JPH077178A - 整数利得自己エレクトロオプティック効果デバイス - Google Patents
整数利得自己エレクトロオプティック効果デバイスInfo
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- JPH077178A JPH077178A JP5322993A JP32299393A JPH077178A JP H077178 A JPH077178 A JP H077178A JP 5322993 A JP5322993 A JP 5322993A JP 32299393 A JP32299393 A JP 32299393A JP H077178 A JPH077178 A JP H077178A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
- H01L31/14—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the light source or sources being controlled by the semiconductor device sensitive to radiation, e.g. image converters, image amplifiers or image storage devices
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
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- G—PHYSICS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本件発明は、光デバイスより詳細には自己エ
レクトロオプティック効果を使用するデバイスに関す
る。 【構成】 本発明の一つの実施例においては、所定の数
の量子井戸ダイオードが、定常状態において、各量子井
戸ダイオードが正確に同量の電流を導電し、こうして、
（実質的に同一のダイオード構造を想定した場合）正確
に同量の光学パワーを吸収するように電気的に電源と直
列に接続される。光学入力信号は量子井戸ダイオードを
各量子井戸ダイオードがそれ自体のパワー源光線を受信
するように構成することによって複製される。また、光
学入力信号は量子井戸ダイオードを単一のパワー源光線
が量子井戸ダイオードの全てを通過するように構成する
ことによって増幅される。
レクトロオプティック効果を使用するデバイスに関す
る。 【構成】 本発明の一つの実施例においては、所定の数
の量子井戸ダイオードが、定常状態において、各量子井
戸ダイオードが正確に同量の電流を導電し、こうして、
（実質的に同一のダイオード構造を想定した場合）正確
に同量の光学パワーを吸収するように電気的に電源と直
列に接続される。光学入力信号は量子井戸ダイオードを
各量子井戸ダイオードがそれ自体のパワー源光線を受信
するように構成することによって複製される。また、光
学入力信号は量子井戸ダイオードを単一のパワー源光線
が量子井戸ダイオードの全てを通過するように構成する
ことによって増幅される。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は光学デバイス、より詳細には、自
己エレクトロオプティク効果（self-electrooptic effe
ct）を使用するデバイスに関する。
己エレクトロオプティク効果（self-electrooptic effe
ct）を使用するデバイスに関する。
【０００２】
【発明の背景】通信及び計算などのような分野でのオプ
ティクス及び光学デバイスの使用は光学信号のパワー利
得を増加する光学デバイスの必要性を生みだした。ま
た、これら分野において要求される処理の複雑さのため
に、これら信号が並列に、しかも大きなパワー損失なし
に処理できるようにするために光学信号を正確に複製す
