
はrOJの状態にさせている状態で、半導体積層体50
内に入力光L1を光入射面57側の外部から入射させれ
ば、これに応じて、出力光L2が2値表示でrOJまた
は「1」の強度で得られる。 従って、第4図に示す本願第2番目の発明による半導体
光変調装置による場合も、第1図で前述した本願第1番
目の発明による半導体光変調装置の場合と同様に、光度
am能を呈する。 また、第4図に示す本願第2番目の発明による半導体光
変調装置の場合も、第1図で前述した本願第1番目の発
明による半導体光変調装置の場合と同様に、半導体光変
調装置が上述した電流I−電電圧時特性有するので、半
導体光変調装置を2値表示の「1」の状態にさせている
ときの、予定の第1の波長λ1を有する第1の光に対す
る多重量子井戸層54の吸収係数6の値と、半導体光変
調装置を21[表示の「1」の状態にさせているときの
、同じ予定の第1の波長λ1を有する第1の光に対する
多重量子井戸層54の吸収係数δの値との間の差を大に
することができるので、出力光L2を、2値表示の「1
」で得ているときの強度と、2値表示のrOJで得てい
るときの強度との間に大きな差を有するものとして得る
ことができる。 また、第4図に示す本願第2番目の発明による半導体光
変調装置の場合、半導体光変調装置をオフの状態にさせ
て出力光L2を2値表示でrOJの強度で得ている状態
から、半導体積層体50内に第2の波長λ2を有する第
2の光を制御光L3として一時的に入射させるだけで、
その入射開始時点から、半導体積層体50内に制御光L
3としての第2の光を入射させていない状態になっても
、半導体光変調装置をオンの状態にさせることができる
ので、半導体積層体50内に制御光L3としての第2の
光を一時的に入射させるだけで、その入射開始時点から
、半導体積層体50内に制御光L3としての第2の光を
入射させていない状態になっても、出力光L2を2i1
表示の「1」の強度で継続して得ることができる、とい
う記m*能を呈する。 さらに、第4図に示す本願第2番目の発明による半導体
光変調装置の場合、半導体光変調装置をオンの状態にさ
せて出力光L2を2値表示で「1」の強度で得ている状
態から、第1図で前述した本願第1番目の発明による半
導体光変調装置の場合と同様に、上述したリセット電源
を、制御端子63及び電源端子61間に、上述したよう
に一時的に接続するだけで、その接続開始時点から、上
述したリセット電源が上述したように制御端子63及び
電源端子61間に接続されていない状態になっても、半
導体光変調装置をオフの状態にさせることができるので
、上述したリセット電源を、上述したように制御端子6
3及び電源端子61間に、−時的に接続するだけで、そ
の接続開始時点から、上述したリセット電源が上述した
ように制御端子63及び電源端子611ilに接続され
ていない状態になっても、出力光L2を2値表示のrO
Jの強度で継続して得ることができる、という記憶機能
を呈する。
Embodiment 3 Next, a first embodiment of a semiconductor optical modulation device according to the second invention of the present application will be described with reference to FIG. In FIG. 4, parts corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The semiconductor optical modulation device according to the second invention of the present application shown in FIG. 4 is the same as the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application described above in FIG. "Light having a predetermined wavelength λ" is read as "first light having a predetermined wavelength λ1"4, and the semiconductor layers 55 and 56 of the semiconductor stack 50 are the second light having a predetermined second wavelength λ2. It is transparent to the light of
The semiconductor 153 has absorption property for the second light having the predetermined second wavelength λ2, and therefore the semiconductor substrate 51 and the semiconductors 1152 and 53 according to the first invention of the present application shown in FIG. As in the case of semiconductor optical modulators, for example, G
aAS and a multi-quantum well 1i54 semiconductor 11
54a and 54b are A I O, as in the case of the semiconductor optical modulator according to the first invention of the present application shown in FIG.
The semiconductor layer 5 is made of 2Ga 0.8As and GaAs.
