JPH0653592A - 光ビームの変調および増幅に関する方法および装置 - Google Patents

光ビームの変調および増幅に関する方法および装置

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JPH0653592A
JPH0653592A JP5167316A JP16731693A JPH0653592A JP H0653592 A JPH0653592 A JP H0653592A JP 5167316 A JP5167316 A JP 5167316A JP 16731693 A JP16731693 A JP 16731693A JP H0653592 A JPH0653592 A JP H0653592A
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light beam
wavelength
cavity
mirror
input
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JP5167316A
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Rama Raj
ラジ ラマ
Marcel Bensoussan
ベンスーサン マルセル
Jean-Louis Oudar
ウダ−ル ジャン−ルイ
Juan-Ariel Levenson
レベンソン ジュアン−アリエル
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CENTRE NAT ETD TELECOMM
France Telecom R&D SA
Original Assignee
CENTRE NAT ETD TELECOMM
Centre National dEtudes des Telecommunications CNET
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference
    • G02F1/218—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  by interference using semi-conducting materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ビームの変調および増幅の方法および装置
を提示する。 【構成】 入力光ビーム（８）が共振モードを有するフ
ァブリー−ペロ共振器に加えられており、この共振器は
２つの鏡(M1,M2) により定められ更に基盤（４）の上に
層を堆積することにより形成されている。これらの層は
誘導放出により前記の入力ビームを増幅できる活性化媒
体（６）を形成しており、その波長は共振器の共振の波
長のほぼ近くであり、更に前記媒体内の自由電荷のキャ
リア密度が入力ビームに対し前記の活性化媒体をある時
は吸収するようにまたある時は増幅するように変化し、
これにより出力光ビーム(10)が得られ、その輝度が入力
ビームに対し変調されしかも増幅されている。応用分野
は光電気通信および光相互接続である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は光ビームに変調と増幅
を行なうための方法と装置に関する。
【０００２】この発明はより詳細には光電気通信、“チ
ップ(chip)内”および“チップ間”の光学的相互接続更
に神経網に対する光信号の処理に適用される。
【０００３】
【従来の技術】“垂直構造”として知られているが、層
に対し直角なアクセスを有する多層構造の光子装置は平
行度を使用し更に光学リンクにより行なわれる非常に高
い流出速度に対する利点を最適にする技術的に最も適当
なアプローチの１つである。
【０００４】垂直ファブリー−ペロキャビティを使用す
ることに基づく新しい分類のコンポーネントが次のもの
を製造するためIII −Ｖ族の半導体に対して最近開発さ
れている： 〜レーザ（文献(1),(2) を参照、これらの文献は以下の
他の文献と同じくこの記載の最後に掲載している）、〜
光学サイリスタ（文献（３）を参照）、〜双安定デバイ
ス（文献（４）を参照）、〜モジュレータ（文献（５）
および（６）を参照）、〜光学ゲート（文献（６）を参
照）。
【０００５】これらの構造の大部分は、キャビティの前
後の鏡が周期的な“クォーターウェーブ”の多層の堆積
により構成されているが、これはこの種のデバイスの作
用に必要な最適な反射率を与えるためである。
【０００６】このタイプの大多数の周知のモジュレータ
は、多重量子井戸においてはシュタルク(Stark) 効果に
関係し、超格子においてはワニエ(Wannier)-シュタルク
効果に関係した電子吸収効果、すなわち電界により誘導
される光学的吸収変動を使用している。このように、こ
れらのモジュレータは電子制御モジュレータである（文
献（５）参照）。
【０００７】“全光学的”ファブリー−ペロ多層構造モ
ジュレータも周知であり、これは光学的吸収変動が光制
御ビームにより誘導されている（文献( ６) 参照）。
【０００８】モジュレータも周知であり、これはファブ
リー−ペロ多層構造とヘテロ接合フォトトランジスター
を一体化しており、このフォトトランジスターは光ビー
ムを他の輝度の低い光ビームでスイッチングしている
が、このモジュレータの利得はフォトトランジスターに
より与えられている（文献（７）参照）。
【０００９】“オフ”状態と“オン”状態のコントラス
トの観点から現在動作特性が最良のモジュレータは、電
気的または光学的に誘導された光学的吸収の変動と活性
化媒体の周りのファブリー−ペロキャビティ内の共振と
に対し利点を有するモジュレータである。
【００１０】キャビティの特性（前後の鏡の反射率とキ
ャビティの大きさ）は計算されるが、これは“オフ”状
態の反射率が実質的にゼロであるからである。“オン”
状態の場合、反射率はゼロではなく100 ％ にも達しな
いが、これによりモジュレータにより形成され“挿入ロ
ス”として知られているが被変調ビームに禁止的減衰が
生ずる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は同一
の装置に光学的な増幅機能と入力ビーム変調機能を同時
に取り入れることによりこの欠点を除去することであ
り、“オフ”状態と“オン”状態の間のコントラストを
良好に保ちながら装置に関係する挿入ロスを取り除くこ
とである。
【００１２】この発明は少なくとも１つの光ビームの変