ることが望まれ、或は必要とされるようになった。
ティクス及び光学デバイスの使用は光学信号のパワー利
得を増加する光学デバイスの必要性を生みだした。ま
た、これら分野において要求される処理の複雑さのため
に、これら信号が並列に、しかも大きなパワー損失なし
に処理できるようにするために光学信号を正確に複製す
ることが望まれ、或は必要とされるようになった。
【０００３】光学信号のパワーを増加するための一つの
技法は光トランジスタを使用して光学信号を増幅する方
法である。但し、光トランジスタは注意深い製造制御を
必要とする。より詳細には、全イメージを同一の増幅特
性にて増幅するための許容できる公差内の利得特性を持
つアレイの光トランジスタを得ることは困難である。
技法は光トランジスタを使用して光学信号を増幅する方
法である。但し、光トランジスタは注意深い製造制御を
必要とする。より詳細には、全イメージを同一の増幅特
性にて増幅するための許容できる公差内の利得特性を持
つアレイの光トランジスタを得ることは困難である。
【０００４】光学信号の複製は光線スプリッタを使用し
て生成することができる。ただし、光線スプリッタは通
常完全に製造されることはなく、従って、等しくない反
射及び透過イメージを生成することがある。さらに、光
学信号の複製を生成するための光学スプリッタの使用は
元の信号内のパワーが複数の複製間で分割されるために
生成された複製のパワーを低減させる。この低減された
パワーでは光学信号の高速並列処理を許すには不十分な
場合がある。
て生成することができる。ただし、光線スプリッタは通
常完全に製造されることはなく、従って、等しくない反
射及び透過イメージを生成することがある。さらに、光
学信号の複製を生成するための光学スプリッタの使用は
元の信号内のパワーが複数の複製間で分割されるために
生成された複製のパワーを低減させる。この低減された
パワーでは光学信号の高速並列処理を許すには不十分な
場合がある。
【０００５】
【本件発明の概要】向上された光学情報処理能力が入力
光学信号に整数利得（integer gain）を提供するために
一つ或は複数のパワー源光線を変調するＳＥＥＤデバイ
スを提供することによって達成される。この“整数利
得”ＳＥＥＤは入力光学信号を複製或は増幅するように
構成することができる。
光学信号に整数利得（integer gain）を提供するために
一つ或は複数のパワー源光線を変調するＳＥＥＤデバイ
スを提供することによって達成される。この“整数利
得”ＳＥＥＤは入力光学信号を複製或は増幅するように
構成することができる。
【０００６】本発明の一つの実施例においては、所定の
数の量子井戸ダイオードが、定常状態において、各量子
井戸ダイオードが正確に同量の電流を導電し、こうし
て、（実質的に同一のダイオード構造を想定した場合）
正確に同量の光学パワーを吸収するように電気的に電源
と直列に接続される。光学入力信号は量子井戸ダイオー
ドを各量子井戸ダイオードがそれ自体のパワー源光線を
受信するように構成することによって複製される。ま
た、光学入力信号は量子井戸ダイオードを単一のパワー
源光線が量子井戸ダイオードの全てを通過するように構
成することによって増幅される。
数の量子井戸ダイオードが、定常状態において、各量子
井戸ダイオードが正確に同量の電流を導電し、こうし
て、（実質的に同一のダイオード構造を想定した場合）
正確に同量の光学パワーを吸収するように電気的に電源
と直列に接続される。光学入力信号は量子井戸ダイオー
ドを各量子井戸ダイオードがそれ自体のパワー源光線を
受信するように構成することによって複製される。ま
た、光学入力信号は量子井戸ダイオードを単一のパワー
源光線が量子井戸ダイオードの全てを通過するように構
成することによって増幅される。
【０００７】
【詳細な記述】本発明の教示に対する基礎を確立するた
めに、本発明の詳細な説明を行なう前に自己エレクトロ
オプテック効果デバイス（self-electrooptic effect d