5 and 56 are, for example, AlGaAs-based (AI Ga
It has the same configuration as the semiconductor optical modulator according to the first invention of the present application described above in FIG. 1, except that As) is 0.4 0.6. The above is the configuration of the first actual flow example of the semiconductor luminous intensity W4 device according to the second invention of the present application. According to the first embodiment of the semiconductor optical modulation device according to the second invention of the present application having such a configuration, the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the application described above in FIG. Although the detailed explanation will be omitted since it has the same configuration as that of the device, as in the case of the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application described above with reference to FIG.
Assume that a first light having a predetermined first wavelength λ1 is input from the outside on the light incidence surface 57 side through the light incidence surface 57 and is incident as 1, and at that time, the semiconductor light In the case where the modulation device is the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application described above with reference to FIG. If we are in a state operating at the first stable point, then the multiple quantum well v! The absorption coefficient δ of No. 54 exhibits a high value δH. However, the semiconductor optical modulator has the same current I as described above.
- When operating at the second stable point of point B on the S-curve 90, the absorption coefficient δ of the multi-1ffi well layer 54 exhibits a low value δ[. Therefore, as in the case of the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application shown in FIG. With the semiconductor luminous intensity Il device in a state where the light is incident from the outside of the 57 incident surfaces, the above-mentioned current ■-voltage characteristics S
operating state at the first stable point of point A on the curve 90;
In other words, if the semiconductor optical modulator is turned off, or while the semiconductor optical modulator is turned off, the semiconductor stack 50
The first light having a predetermined first wavelength λ1 within the input light L
1, if the light enters from the outside on the light incidence surface 57 side, the output light L2 is transmitted from the exit surface 58 side of the semiconductor stack 50 to the outside.
However, the light is emitted with relatively low intensity L21. Further, as in the case of the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application described above with reference to FIG. A state in which the semiconductor optical modulator is operating at the second stable point of point B on the S-curve 90 of the above-mentioned current ■-voltage ■ characteristic while inputting light from the outside on the entrance surface 57 side;
That is, if the semiconductor optical modulator is turned on, or while the semiconductor optical modulator is turned on, the semiconductor stack 50
The first light having a predetermined first wavelength λ1 within the input light L
1, if the light enters from the outside on the light incidence surface 57 side, the output light L2 is transmitted from the exit surface 58 side of the semiconductor stack 50 to the outside.
However, the light is emitted with a higher intensity of 12H than when the semiconductor optical modulator is turned off. However, in the case of the semiconductor optical modulator according to the second invention of the present application shown in FIG. If a second light having a predetermined second wavelength λ2 is input from the outside as control light L3, the second light as control light L3 will be transmitted to the semiconductor 'fi4M.
By being absorbed by the semiconductor 1153 in the body 50,
Since minority carriers are generated in the semiconductor layer 53, the maximum voltage value point in the above-mentioned current I-voltage characteristic S-curve 90 is Similarly to the above case, the control light L is inserted into the semiconductor stack 50 so that the load line 91 crosses the S-curve 90 only at the second stable point of point B mentioned above.
It is lower than that in the case where the second light No. 3 is not incident, and therefore the semiconductor optical modulator can be turned on. Further, from the above-mentioned ON state of the semiconductor optical modulator, between the power supply terminals 61 and 62, as in the case of the semiconductor optical modulator according to the first invention of the present application described above in FIG. Instead of the bias power supply 70, connect a reset power supply that provides a zero reset voltage, or connect a reset power supply that provides a non-zero reset voltage to npinl.
) By connecting at one point with the polarity opposite to the pin junction in the JK structure, the semiconductor optical modulator returns from the on state to the off state, similar to the case of a thyristor having an npnp element structure. . From the above, in the case of the semiconductor optical modulator according to the second invention of the present application shown in FIG. The binary display “1” and rO indicate that the light modulator is in the on state and in the off state, respectively.