調法に関しており、少なくとも１つの入力光ビームが少
なくとも１つの共振モードを有する少なくとも１つのフ
ァブリー−ペロ共振器に加えられており、この共振器は
２つの鏡により定められ更に基盤の上に層を堆積するこ
とにより形成されていることを特徴とし、これらの層の
少なくとも１つは誘導放出により前記の入力光ビームを
増幅できる活性化媒体を形成しており、この入力光ビー
ムの波長はファブリー−ペロ共振器の共振の波長のほぼ
近くであり、更に活性化媒体内の自由電荷のキャリア密
度が入力光ビームに対し前記の活性化媒体をある時は吸
収するようにまたはある時は増幅するように変化し、こ
れにより少なくとも１つの出力光ビームが得られ、その
輝度が入力ビームに対し変調されしかも増幅されている
ことを特徴とする。
【００１３】キャビティがマルチモードの場合、波長の
異なる多数の入力ビームを使用することが可能である
が、それぞれの波長はキャビティの共振の波長の１つに
近くになるように選択されている。
【００１４】この発明の方法の特別な実施例によれば、
堆積の層には少なくとも１つのP −N 接合があり、この
P −N 接合は直接分極されるが、これは自由電荷のキャ
リアを注入し活性化媒体内で自由電荷のキャリアを変動
させるように前記の分極を変化させる間に行なわれる。
【００１５】他の特別な実施例によれば、制御用光ビー
ムは活性化媒体の中に入れられるが、この制御用光ビー
ムは前記の活性化媒体により吸収され、光ポンピング(p
umping) がこの媒体内で行なわれるが、制御用光ビーム
の輝度は活性化媒体内で自由電荷のキャリア密度が変化
するように変わる。
【００１６】更に他の特別な実施例によれば、入力ビー
ムの波長はオフ状態のキャビティの共振の波長に（また
は前記のキャビティがマルチモードの時はオフ状態のキ
ャビティの共振の波長の１つに）一致する。
【００１７】キャビティを反射モードで使用する場合吸
光レベルを最大にできるが、この場合出力ビームは前記
のキャビティの鏡の１つの上に反射された入力ビームと
なる。
【００１８】更に他の実施例によれば、入力ビームの波
長はオン状態のキャビティの共振の波長に一致する。キ
ャビティを反射モードで使用すれば、有能利得を最大に
する利点が得られる。
【００１９】更に他の実施例によれば、活性化媒体内で
注入または定常光ポンピングを行なうことができ、更に
作用は活性化媒体上で同時に生ずるが、これは出力光ビ
ームを変調する利得スイッチングを生ずるためである。
【００２０】活性化媒体は励起されレーザ放出を生ず
る。この場合入力光ビームが共振器の鏡の１つの上で入
射角をゼロでないようにすることは好都合であるが、こ
れはレーザ放出が出力ビームの検出を妨害しないからで
ある。
【００２１】多数の入力光ビームを共振器に加えること
が可能であり、前記の入力光ビームは共振器の鏡の１つ
の上で異なる入射方向と任意の異なる波長を有している
が、それぞれの波長はキャビティの同一の共振の波長の
近くか、共振器がマルチモードならばキャビティの異な
る共振の波長の近くに選ばれている。
【００２２】このように同じ変調を前記の多数のビーム
に加えることが可能であるが、これらのビームは出力の
方向と波長のいずれかにより区分されている。
【００２３】多数の入力ビームを同じ基盤の上で二次元
に配列された多数のファブリー−ペロ共振器にそれぞれ
加えることが可能であるが、これにより多数の変調され
増幅された出力ビームを得られる。これらの共振器は互
いに特性を同じにすることができるしまたは特性を異な
るようにすることができる。
【００２４】この発明は更に少なくとも１つの光ビーム
の変調装置にも関しており、少なくとも１つの共振モー
ドを有する少なくとも１つのファブリー−ペロ共振器か
ら成り、この共振器は２つの鏡により定められ更に基盤
の上に層を堆積することにより形成されているが、これ
らの層の少なくとも１つは誘導放出により少なくとも１
つの入力光ビームを増幅できる活性化媒体を形成してお
り、この入力光ビームの波長はファブリー−ペロ共振器
と活性化媒体内で自由電荷のキャリア密度を変えるため
の装置との共振の波長の近くにあるが、これは入力光ビ
ームに対し前記の活性化媒体がある時は吸収されまたあ
る時は増幅され、これにより少なくとも１つの出力光ビ
ームが得られ、その輝度が入力ビームに対し変調されし
かも増幅されていることを特徴としている。
【００２５】この発明による装置は光モジュレータとし
て“垂直キャビティ”半導体増幅器を使用した装置と一
部が基本的に類似している（文献（８）、（９）を参
照）。
【００２６】前記の周知の装置では前記の活性化層の中
でキャリア密度を変更し活性化層の吸収または増幅キャ
ラクタを変えることにより光の輝度を変調することが可
能である。しかし、周知の半導体増幅モジュレータと比
較すると、この発明による装置には以下に記載する４つ
の利点が基本的にある。 １．入射を標準的な状態にして使用すると、この発明に
よる装置は分極の影響を受けない。これは光ファイバに
より伝送されその分極の状態が一般には１周期にわたり
変化しているか、または強く分極されたレーザ源により
放出されている信号の変調に対しては特に重要である。 ２．この発明による装置にはファブリー−ペロのキャビ
ティがあるが、これは反射防止層の上に置くことにより
周知の増幅器−モジュレータ内での動作を防ぐためのも
のである。この発明による装置内に前記のファブリー−
ペロのキャビティがあることにより、活性化媒体の増幅
特性によりレーザ放出が向上するが、これはこの装置の
実施例の１つに使用されている。 ３．この発明による装置内での光の伝播は周知の増幅器
−モジュレータ内での光の伝播と非常に異なっている。
周知の装置内においては、光は導波管内で伝播し、その
軸は前記の装置が形成された基盤に平行である。この導
波管は一般に横単一モードであるが、これは出力ビーム
が単一の方向を得ることができるようにするためであ
る。
【００２７】この発明による装置では、入力ビームと出
力ビームは層に直角に、または層に対し斜めに進む。更
に、この発明による装置にキャビティの制限的な長さ
（長さは前記の装置の層の厚さに関係している）は、キ
ャビティのモードがスペクトルの範囲に広がっており、
更にかなり大きな自然幅を有していることを示してい
る。
【００２８】このスペクトルの幅はかなり大きな受け入
れ角度を有しているが、これによりキャビティが長い場
合よりも使用に対する柔軟性がかなり大きくなる。
【００２９】例えば長さが0.36マイクロメータの活性化
層を有するマイクロキャビティの許容角は標準の入射に
近い場合５°より大きい。それ故斜めの入射に従い入力
が進みやすく、更に増幅され変調された出力ビームを斜