evice、ＳＥＥＤ）の構造及び動作について簡単に説明
する。
めに、本発明の詳細な説明を行なう前に自己エレクトロ
オプテック効果デバイス（self-electrooptic effect d
evice、ＳＥＥＤ）の構造及び動作について簡単に説明
する。
【０００８】量子井戸ＳＥＥＤは層状にされた半導体構
造内の大きな電子吸収機構（electroabsorbtive mechan
isms）に基づいて動作するオプトエレクトロニックデバ
イスの一族である。これらデバイスについては、例え
ば、合衆国特許第４，５４６，２２４号、４，７５１，
３７８号、及び４，７５４，１３２号において詳細に説
明されている。従来のＳＥＥＤは光ダイオード（ここで
は量子井戸ダイオードと呼ばれる）の真性（ｉ）領域内
に一つ或は複数の量子井戸層を持つＧａＡｓ／ＡｌＧａ
Ａｓ ｐ−ｉ−ｎ光ダイオードを含む。この量子井戸ダ
イオードはダイオードを逆バイアスする電流源に結合さ
れる。実用においては、量子井戸ダイオードは逆バイア
スのレンジを通じてダイオードの真性領域内に吸収され
た各光子に対して正確に１つの電子の光電流が流れるよ
うな構造にされる。
造内の大きな電子吸収機構（electroabsorbtive mechan
isms）に基づいて動作するオプトエレクトロニックデバ
イスの一族である。これらデバイスについては、例え
ば、合衆国特許第４，５４６，２２４号、４，７５１，
３７８号、及び４，７５４，１３２号において詳細に説
明されている。従来のＳＥＥＤは光ダイオード（ここで
は量子井戸ダイオードと呼ばれる）の真性（ｉ）領域内
に一つ或は複数の量子井戸層を持つＧａＡｓ／ＡｌＧａ
Ａｓ ｐ−ｉ−ｎ光ダイオードを含む。この量子井戸ダ
イオードはダイオードを逆バイアスする電流源に結合さ
れる。実用においては、量子井戸ダイオードは逆バイア
スのレンジを通じてダイオードの真性領域内に吸収され
た各光子に対して正確に１つの電子の光電流が流れるよ
うな構造にされる。
【０００９】量子井戸ダイオードによって吸収される光
学パワーの量、及びダイオードによって生成される光電
流の量はダイオードの両端の電圧に依存する（光線の光
子エネルギはダイオードの吸収及び光電流が電圧の増加
と共に増加するように選択される。）。光電流は、する
と、それを通じて光電流が流れる外部回路に従って量子
井戸ダイオードの両端の電圧を変化させる。この外部回
路がそれを通じて流れる電流がそれの両端の電圧に実質
的に依存しない（いわゆる”定電流源”と呼ばれる）特
性を持つ場合、これは“自己線型変調（self-linearize
d modulation）”と呼ばれるフィードバック機構を生成
する。
学パワーの量、及びダイオードによって生成される光電
流の量はダイオードの両端の電圧に依存する（光線の光
子エネルギはダイオードの吸収及び光電流が電圧の増加
と共に増加するように選択される。）。光電流は、する
と、それを通じて光電流が流れる外部回路に従って量子
井戸ダイオードの両端の電圧を変化させる。この外部回
路がそれを通じて流れる電流がそれの両端の電圧に実質
的に依存しない（いわゆる”定電流源”と呼ばれる）特
性を持つ場合、これは“自己線型変調（self-linearize
d modulation）”と呼ばれるフィードバック機構を生成
する。
【００１０】自己線型変調においては、量子井戸ダイオ
ードの両端の電圧がそれ自身を調整して、光電流が電流
源からの電流と正確に等しくなる。ダイオードが多すぎ
る光電流を生成している場合は、量子井戸ダイオードの
キャパシタンスを放電させるように働く正味電流が存在
し、ダイオードの両端の電圧が減少し、こうして、ダイ
オードの吸収が減少される。反対に、量子井戸ダイオー
ドが少なすぎる光電流を生成している場合は、ダイオー
ドの両端の電圧が増加し、吸収を増加させる。従って、
定常状態においては、量子井戸ダイオードによって吸収
されるパワーＰA は以下の式に従ってダイオードを通じ
て流れる電流ＩC に線型的に比例する。