J, and also state that the output light L2 has relatively high intensity and low intensity, respectively, corresponding to "1" and "0" in the binary display, as described above in Fig. 1. As in the case of the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application, the semiconductor optical modulation device is operated in a binary manner in a state in which the input light L1 is divided by λ from the outside on the light incidence surface 57 side within the semiconductor 18 body 50. If the display shows "1" or "0", or if the semiconductor optical modulator shows the binary display "1" or rOJ, the semiconductor stack 50
If the input light L1 is made to enter from the outside on the light incidence surface 57 side, the output light L2 can be obtained with an intensity of rOJ or "1" in binary representation. Therefore, the semiconductor optical modulation device according to the second invention of the present application shown in FIG. 4 also exhibits the luminous intensity AM function, as in the case of the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application described above in FIG. . Further, in the case of the semiconductor optical modulation device according to the second invention of the present application shown in FIG. Since it has the above-mentioned current I-voltage characteristics, the multi-quantum well for the first light having the expected first wavelength λ1 when the semiconductor optical modulator is in the state of binary display "1". The value of the absorption coefficient 6 of the layer 54 and the multi-quantum well layer for the first light having the same planned first wavelength λ1 when the semiconductor optical modulator is in the state of 21 [displayed "1"] Since the difference between the value of the absorption coefficient δ of 54 and the value of absorption coefficient δ can be increased, the output light L2 can be
It can be obtained that there is a large difference between the intensity obtained by `` and the intensity obtained by binary rOJ. Further, in the case of the semiconductor optical modulator according to the second invention of the present application shown in FIG. 4, from the state in which the semiconductor optical modulator is turned off and the output light L2 is obtained with an intensity of rOJ in a binary display, By simply making the second light having the second wavelength λ2 enter the semiconductor stack 50 as the control light L3,
The control light L enters the semiconductor stack 50 from the point of time when the incidence starts.
Even if the second light L3 is not incident, the semiconductor optical modulator can be turned on. Even if the second light as the control light L3 is not entered into the semiconductor stacked body 50 from the point of time when the second light enters the semiconductor stack 50, the output light L2 is changed to 2i1.
It exhibits the m* ability that it can be continuously obtained at the indicated intensity of "1". Furthermore, in the case of the semiconductor optical modulator according to the second invention of the present application shown in FIG. 4, the semiconductor optical modulator is turned on and the output light L2 is obtained at an intensity of "1" in binary display. Then, as in the case of the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application described above in FIG. Even if the above-mentioned reset power supply is not connected between the control terminal 63 and the power supply terminal 61 as described above from the time when the connection is started, the semiconductor optical modulation device can be turned off. Therefore, the reset power supply described above is connected to the control terminal 6 as described above.
3 and the power supply terminal 61, even if the above-mentioned reset power supply is not connected to the control terminal 63 and the power supply terminal 611il from the time of connection start, as described above, rO in binary display of output light L2
It exhibits a memory function that can be obtained continuously at the strength of J.

【実施例4】 次に、第5図を伴って本願第2番目の発明による半導体
光変調装置の第2の実施例を述べよう。 第5図において、第4図との対応部分には同一符号を付
し、詳細説明を省略する。 第5図に示す本願第2番目の発明による半導体光変調装
置は、第4図で前述した本願第2番目の発明による半導
体光変調装置において、半導体積層体50の半導体層5
3が予定の第2の波長λ2を有する制御光L3としての
第2の光に対して吸収性を有しているのに代え、半導体