め反射の状態で復元することが容易である。
【００３０】特に許容角により影像が増幅される。この
発明による装置には光学を適当にすることによりいくつ
かの光ビームが加えられるが、これらの光ビームはそれ
ぞれいくつかの光ファイバから到達しそれぞれ同じ影像
の画素に対応しているが、これは増幅ビームとそれ故増
幅影像を得るためである。 ４．この発明によるマイクロ共振器の大きさと“垂直”
構造は集積密度の非常に高い二次元配列を得ることに不
可欠であるが、これは前述の周知の増幅器−モジュレー
タの場合では生じない。
【００３１】この発明による装置の特別な実施例によれ
ば活性化媒体は共振器の鏡の一方または両方にある。
【００３２】他の実施例によれば活性化媒体は共振器の
２つの鏡の間にある。この場合、この装置には少なくと
も１つのP −N 接合があり、更に活性化媒体内で自由電
荷のキャリア密度を変えるため加えられた装置は前記の
接合を直接分極させ、出力ビームを変調するため前記の
分極を変化させる装置である。
【００３３】この装置の基盤は入力光ビームに対しトラ
ンスペアレントであるが、これは前記の装置が前記の基
盤を通して透過または反射を行なうことに使用できるた
めである。
【００３４】基盤が入力光ビームを吸収すれば、前記の
基盤には装置を透過または反射状態で使用できる１以上
の開口部を有している。
【００３５】全ての場合、入力光ビームを受ける前方の
鏡に自由な面は出力光ビームの出力の面となり、この装
置は反射状態で機能する。
【００３６】反射状態で動作する場合、特別な実施例に
よれば入力光ビームの波長はこの装置の共振器の共振モ
ードの波長であり、前記の鏡の反射率はこの装置の他の
鏡の反射率より小さい。
【００３７】反射状態で動作し他の実施例による場合に
戻ると、入力光ビームの波長はこの装置の共振器の共振
モードであり、前記の鏡の反射率はこの装置の他の鏡の
反射率と等しいかこれより大きい。
【００３８】この発明による装置には多数のファブリー
−ペロ共振器があるが、この共振器には同じ基盤の上に
二方向の配列がある。
【００３９】この装置はIII −Ｖ族の半導体材料から製
造されるが、これによりコンプリメンタリな機能を有し
た装置としてマイクロ光電子の集積が可能となる。
【００４０】最後に、少なくとも１つの鏡は誘電体の多
層であり、その厚さは誘電体により与えられる屈折率が
取る種々の値の可能性を考慮するとIII −Ｖ族材料から
製造されるブラッグ(Bragg) ミラーの厚さ程大きくする
必要がない。
【００４１】
【実施例】図１にはこの発明による装置を線と部分図で
示している。部分図は光モジュレータ−増幅器の形でフ
ァブリー−ペロ共振器２すなわちキャビティから成る
が、これは基盤４の上に薄い層すなわち膜の堆積から形
成されている。これらの薄い層は基盤の上のエピタキシ
により構成されているか基盤に接続されている。
【００４２】これらの層のあるものは誘導放出により光
を増幅できる活性化層である。
【００４３】キャビティ２（これは層の厚さを定めるマ
イクロキャビティと言うことができる）は前方の鏡M1
（これにより入力ビームが装置にアクセスする）と後方
の鏡M2により定められている。
【００４４】多数の活性化層は活性化すなわち増幅媒体
から成るが、これらの媒体は装置全体を通して、または
キャビティミラーの１つの中に、または両方の鏡の中の
いずれかにあるか、または前記の鏡の間にあるが、最後
の場合は図１に示しており活性化層には参照番号６を付
けている。
【００４５】前方の鏡M1は部分的にトランスペアレント
であり変調を行なう入射光ビーム８の一部を通過させ、
入力ビームと呼ばれる。
【００４６】図１の装置は変調され増幅される光ビーム
10を出力し、このビームは出力ビームと呼ばれる。図１
には出力ビーム10が前方の鏡M1から出力しこの装置が反
射状態で動作することを示している。
【００４７】基盤４は変調され増幅された光ビームに対
しトランスペアレントであり、後方の鏡M2が前記の変調
ビームに対し部分的にトランスペアレントであれば、図
１の装置は透過状態で動作する。この場合、変調された
ビームは基盤４の下側の面から出るビーム12である（M2
を付けた部分の反対）。
【００４８】入力ビームの輝度の変調と増幅は活性化媒
体６内で自由電荷のキャリア（電子およびホール）密度
を変えることにより行なわれ、入射ビームに対し前記の
活性化媒体６の吸収特性または増幅特性が１周期にわた
り変化する。
【００４９】図２は制御が電気的であるこの発明による
装置を図示している。より詳細には図２の装置は図１の
装置と似ているが、P −N 接合が活性化媒体６に付加さ
れている。
【００５０】電気接触子14は鏡M1の上側の面にあり他の
電気接触子16は基盤４の上にある（電流を通すことがで
きると仮定）。
【００５１】電気接触子14と16に接続された制御装置18
によりP −N 接合が直接分極されるが、所要の変調を得
るような方法で前記の分極は１周期にわたり変化する。
この場合、キャリアの注入はP −N 接合に電流を通すこ
とにより行なわれる。
【００５２】図２には更にビーム８が送出され変調を行
なう装置20（光学ファイバまたは光源）と、変調された
ビームを受ける装置22（光ファイバまたは光検出器）を
示している。
【００５３】図３は図１に記載した装置が適当な光源か
ら送出され波長が活性化媒体６により吸収される光ビー
ム24により制御される場合を図示している。制御ビーム
24は鏡M1を通して活性化媒体６に加えられる（この鏡は
前記のビーム24を少なくとも部分的に通過させるように
出来ている）。
【００５４】基盤４と鏡M2により制御ビーム24が少なく
とも部分的に通過する場合、この制御ビームは基盤４と
鏡M2と通して活性化媒体６に加えられる。制御ビーム24
は活性化媒体６による吸収の結果前記の媒体内で光学ポ
ンピングが行なわれる。それ故活性化媒体６内のキャリ
ア密度が再び変化する。
【００５５】光源26は制御ビーム24の輝度を変化させる
ため与えられているが、これは所要の方法で出力ビーム
を変調するためである。
【００５６】活性化媒体内でキャリア密度を変更する速
度は明らかに重要な特徴であるが、これは変調通過帯域
を左右するからである。
【００５７】図２および図３の装置に使用した誘導放出
のプロセスによりキャリアの再結合がスピードアップさ
れ、それ故変調通過帯域が10GHz を越え大きくなる。
【００５８】図２および３のような装置の動作波長は前
記装置のキャビティの大きさと、前記キャビティの前方
および後方の鏡の構成と、装置の活性化媒体である活性
化層を形成する材料の特性とにより決定される。更に、