ードの両端の電圧がそれ自身を調整して、光電流が電流
源からの電流と正確に等しくなる。ダイオードが多すぎ
る光電流を生成している場合は、量子井戸ダイオードの
キャパシタンスを放電させるように働く正味電流が存在
し、ダイオードの両端の電圧が減少し、こうして、ダイ
オードの吸収が減少される。反対に、量子井戸ダイオー
ドが少なすぎる光電流を生成している場合は、ダイオー
ドの両端の電圧が増加し、吸収を増加させる。従って、
定常状態においては、量子井戸ダイオードによって吸収
されるパワーＰA は以下の式に従ってダイオードを通じ
て流れる電流ＩC に線型的に比例する。
【００１１】
【数１】
【００１２】
【外１】
【００１３】発明者は定常状態において各量子井戸ダイ
オードが正確に同一の電流を通電し、こうして正確に同
一量の光パワーを吸収するように任意の数の量子井戸ダ
イオードを電流源と直列に位置することができることを
認識した。電流源が入力光ダイオードである場合、この
新規のＳＥＥＤ構成は入力光信号内に”整数利得”を提
供するために一つ或は複数のパワー源光線を変調するた
めに使用することができる。本発明人は、この“整数利
得”ＳＥＥＤが入力光信号を複製或は増幅するように構
成できることを認識した。
オードが正確に同一の電流を通電し、こうして正確に同
一量の光パワーを吸収するように任意の数の量子井戸ダ
イオードを電流源と直列に位置することができることを
認識した。電流源が入力光ダイオードである場合、この
新規のＳＥＥＤ構成は入力光信号内に”整数利得”を提
供するために一つ或は複数のパワー源光線を変調するた
めに使用することができる。本発明人は、この“整数利
得”ＳＥＥＤが入力光信号を複製或は増幅するように構
成できることを認識した。
【００１４】図１は入力光信号を複製するように構成さ
れた整数利得ＳＥＥＤ１０を示す。整数利得ＳＥＥＤ１
０（“複製ＳＥＥＤ”とも呼ばれる）は一つの入力光ダ
イオード、及び４つの実質的に同一の量子井戸ダイオー
ド１４、１６、１８、及び２０を含む。光ダイオード１
２及び量子井戸ダイオードは電圧源２２と直列に接続さ
れ、これによって逆バイアスされる。入力光信号ＰD は
光ダイオード１２に当るが、これは各量子井戸ダイオー
ドを通じて流れ、これらダイオードの吸収特性を制御す
る光電流ＩC を生成する。各量子井戸ダイオードはパワ
ー源光線Ｐinを受信し、光信号ＰRoutを出力する。これ
ら量子井戸ダイオードを通じて流れる電流ＩC は入力光
ダイオードによって吸収される光パワーに比例するため
に、各量子井戸ダイオードは入力光ダイオード１２によ
って吸収されるパワーに比例する量の光パワーを吸収す
る。好ましくは、各量子井戸ダイオードはそれを通過す
る各電子に対して一つの光子を吸収する。これは各量子
井戸ダイオード内に入力信号の光学パワーに比例する吸
収されたパワーを生成する。光線ＰD 及びＰinの光子エ
ネルギが等しく、ダイオード１２がその上に当った各光
子に対して１電子の電流をパスするようなケースにおい
ては、各量子井戸ダイオードによって吸収されるパワー
は入力信号ＰD の光学パワーに等しい。このようにし
て、複製ＳＥＥＤ１０は量子井戸ダイオードの出力の所
に光学信号ＰD の４つの正確に反転されたコピーを生成
する。ＰRoutはＰD の正確に反転された複製であり、こ
れは、例えば、ＰD に関するパラレル情報処理を遂行す
るために使用することができる。
れた整数利得ＳＥＥＤ１０を示す。整数利得ＳＥＥＤ１
０（“複製ＳＥＥＤ”とも呼ばれる）は一つの入力光ダ
イオード、及び４つの実質的に同一の量子井戸ダイオー
ド１４、１６、１８、及び２０を含む。光ダイオード１
２及び量子井戸ダイオードは電圧源２２と直列に接続さ
れ、これによって逆バイアスされる。入力光信号ＰD は
光ダイオード１２に当るが、これは各量子井戸ダイオー
ドを通じて流れ、これらダイオードの吸収特性を制御す
る光電流ＩC を生成する。各量子井戸ダイオードはパワ