層56が予定の第2の波長λ2を有する制御光としての
第2の光に対して吸収性を有し、このため、半導体基板
51、半導体!52.53及び55が例えばGaAsで
なり、また多重量子井戸層54の半導体層54a及び5
4bがA1Ga   As及びGaAsでそれぞれなる
2 08 が、半導体層56が例えばA I GaAS系(例えば
AI   Ga   As)でなることを除い0.4 
 0.6 で、第4図で前述した本願第2番目の発明による半導体
光変調装置と同様の構成を有する。 以上が、本願第2番目の発明による半導体光変調装置の
第2の実施例の構成である。 このような構成を有する本願第2番目の発明による半導
体光変調装置の第2の実施例の構成によれば、上述した
事項を除いて、第4図で前述した本願第2番目の発明に
よる半導体光変調装置と同様の構成を有するので、詳細
説明は省略するが、第4図で前述した本願第2番目の発
明による半導体光変調装置の場合と同様の作用効果が得
られる。 ただし、第5図に示す本願第2番目の発明による半導体
光変調装置の場合、制御端子55が予定の波長λ2を有
する制御光としての第2の光に対して吸収性を有するの
で、半導体光変調装置をオフの状態にさせている状態か
ら、半導体積層体50内に、予定の波長λ2を右する第
2の光を制御光L3として光入射面57側から入射させ
れば、11制御光L3としての第2の光が半導体!I5
5で吸収されることによって、その半導体1155内に
少数キャリアが生ずるため上述した電流■−電電圧時特
性S字曲1190における極大値点が、負荷線91がS
字曲線90と上述した点Bの第2の安定点においてのみ
交叉することになるように、半導体積層体50内に制御
光L3を入射させていない場合に比し低くなり、よって
、半導体光変調装置をオフの状態からオンの状態にさせ
ることができることから、第4図で前述した本願第2番
目の発明による半導体光変調装置の場合と同様の作用効
果が得られる。 なお、上述においては、本願第1番目の発明による半導
体光変調装置、及び本願第2番目の発明による半導体光
変調装置のいずれについても、2つの実施例を述べたに
過ぎず、前述した本願第1番目の発明による半導体光変
調装置、及び本願第21目の発明による半導体光変調装
置の実施例において、「n型」を「ρ型」、「p型」を
「n型」と読み替えた構成として、前述したと同様の作
用効果を得るようにすることもできる。 また、前述した本願第2番目の発明による半導体光変調
装置の第1の実施例において、半導体基板51及び半導
体層52を予定の第2の波長λ2を有する制御光L3と
しての第2の光に対して透過性を有するものとし、また
、前述した本願第2番目の発明による半導体光変調装置
の第2の実施例において、半導体基板51、半導体層5
2及び53、及び多重量子井戸層54を予定の第2の波
長λ2を有する制御光L3としての第2の光に対して透
過性を有するものとし、制御光L3を、半導体積層体5
0内に光出射面58側から入側させるようにして、前述
したと同様の作用効果を得るようにすることもできる。 さらに、前述した本願第1番目の発明による半導体y変
調装置、及び本願第2番目の発明による半導体光変調装
置の実施例において、半導体積層体50の半導体層52
を省略し、しかしながら、この場合、半導体基板51を
n型を有するものとして前述したと同様の作用効果を得
るようにすることもでき、その他、本発明の精神を脱す
ることなしに、種々の変型、変更をなし得るであろう。
Embodiment 4 Next, a second embodiment of the semiconductor optical modulation device according to the second invention of the present application will be described with reference to FIG. In FIG. 5, parts corresponding to those in FIG. 4 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. The semiconductor optical modulator according to the second invention of the present application shown in FIG. 5 is the semiconductor optical modulator according to the second invention of the present application described above in FIG.
3 has absorbency for the second light as the control light L3 having the predetermined second wavelength λ2, and the semiconductor layer 56 absorbs the second light as the control light L3 having the predetermined second wavelength λ2. Therefore, the semiconductor substrate 51, the semiconductor! 52, 53 and 55 are made of GaAs, for example, and the semiconductor layers 54a and 5 of the multiple quantum well layer 54 are made of GaAs.
4b is 0.4 except that 2 08 is made of A1GaAs and GaAs, respectively, and the semiconductor layer 56 is made of, for example, A I GaAS system (for example, AI Ga As).
0.6, and has the same configuration as the semiconductor optical modulator according to the second invention of the present application described above in FIG. The above is the configuration of the second embodiment of the semiconductor optical modulation device according to the second invention of the present application. According to the configuration of the second embodiment of the semiconductor optical modulation device according to the second invention of the present application having such a configuration, except for the above-mentioned matters, the semiconductor optical modulator according to the second invention of the present application described above in FIG. Since it has the same configuration as the optical modulation device, a detailed explanation will be omitted, but the same effects as in the case of the semiconductor optical modulation device according to the second invention of the present application described above in FIG. 4 can be obtained. However, in the case of the semiconductor optical modulation device according to the second invention of the present application shown in FIG. If the second light having the intended wavelength λ2 is made to enter the semiconductor stack 50 from the light incidence surface 57 side as the control light L3 while the modulation device is in the OFF state, 11 control lights will be generated. The second light as L3 is a semiconductor! I5
5, minority carriers are generated in the semiconductor 1155. Therefore, the maximum point in the S-curve 1190 of the current ■-voltage characteristics described above is when the load line 91 is S.