所定のキャビティに対し、入力ビーム８の入射角Thを若
干変化することによりキャビティの共振波長の１つの近
くで動作波長を調整することができる。
【００５９】図４は３つの入力光ビーム36、38、40を変調
するこの発明による装置34の使用を図示している。ビー
ム36、38、40に対応した変調出力ビームには図４でそれぞ
れ参照番号42、44、46を付けている。入射ビーム36、38、40
はこの装置のファブリー−ペロキャビティのモードから
選択された同一の波長または異なる波長を有している。
【００６０】入力ビームの波長が同一の場合、図４に示
すように全てのビームに対し同じ入射角を有する特徴が
ある。
【００６１】入力ビームの波長が異なる場合、各入射角
を個々の調整するためそれぞれの入射ビームに対し最適
な動作特性を確保することが可能である。
【００６２】キャビティの軸Ｘが基盤４に直角であるこ
とにより、図１から図４の装置の構造はモジュレータに
二次元配列を得るのに完全に適している。これを図５に
図示しているが、これにより同一基盤30の上に形成され
たこの発明による二次元配列28のあることが分かり、更
に平行な入射光ビーム32で変調される。
【００６３】前記の二次元配列を構成する異なるモジュ
レータは互いに等しいかまたは異なる特性を有してい
る。
【００６４】この発明によるモジュレータの二次元配列
により光学的に形成される同一または異なる波長の光ビ
ームに対し平行な処理と、光信号に対し全体的な処理速
度を上げることができる。
【００６５】図5Aと図5Bは基盤４の上の２つの鏡31a,31
b の間に活性化媒体６を有するこの発明に基づく装置を
図示しているが、この基盤４には開口部33が形成されて
いる。開口部のそれぞれによりモジュレータの基本が定
まるが、このモジュレータは反射モードまたは透過モー
ドで動作し、鏡31a または鏡31b が前方の入力鏡であっ
ても問題ではない。この入力ビームは８または8aであり
モジュレータへのアクセスは鏡31a または鏡31b を経由
して生ずる。
【００６６】出力ビーム９または9aはネットワークが入
力ビームに対し反射モードまたは透過モードで生ずる関
数として表される。
【００６７】図5aの場合、鏡31a、活性化媒体6 および鏡
31b は一番目に基盤４の上に堆積されるが、開口部はこ
の堆積の反対側に形成され鏡31b が露出されている。
【００６８】図5Bに図示する実施例は図5aに図示の図と
異なっているが、これは図5bの場合不透明基盤４に接触
しているのが活性化媒体６であり、鏡31b は開口部33の
底に置かれたいくつかの断片33a の形を構成しているこ
とによる。
【００６９】更に詳細を活性化媒体がこの発明による装
置のファブリー−ペロキャビティの中に挿入されている
場合について以下に示す。この場合、変調の特性は前記
のキャビティのパラメータ、すなわちキャビティの前方
の入力の鏡の反射率R1, 前記キャビティの後方の鏡M2の
反射率M2、装置の活性化媒体の厚さ、更に前記の活性化
媒体の複素屈折率により影響を受ける。
【００７０】前記の屈折率の実数部分Nrによりキャビテ
ィの共振状態が左右される。前記の屈折率の虚数部分Ｋ
により符号の関数として光の吸収または増幅が左右され
る。Ｋが正であれば吸収であり、Ｋが負であれば増幅で
ある。複素屈折率Nrは活性化媒体に注入されたキャリア
密度Ｄにより定められる。
【００７１】このようにこの発明による変調装置は全て
の場合反射状態で使用されている。
【００７２】更に詳細を一般的な特性による反射とその
動作特性の場合について以下に示す。
【００７３】反射状態で使用されるこの発明による装置
のマイクロキャビティの反射係数Ｒは次式により与えら
れる： Ｒ＝Ａ／Ｂ （１） ここに、Ａ＝(R1-Ra)2／R1＋４Ra.sin2(phi) Ｂ＝(1-Ra)2 ＋４Ra.sin2(phi) Ra＝(R1.R2)1/2exp(-a.L/cosTh) phi ＝2pi.n.L.(cosTh)/l a ＝４pi.K/l
【００７４】上式において、ａは単位長さ当たりの吸収
係数を表し、Ｌはマイクロキャビティの長さを表し（キ
ャビティ軸Ｘに平行で基盤に直角に計り始める）、Thは
入力ビームの入射角を表し、phi はキャビティにより生
ずる位相シフトを表し、ｌは入力光ビームの波長（真空
中）を表し、ｐｉは周知の数3.14を表す。量ｎとａは活
性化媒体中のキャリア密度Ｄと波長ｌにより定まる。
【００７５】図６と図７（文献(10)に基づく）は多重量
子井戸構造により構成された活性化媒体に対し、ａの変
動（図６）とｎの変動（図７）を図示しており、Ｄがゼ
ロ（曲線Ｉ）の時とＤが3 ×1012cm-2( 曲線II）の時
で、入射光子のエネルギィh.vと活性化媒体を構成する
活性化層の禁制帯のエネルギィEgの間の種々のh.v-Egの
関数である。
【００７６】図６はh.v-Egの２つの値e1とe2の間にスペ
クトル範囲があることを示しており、キャリアの注入レ
ベルの関数により吸収または利得であり、前記の活性化
媒体を有するこの発明による装置のオン状態とオフ状態
が定められる。
【００７７】前記の装置を制御する光ビームを使用すれ
ば、前記の光ビームの周波数vl（これにより活性化媒体
の光学ポンピングが定められる）はh.vlがエネルギィEg
を越え更に変調されるビームの光子のエネルギィhvを越
えるように選択される。
【００７８】活性化媒体を形成する活性化層の構成を変
えることにより、Egが入射光の光子のエネルギィを若干
越えるように禁制帯のエネルギィEgを選択することが可
能である。このように、例えばEgはほぼh.v ＋10mev
（ｈはプランク定数を示す）に選択できる。この場合、
装置が不動作の時（D ＝0 ）ａは数100cm-1 である。
【００７９】キャリアが活性化媒体の中に十分注入され
ると、ａは負となり単位長さ当たりの利得係数はａであ
り、ｇはｇ＝−ａと成り、ａの値は数100cm-1 と成る。
キャリアが活性化媒体の中に十分注入されなければ、全
てが等しく“オフ”状態と“オン”状態の間で数10dBの
コントラストが得られる。
【００８０】しかしe1とe2の間のスペクトル範囲の中で
は（図７参照）、活性化媒体の屈折率はこの注入により
変化する。これによりファブリー−ペロキャビティの共
振波長が変わり、従って入力ビームの波長に対し“オ
フ”状態と“オン”状態の間のコントラストが変化す
る。
【００８１】図８から図11は（１）のａとｎがＤに対し
線形的に変化する単純な場合の結果を示している。
【００８２】図８はphioの関数として反射率Ｒの変化を
示しており（dBで表示）、このphioはR1＝0.92および0.
98(>R1) と仮定した時D=0 に対しモジュールpiでphi に
等しいが、これは種々のａにも適用できる、すなわち次
の通りである： a1=-0.04;a2=-0.03;a3=-0.02;a4=-0.01;a5=0;a6=0.01;a
7=0.02
【００８３】図９は以下で述べるa1からa7のパラメータ
の種々の値に対しphioの関数としてＲ(dB)の変動を示し
ており、R1は0.98に等しくR2は0.96(<R1) に等しい場合
である。
【００８４】図10はphi0が次のp1からp5の種々の値を取
りR1が0.92に等しくR2が0.98に等しい時Ｄの関数として
Ｒの変動(dB)を示している、すなわち； p1=-0.01;p2=-0.006;p3=-0.002;p4=0.002;p5=0.006
【００８５】図11はphioが同じp1からp5の値を取りR1が
0.98でありR2が0.96である時Ｄの関数としてＲの変動(d
B)を示している。
【００８６】コントラストを最大にするため、phioとそ
れ故動作波長ｌを図８と図９に示す反射率Ｒの最大Rmax
と最小Rminに対応した２つの値の範囲で選択できる。
【００８７】更に述べしかも前記装置の使用例を図示す
るため、phi がpiの整数倍（従ってsin2(phi)=0)の場合
に対応したファブリー−ペロキャビティの共振モードを
使用する。これらの条件のもとでは、式( １) が簡単に
なり、この発明による装置に次の２つの興味ある動作ポ
イントがある。 １、Raは動作の間値R1を取ると仮定すると、反射率は打
ち消され完全消弧となる。Ra＝Rlの状態が得られる： ａ）吸収があれば、R1はR2より小さい。この場合、変調
装置の反射率は注入キャリアが無い場合ゼロに近く（Rm
in），更に（Ｄにより左右される）ａが負になる時１を
越える値（Rmax）まで増加する。 ｂ）増幅があれば、R1はR2以上である。この場合、キャ
リアの無い変調装置の反射率は１より小さく一般に50％
である。しかし、ａ（Ｄの関数）が減少し負になれば、
この変調装置は１を越えた値(Rmax)まで増加する前にゼ
ロに近い最小値(Rmin)を通過する。微分反射率dR／dDは
従ってこの構成ではかなり高い（図10、11を参照）。 ２、Raは動作の間値１を取ると仮定する。変調装置の反
射率は非常に高い値を取ると仮定する。この状態のみが
増幅状態のもとで得られ、更にレーザ放出のスレショル
ド状態に対応する。
【００８８】このように、非常に大きな変調コントラス
トと変調信号の増幅を得ることができる。
【００８９】変調コントラストを最大にするため、活性
化媒体が若干増幅である時Ra＝Rlの状態を実現すること
が好都合である。これはキャリア密度を有する屈折率の
変動により共振状態の変位を最小にする効果がある（図
９を参照）。
【００９０】この発明による装置を有することによりこ
の変位を打ち消すことができ、この特性により図７の曲
線ＩとIIの交点で動作させることができる。
【００９１】この発明による装置の変調の通過帯域に関
して、前記の装置を使用することにより変調通過帯域を
大きくすることができるが、その構成において誘導放出
による増幅によりレーザ放出が行なわれる。キャリアが
十分早く注入されると（利得スイチング状態）、キャビ
ティ内の利得は定常状態の下でしかも非常に短い過渡的
な期間（典型的には数ピコ秒）の間取る値を越える。
【００９２】レーザ放出はファブリー−ペロキャビティ
内で光の外向きおよびリターンパスが極端に短いことに
より非常に短い（20から40フェムト秒継続する）パルス
の形で発生する。この放出の終わりで、利得は非常に少
なくなりg0で示す値に安定する。
【００９３】時間スケールがより長い場合、残留キャリ
アは自然放出により再結合し更に前記の利得状態は値ao
がD ＝0 に対応するまで徐々に吸収状態に変わる。この
場合、レーザ放出が発生すると、形成されたレーザビー
ムが変調された光ビームに重畳されないようにこの変調
装置を使用することが適当である。
【００９４】これにより、斜め入射のもとでこの装置を
使用することが重要であることは明らかである。これを
図12に示しているが、この図は２つの鏡M1とN2の間に活
性化媒体６を入れるこの発明を示している。
【００９５】図示していないが、この装置の基盤は入力
ビーム８にトランスペアレントとなるようにされている
が、この入力ビーム８は図12に示す例では斜め入力によ
り鏡M2に加えられている。
【００９６】図12に示すように、変調されたビーム10は
鏡M2から出るが（ビーム８の入射角に等しい角度）、更
に他の変調されたビーム12は鏡M1の面から出る。
【００９７】この装置では更にレーザビーム48、49 を放
射するが、これらのビームはそれぞれ鏡M1, M2に直角で
あり、従って変調されたビームには重畳されない。
【００９８】この発明による変調装置の動作速度に関し
ては、R1をR2以上にすることが好ましいが（前に記載し
たケース1bを参照）、これは微分反射率を高くするため
であり、更に例えば利得が値g0で安定する場合この装置
の反射率を打ち消すようにするためである。
【００９９】前記の動作速度に関しては、この装置を
“分極モード”で動作させること、すなわち直流かまた
は（制御タイプの変調装置の機能として）輝度が連続し
た光学ビームのいずれかを加えることが好ましいが、こ
れは電気的な注入または利得がg0の値に安定した定常的
な光学ポンピングを行なうためである。
【０１００】入力光ビームは所要の変調周波数でパルス
電圧またはパルス性の光学ビームを加えることにより増
幅と変調が行なわれるが、このビームによりキャビティ
内で利得のスイッチングが行なわれ更に出力ビームを吸
光の高いオフ状態から利得を有するオン状態に切り替え
られる。
【０１０１】この動作モード（分極モード）において、
利得がg0の定常状態を維持する制御とスイッチングの制
御はソートアプリケーション(sought application)の機
能として電気的な注入と光学ポンピングを組み合わせた
ものになることに注意する必要がある（すなわち、利得
がg0の定常状態を維持する制御は電気的かまたは光学的
かのいずれかであり、更にスイッチングの制御も電気的
か光学的かのいずれかであり、これにより４つの可能性
が生ずる）。
【０１０２】パルス時間が15psの２つのパルス性の光学
ビーム（光学ポンピングビームと変調しようとするビー
ム）を用いた構成で反射率を測定することから成る実験
を行なった。
【０１０３】これらの実験はファブリー−ペロ構造に関
しており、その活性化層は130GaAs/Al0.7As 0.3(10nm/1
0nm)の量子井戸で構成されているが、この量子井戸は後
方の鏡に対して97.2％の反射率と前方の鏡に対して91.7
％の反射率を有するブラッグGaAs/AlAs の堆積により形
成された１組の鏡の間に挿入されている。このキャビテ