The curve 90 intersects only at the second stable point of the above-mentioned point B, which is lower than when the control light L3 is not incident into the semiconductor stack 50, and therefore, the semiconductor optical modulation Since the device can be turned on from the off state, the same effects as in the case of the semiconductor optical modulation device according to the second invention of the present application described above with reference to FIG. 4 can be obtained. In addition, in the above description, only two embodiments have been described for both the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application and the semiconductor optical modulation device according to the second invention of the present application. In the embodiments of the semiconductor optical modulation device according to the first invention and the semiconductor optical modulation device according to the twenty-first invention of the present application, “n-type” is read as “ρ-type” and “p-type” is read as “n-type”. It is also possible to obtain the same effects as described above. Further, in the first embodiment of the semiconductor optical modulation device according to the second invention of the present application described above, the semiconductor substrate 51 and the semiconductor layer 52 are exposed to the second light as the control light L3 having the predetermined second wavelength λ2. In addition, in the second embodiment of the semiconductor optical modulation device according to the second invention of the present application described above, the semiconductor substrate 51, the semiconductor layer 5
2 and 53, and the multi-quantum well layer 54 are made to be transparent to the second light as the control light L3 having a predetermined second wavelength λ2, and the control light L3 is transmitted to the semiconductor stack 5.
The same effect as described above can also be obtained by entering the light from the light exit surface 58 side. Furthermore, in the embodiments of the semiconductor y modulation device according to the first invention of the present application and the semiconductor optical modulation device according to the second invention of the present application described above, the semiconductor layer 52 of the semiconductor stack 50
However, in this case, the semiconductor substrate 51 may be of n-type to obtain the same effect as described above, and various other modifications may be made without departing from the spirit of the present invention. Variations and changes may be made.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本願第1番目の発明による半導体光変調装置
の第1の実施例を示す路線的断面図である。 第2図は、その説明に供する電流I−電圧特性図である
。 第3図は、本願第1番目の発明による半導体光変調装置
のM2の実施例を示す路線的断面図である。 第4図及び第5図は、本願第2番目の発明による半導体
光変調装置の第1及び第2の実施例をそれぞれ示す路線
的断面図である。 第6図は、従来の半導体光音;l!1装冨を示す路線的
断面図である。 第7図は、その説明に供する多重量子井戸層の光の波長
λ(μm)に対する吸収係数δ(Cm−1)の関係を示
す図である。 10・・・・・・・・・・・・・・・半導体積層体11
.12・・・・・・半導体層 13・・・・・・・・・・・・・・・多重量子井戸層2
1.22・・・・・・制御端子 30・・・・・・・・・・・・・・・制御l電源50・
・・・・・・・・・・・・・・半導体積層体51・・・
・・・・・・・・・・・・半導体基板52.53.55
.56 ・・・・・・・・・・・・・・・半導体層54・・・・
・・・・・・・・・・・多重量子井戸層57・・・・・
・・・・・・・・・・光入射面58・・・・・・・・・
・・・・・・光出射面61.62・・・・・・電源端子
FIG. 1 is a linear sectional view showing a first embodiment of a semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application. FIG. 2 is a current I-voltage characteristic diagram for explaining this. FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of M2 of the semiconductor optical modulation device according to the first invention of the present application. FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views showing the first and second embodiments of the semiconductor optical modulation device according to the second invention of the present application, respectively. FIG. 6 shows the conventional semiconductor optical sound; l! It is a line cross-sectional view showing one load. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the absorption coefficient δ (Cm-1) and the wavelength λ (μm) of light in a multi-quantum well layer for explanation. 10... Semiconductor laminate 11
.. 12...Semiconductor layer 13...Multi-quantum well layer 2
1.22... Control terminal 30... Control l power supply 50.
...... Semiconductor stacked body 51...
...... Semiconductor substrate 52.53.55
.. 56 ...... Semiconductor layer 54...
......Multiple quantum well layer 57...
...... Light entrance surface 58 ......