ィは細かさが15であり21nm離れた５つのモードを有して
いる。
【０１０４】製造されたこの構造により２つの重要な情
報、すなわち１つはスペクトル領域に関する情報で他の
１つは時間領域に関する情報を得ることが出来た。スペ
クトル領域に関しては、活性化媒体がかなり吸収性であ
る（波長が785nm)スペクトル範囲に光学ポンピングビー
ムの波長を固定しており、入力ビーム（プローブビー
ム）の波長がファブリー−ペロキャビティの共振（780n
m から880nm ）を全て走査するように変化させ、ポンピ
ングエネルギィが5mJ/cm2(活性化媒体内でキャリア密度
がほぼcm2 当たり1012キャリアに対応）であるが、ファ
ブリー−ペロキャビティのそれぞれの共振におけるプロ
ーブの反射率は増幅がほぼ８dBである。
【０１０５】増幅度は光で励起されたキャリア密度にか
なり左右される。
【０１０６】時間領域に関しては、プローブビームのパ
ルスとポンピングビームのパルスとの間に可変遅延（-5
0 から+200ps) を入れることは、適当なポンピングエネ
ルギィに対し反射プローブビームの増幅がポンピングパ
ルスの期間（15ps）発生することを示しており、この発
明による変調装置が10GHz より高い周波数で動作できる
こととポンピングパルスの期間にのみ制限されることを
表している。
【０１０７】この発明では、使用した波長（入力光ビー
ムの波長）は活性化材料の選択と、この装置の鏡の構成
およびファブリー−ペロキャビティの大きさを定める基
本的なパラメータである。
【０１０８】更に、Ｄの関数であるａとｎの変動を良く
知ることより利得および注入速度の観点からこの装置を
最適にできる。
【０１０９】この発明による装置はキャリアの電気的な
注入または光学ポンピング状態のもとで利得を有するあ
らゆる材料で製造できる。これは半導体等を用いた希土
類により、または遷移金属によりドーピングされたガラ
スにより可能である。
【０１１０】更にこの種の装置の構造は、異なる特性を
有する材料の薄い層を堆積することにより、または同じ
族の材料の薄い層のエピタキシにより、または両方を組
み合わせることにより製造されると言う意味においてハ
イブリッドまたはモノリシックとすることができる。
【０１１１】この発明による装置は特に多重層から製造
されるが、この多重層はIII −Ｖ、II−VI、またはIV−
IV族の材料の薄い半導体の層に対し成長法 (M.B.E.,C.
B.E.またはM.O.C.V.D.) により堆積されており、更に
“処理”はマイクロ光電子コンポーメントの製造に対す
る従来の方法により行なわれている。これは以下に提示
する２つの例に示している。
【０１１２】一番目の例は図13に図示しており、光学ポ
ンピングによりしかも反射状態で0.85マイクロメータで
動作するこの発明による変調装置（モジュレータ−増幅
器）に関している。この例で基盤４はGaAsである。
【０１１３】基盤から一番離れた鏡M1はブラッグミラー
で、この鏡はｍ個のAlAsクオータウエイブ層が交互にあ
るGaAsからできたｍ個のクオータウエイブ層（層の厚さ
がl/(4.n) に等しく、ｌは入力ビームの波長でｎは前記
の層を形成する材料の複素数屈折率の実数部）で構成さ
れており、ｍ個のGaAs/AlAs が繰り返されている。
【０１１４】基盤４の上にある鏡M2はブラッグミラーで
あり、この鏡はｍ個のAlAsクオータウエイブ層が交互に
あるｍ個のGaAsクオータウエイブ層で構成されている。
【０１１５】数ｍは５と25の間にあり、２つの鏡M1とM2
の間がソートアセメトリ(sought assymetry)の機能とし
て個々の鏡の間が異なっている。
【０１１６】鏡M1とM2の間には活性化媒体６があるが、
この媒体は参照番号が50の多重量子井戸構造GaAs/GaAlA
s で構成されており、この構造にはAlGaAs障壁層があ
る。この部分は52と54で示したGaAlAsの２つのバッファ
層の間に挿入されている。
【０１１７】多重量子井戸構造の井戸と障壁の厚さは10
nmである。このようにして得られるキャビティの厚さは
動作波長により決定される。
【０１１８】鏡と活性化媒体を構成する層の堆積はMBE
またはMOCVD のいずれかにより基盤４の上にエピタキシ
により得られる。
【０１１９】前方の鏡M1は任意に誘電体の多重層または
非常に薄い金属の層で置き換えでき、入射ビームに対し
部分的にトランスペアレントである。
【０１２０】二番目の例は図14に図示しており、電気的
な注入によりしかも反射状態で0.85マイクロメータで動
作するこの発明による変調装置に関している。
【０１２１】鏡M1とM2が図14の場合は成長の間にドーピ
ングされると言うこと以外は、前記の装置は図13の装置
と同じである。
【０１２２】例えば、タイプＮのGaAs基盤４の場合、鏡
M1のドーピングはタイプＰであり鏡M2のドーピングはタ
イプＮである。
【０１２３】図14の場合は更に、量子井戸を含むゾーン
50が固有であり、前記ゾーン50の両側にあるバッファゾ
ーン52、54 は隣接した鏡と同じくドーピングされてい
る。バッファゾーン52は鏡M1のようにｐにドーピングさ
れており、バッファゾーン54は鏡M2のようにＮにドーピ
ングされている。
【０１２４】図14の装置には更に前述のように適当な手
段でこの装置を直接分極するための電気接触子56、58 が
ある。
【０１２５】図14で分かるように、鏡M1の上の電気接触
子56はこの装置の一方の端に置かれているが、これは入
力ビームと出力ビームを妨害しないようにするためであ
る。
【０１２６】図14の実施例では、電気接触子58が基盤４
の後方の面（鏡M2と向かいあった面）に形成されてい
る。これらの電気接触子はIII −Ｖ族の半導体の上にオ
ーム接触を行なうため従来の金属堆積技術により形成さ
れている。
【０１２７】図15と図16はこの発明による他の装置を図
示しているが、この装置では活性化媒体が装置のファブ
リー−ペロキャビティの２つの鏡の一方の中か前記の鏡
の両方の中にある。
【０１２８】図15の装置には光学的な制御があり、更に
半導体基盤60の上に２つのブラッグミラー62、64があ
る。一方または両方に鏡62、64 に対し、全ての成分層ま
たは他の全ての層により光学ポンピングで入力ビームの
波長の誘導放出および光学的な増幅が行なわれる。
【０１２９】２つのブラッグミラー62、64 の間には受動
的な材料、すなわち使用状態で誘導放出を生じない材料
がある。
【０１３０】図16には電気的な制御を有するこの発明に
よる装置を図示している。この装置の構造は図15と同じ
であり、図16の装置にはP −N 接合が鏡62、64 の中に形
成されているが、鏡62、 64には活性化媒体があり図示の
例では鏡62に示してある。この鏡62にはＮドーピングの
ゾーンとＰドーピングのゾーンがあり、任意に固有的で
あるがそれらの間のゾーンは図示していない。
【０１３１】２つの電極68、70 はP −N ゾーンと接触す
るためとP −N 接合を直接分極するため鏡62の上に取り
付けられている。
【０１３２】活性化媒体が２つの鏡62、64 の中にあれ
ば、鏡のそれぞれにP −N 接合がある。各P −N 接合は
直接分極されており、電極を有するこの装置は分極を直
接行なう。
【０１３３】
【引用文献】（１）半導体レーザに関する特別号：垂直
キャビティの表面放射レーザ., IEEEJournal Quantum E
lectronics, vol. 27, No. 6, pp. 1332-1417。 （２）光学的に制御された表面放射レーザ, W.K. Chou,
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装置における表面放射レーザの動作, T. Numai, M. Sug
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よびヘテロ接合フォトトランジスタを用いた全−光学的
光子スイッチ, Kezhong Hu, Li Chen, Kian Kavianai,
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スペクトルの簡単な計算, C. Ell et al., J. Opt. So
c. Am. vol. 6, (11), 2006, (1988)。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による装置の線図。
【図２】電気的な制御装置を有するこの発明に基づく装
置の特別な実施例の線図。
【図３】光学的な制御装置を有するこの発明に基づく装
置の他の実施例の線図。
【図４】この発明による単一の装置によりいくつかの光
ビームを変調する線図。
【図５】この発明による装置の配列の線図。
【図5A】基盤に開口部を有するこの発明に基づく装置の
線図。
【図5B】基盤に開口部を有するこの発明に基づく他の装
置の線図。
【図６】この発明に基づく装置の活性化媒体内に自由電
荷のキャリア密度の２つの値に対する入射光子のエネル
ギィの関数として吸収係数の変動を示すグラフ（吸収が
負の時は媒体が増幅になることに注意する必要があ
る）。
【図７】キャリア密度の２つの値に対する入射光子の前
記エネルギィの関数として前記活性化媒体の屈折率の実
数部の変動を示すグラフ。
【図８】この発明に基づく装置のファブリー−ペロキャ
ビティを示しており、その活性化媒体は２つの鏡の間に
あり、キャビティの反射率の係数の変動は単位長さ当た
りの吸収係数の種々の値に対し前記キャビティにより生
ずる位相シフトと関連を有したパラメータの関数であ
り、この場合装置の後方の鏡の反射率は前方の鏡の反射
率を上回っている。
【図９】この発明に基づく装置のファブリー−ペロキャ
ビティを示しており、その活性化媒体は２つの鏡の間に
あり、キャビティの反射率の係数の変動は単位長さ当た
りの吸収係数の種々の値に対し前記キャビティにより生
ずる位相シフトと関連を有したパラメータの関数であ
り、この場合装置の後方の鏡の反射率は前方の鏡の反射
率を下回っている。
【図10】キャビティにより生ずる位相シフトの種々の値
に対するキャリア密度の関数としてキャビティの前記の
反射率の係数の変動を示しており、この場合装置の後方
の鏡の反射率は前方の鏡の反射率を上回っている。
【図11】キャビティにより生ずる位相シフトの種々の値
に対するキャリア密度の関数としてキャビティの前記の
反射率の係数の変動を示しており、この場合装置の後方
の鏡の反射率は前方の鏡の反射率を下回っている。
【図12】出力に変調光ビームを与えるこの発明による装
置の線図と部分図で、この装置は前記の変調ビームには
重畳されないレーザビームを形成している。
【図13】反射状態で動作し光学的な制御を用いているこ
の発明による装置の線図と部分図。
【図14】反射状態で動作し電気的な制御を用いているこ
の発明による他の装置の線図と部分図。
【図15】活性化媒体が少なくとも１つのキャビティミラ
ーであるこの発明による装置の線図。
【図16】活性化媒体が少なくとも１つのキャビティミラ
ーであるこの発明による他の装置の線図。
【符号の説明】
２ ファブリー−ペロ共振器 ４ 基盤 ６ 活性化媒体 ８ 入射光ビーム 9,9a 出力ビーム 10 出力ビーム 12 基盤４の下の面からでるビーム 14 電気的な接触子 16 他の電気的な接触子 18 制御装置 20、22 光ファイバまたは光源 24 制御用ビーム 26 光源 28 この発明による装置 30 基盤 31a,31b 鏡 32 入射光ビーム 33 開口部 34 この発明による装置 36、38、40 入力光ビーム 48、49 レーザビーム 50 多重量子井戸構造GaAs/GaAlAs 52,54 バッファ層 56、58 電気的な接触子 60 半導体基盤 62、64 ブラッグミラー 68、70 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルセル ベンスーサン フランス国， 92100 ブローネ， クー ル アキテーン 881番地 (72)発明者 ジャン−ルイ ウダ−ル フランス国， 92290 シャテナ−マラブ リィ， リュ デ トルク 22番地 (72)発明者 ジュアン−アリエル レベンソン フランス国， 75014 パリ， リュ ジ ョージ シャシェ ８番地

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つの入力光ビ−ム(8、8a;3
    2;36、38、40)が少なくとも１つの共振モードを有する少
    なくとも１つのファブリー−ペロ共振器（２）に加えら
    れており、この共振器は２つの鏡(M1,M2) により定めら
    れ更に基盤(4、30)の上に層を堆積することにより形成さ
    れていることを特徴とし、これらの層の少なくとも１つ
    は誘導放出により前記の入力光ビームを増幅できる活性
    化媒体（６）を形成しており、この入力光ビームの波長
    はファブリー−ペロ共振器の共振の波長のほぼ近くであ
    り、更に活性化媒体内の自由電荷のキャリア密度が入力
    光ビームに対し前記の活性化媒体をある時は吸収するよ
    うにまたある時は増幅するように変化し、これにより少
    なくとも１つの出力光ビーム(9, 9a;10,12;42,44,46)が
    得られ、その輝度が入力ビームに対し変調されしかも増
    幅されていることを特徴とする少なくとも１つの光ビー
    ムの変調法。
  2. 【請求項２】 キャビティがマルチモードであることを
    特徴とし、更に異なる波長の多数の入力ビームが使用さ