......Light exit surface 61.62...Power terminal

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の導電型を有する第1の半導体層または半導体基板
と、第1の導電型とは逆の第2の導電型を有する第2の
半導体層と、第1または第2の導電型のいずれの導電型
を与える不純物も意図的に導入させていない多重量子井
戸層と、第1の導電型を有する第3の半導体層と、第2
の導電型を有する第4の半導体層とがそれらの順に積層
されている半導体積層体と、 上記半導体積層体の第1の半導体層または半導体基板か
ら導出された第1の電源端子と、上記半導体積層体の第
4の半導体層から導出され且つ上記第1の電源端子と対
になる第2の電源端子と、 上記第2または第3の半導体層から導出されている制御
端子とを有し、 上記半導体積層体が、相対向する第1及び第2の主面上
において、光入射面及び光出射面をそれぞれ有し、 上記半導体積層体の第1の半導体層または半導体基板、
第2の半導体層、多重量子井戸層、第3の半導体層及び
第4の半導体層が、予定の波長を有する光に対して透過
性を有することを特徴とする半導体光変調装置。
1. A first semiconductor layer or a semiconductor substrate having a first conductivity type, a second semiconductor layer having a second conductivity type opposite to the first conductivity type, and a first semiconductor layer or a semiconductor substrate having a first conductivity type. a multi-quantum well layer in which no impurity giving any of the conductivity types is intentionally introduced; a third semiconductor layer having the first conductivity type;
a semiconductor stacked body in which a fourth semiconductor layer having a conductivity type of a second power terminal led out from a fourth semiconductor layer of the stacked body and paired with the first power terminal; and a control terminal led out from the second or third semiconductor layer; The semiconductor laminate has a light incident surface and a light exit surface on opposing first and second main surfaces, respectively, a first semiconductor layer or a semiconductor substrate of the semiconductor laminate,
A semiconductor optical modulation device characterized in that the second semiconductor layer, the multiple quantum well layer, the third semiconductor layer, and the fourth semiconductor layer are transparent to light having a predetermined wavelength.
【請求項2】 第1の導電型を有する第1の半導体層または半導体基板
と、第1の導電型とは逆の第2の導電型を有する第2の
半導体層と、第1または第2の導電型のいずれの導電型
を与える不純物も意図的に導入させていない多重量子井
戸層と、第1の導電型を有する第3の半導体層と、第2
の導電型を有する第4の半導体層とがそれらの順に積層
されている半導体積層体と、 上記第1の半導体層または半導体基板から導出された第
1の電源端子と、 上記第4の半導体層から導出され且つ上記第1の電源端
子と対になる第2の電源端子とを有し、 上記半導体積層体が、相対向する第1及び第2の主面上
において、光入射面及び光出射面をそれぞれ有し、 上記半導体積層体の第1の半導体層または半導体基板、
上記第2の半導体層、上記多重量子井戸層、上記第3の
半導体層及び上記第4の半導体層が、予定の第1の波長
を有する第1の光に対して透過性を有し、 上記半導体積層体の第2または第3の半導体層が、予定
の第2の波長を有する第2の光に対して吸収性を有する
ことを特徴とする半導体光変調装置。
2. A first semiconductor layer or semiconductor substrate having a first conductivity type; a second semiconductor layer having a second conductivity type opposite to the first conductivity type; a multi-quantum well layer in which no impurity giving any of the conductivity types is intentionally introduced; a third semiconductor layer having the first conductivity type;
a semiconductor laminate in which a fourth semiconductor layer having a conductivity type is laminated in this order; a first power supply terminal derived from the first semiconductor layer or the semiconductor substrate; a second power supply terminal derived from the first power supply terminal and paired with the first power supply terminal, the semiconductor laminate has a light incident surface and a light output a first semiconductor layer or a semiconductor substrate of the semiconductor stack, each having a surface;
The second semiconductor layer, the multiple quantum well layer, the third semiconductor layer, and the fourth semiconductor layer are transparent to first light having a predetermined first wavelength; A semiconductor optical modulation device characterized in that a second or third semiconductor layer of a semiconductor stack has absorbency for second light having a predetermined second wavelength.
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