    れており、各波長がこのキャビティの共振の波長の１つ
    の近くに選択されていることを特徴とする請求項１に記
    載の方法。
  3. 【請求項３】 層の堆積に少なくとも１つのP −N 接合
    を含むことを特徴とし、更に活性化媒体内（６）で自由
    電荷のキャリアを注入ししかも自由電荷のキャリア密度
    を変更するように分極を変化させる間に前記のP −N 接
    合が直接的に分極されることを特徴とする請求項１に記
    載の方法。
  4. 【請求項４】 制御用光ビーム(24)が更に活性化媒体
    （６）に加えられ、前記の制御用光ビームが前記の活性
    化媒体により吸収されしかも前記の活性化媒体の中で光
    学ポンピングを行なうのに適していることを特徴とし、
    更に制御用光ビームの輝度が変化し活性化媒体の中で自
    由電荷のキャリア密度を変化させることを特徴とする請
    求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 入力ビームの波長がオフ状態のキャビテ
    ィの共振の波長に等しいことを特徴とする請求項１に記
    載の方法。
  6. 【請求項６】 入力ビームの波長がオン状態のキャビテ
    ィの共振の波長に等しいことを特徴とする請求項１に記
    載の方法。
  7. 【請求項７】 活性化媒体（６）の中で電子注入または
    定常光ポンピングが行なわれていることを特徴とし、更
    に活性化媒体に作用が連続して生じ出力光ビーム(10、1
    2;42、44, 46）を得るため利得スイッチングが行なわれ
    ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 活性化媒体（６）が励起されレーザ放射
    (48、49) が行なわれることを特徴とする請求項１に記載
    に方法。
  9. 【請求項９】 入力光ビーム（８）が共振器の鏡の１つ
    の上の入射角がゼロでないことを特徴とする請求項１に
    記載の方法。
  10. 【請求項10】 多数の入力光ビーム(8,8a;32,36,38,40)
    が共振器に加えられ、前記の入力光ビームが共振器の鏡
    の一方に対し種々の入射方向と光学的に異なる波長を有
    しており、それぞれの波長はキャビティの同じ共振の波
    長またはキャビティがマルチモードの場合はキャビティ
    の異なる共振の波長に選択されているが、これにより同
    じ変調が前記の多数のビームに加えられ、出力の方向ま
    たは波長のいずれかにより識別されることを特徴とする
    請求項１に記載の方法。
  11. 【請求項11】 多数の入力ビームが同じ基盤の上に二次
    元の配列を有する多数のファブリー−ペロ共振器にそれ
    ぞれ加えられ多数の変調され増幅された出力ビームを得
    ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  12. 【請求項12】 少なくとも１つの共振モードを有する少
    なくとも１つのファブリー−ペロ共振器から成り、この
    共振器は２つの鏡(M1 、M2) により定められ更に基盤
    （４）の上に層を堆積することにより形成されている
    が、これらの層の少なくとも１つは誘導放出により少な
    くとも１つの入力光ビーム(8,8a;32;36,38,40)を増幅で
    きる活性化媒体（６）を形成しており、この入力光ビー
    ムの波長はファブリー−ペロ共振器と活性化媒体内で自
    由電荷のキャリア密度を変えるための装置(18 、26) の
    共振の波長の近くにあるが、これは入力光ビームに対し
    前記の活性化媒体がある時は吸収されまたある時は増幅
    され、これにより少なくとも１つの出力光ビーム(9,9a;
    10,12;42,44,46) が得られ、その輝度が入力ビームに対
    し変調されしかも増幅されていることを特徴とする少な
    くとも１つの光ビームの変調装置。
  13. 【請求項13】 活性化媒体が少なくとも１つの共振器の
    鏡の中にあることを特徴とする請求項12に記載の装置。
  14. 【請求項14】 活性化媒体（６）が２つの共振器の鏡(M
    1 ，M2) の間にあることを特徴とする請求項12に記載の
    装置。
  15. 【請求項15】 少なくとも１つのP −N 接合を有するこ
    とを特徴とし更に活性化媒体の中で自由電荷のキャリア
    密度を変化させるための装置が前記の接合を直接的に分
    極ししかも出力ビーム(9,9a;10,12;42,44,46）の変調を
    得るように前記の分極を変化させることを特徴とする請
    求項14に記載の装置。
  16. 【請求項16】 基盤（４）が入力光ビーム(8;36、38、40)
    にトランスペアレントであるが、これは装置が基盤を通
    して透過または反射を行なうことができるようにするた
    めであることを特徴とする請求項12に記載の装置。
  17. 【請求項17】 基盤に少なくとも１つの開口部があり、
    この開口部により一次モジュレータが定められることを
    特徴とする請求項12に記載の装置。
  18. 【請求項18】 装置が反射状態で動作するため、同じ鏡
    (M1)が出力光ビーム(10;42、44、46）の出力面と同じく入
    力光ビーム(8;36、38、40)の入力面を形成することを特徴
    とする請求項12に記載の装置。
  19. 【請求項19】 入力光ビームの波長が共振器の共振モー
    ドであることを特徴とし、更に鏡(M1)の反射率が装置の
    他の鏡(M2)の反射率より小さいことを特徴とする請求項
    18に記載の装置。
  20. 【請求項20】 入力光ビームの波長が共振器の共振モー
    ドであることを特徴とし、更に前記鏡(M1)の反射率が装
    置の他の鏡(M2)の反射率以上であることを特徴とする請
    求項18に記載の装置。
  21. 【請求項21】 共振器がレーザ放出を行なうようにされ
    ていることを特徴とする請求項12に記載の装置。
  22. 【請求項22】 同じ基盤(30)の上に二次元に配置された
    多数のファブリー−ペロ共振器を有していることを特徴
    とする請求項12に記載の装置。
  23. 【請求項23】 III −Ｖ族材料から形成されることを特
    徴とする請求項12に記載の装置。
  24. 【請求項24】 少なくとも１つの鏡が誘電体の多層であ
    ることを特徴とする請求項12に記載の装置。
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