ー源光線Ｐinを受信し、光信号ＰRoutを出力する。これ
ら量子井戸ダイオードを通じて流れる電流ＩC は入力光
ダイオードによって吸収される光パワーに比例するため
に、各量子井戸ダイオードは入力光ダイオード１２によ
って吸収されるパワーに比例する量の光パワーを吸収す
る。好ましくは、各量子井戸ダイオードはそれを通過す
る各電子に対して一つの光子を吸収する。これは各量子
井戸ダイオード内に入力信号の光学パワーに比例する吸
収されたパワーを生成する。光線ＰD 及びＰinの光子エ
ネルギが等しく、ダイオード１２がその上に当った各光
子に対して１電子の電流をパスするようなケースにおい
ては、各量子井戸ダイオードによって吸収されるパワー
は入力信号ＰD の光学パワーに等しい。このようにし
て、複製ＳＥＥＤ１０は量子井戸ダイオードの出力の所
に光学信号ＰD の４つの正確に反転されたコピーを生成
する。ＰRoutはＰD の正確に反転された複製であり、こ
れは、例えば、ＰD に関するパラレル情報処理を遂行す
るために使用することができる。
【００１５】図２は入力ダイオード１２から受信された
入力信号ＰD を増幅するように構成された整数利得ＳＥ
ＥＤ２４を示す。整数利得２４は複製ＳＥＥＤ１０と同
一の要素を含むが、但し、量子井戸ダイオード１２、１
６、１８及び２０が単一のパワー源光線Ｐinが各量子井
戸ダイオードを通過するように”スタック”配列に構成
される。より詳細には、Ｐinは量子井戸ダイオード２０
に入り、量子井戸ダイオード１４からＰSoutとして出
る。各量子井戸ダイオードは光学パワーを光ダイオード
１２によって吸収されたパワーに比例する量だけ吸収す
る。一つの好ましい実施例においては、量子井戸ダイオ
ードは光ダイオード１２によって吸収されたパワーに等
しい量だけ吸収し、このためにＰinとＰSoutの間の差
（つまり、量子井戸ダイオードによって吸収された総パ
ワー）は光ダイオード１２によって吸収された光学パワ
ーの整数倍となり、こうして、整数利得を提供する。
入力信号ＰD を増幅するように構成された整数利得ＳＥ
ＥＤ２４を示す。整数利得２４は複製ＳＥＥＤ１０と同
一の要素を含むが、但し、量子井戸ダイオード１２、１
６、１８及び２０が単一のパワー源光線Ｐinが各量子井
戸ダイオードを通過するように”スタック”配列に構成
される。より詳細には、Ｐinは量子井戸ダイオード２０
に入り、量子井戸ダイオード１４からＰSoutとして出
る。各量子井戸ダイオードは光学パワーを光ダイオード
１２によって吸収されたパワーに比例する量だけ吸収す
る。一つの好ましい実施例においては、量子井戸ダイオ
ードは光ダイオード１２によって吸収されたパワーに等
しい量だけ吸収し、このためにＰinとＰSoutの間の差
（つまり、量子井戸ダイオードによって吸収された総パ
ワー）は光ダイオード１２によって吸収された光学パワ
ーの整数倍となり、こうして、整数利得を提供する。
【００１６】図３は図２のスタックＳＥＥＤの代替実施
例を示すが、パワー源光線は各量子井戸ダイオードを二
回通過する。より詳細には、図３の”反射”スタックＳ
ＥＥＤ２６においては、パワー光線Ｐinは量子井戸ダイ
オード２０に入り、量子井戸ダイオード１８、１６、及
び１４を通過してミラー２８に当る。光線はミラー２８
から反射され、再び量子井戸ダイオードのスタックを通
過し、量子井戸ダイオード２０からＰSoutとして出る。
光線ＰSoutは入力光ダイオードによって受信された入力
信号ＰD に対する４の整数利得を示す。
例を示すが、パワー源光線は各量子井戸ダイオードを二
回通過する。より詳細には、図３の”反射”スタックＳ
ＥＥＤ２６においては、パワー光線Ｐinは量子井戸ダイ
オード２０に入り、量子井戸ダイオード１８、１６、及
び１４を通過してミラー２８に当る。光線はミラー２８
から反射され、再び量子井戸ダイオードのスタックを通
過し、量子井戸ダイオード２０からＰSoutとして出る。
光線ＰSoutは入力光ダイオードによって受信された入力
信号ＰD に対する４の整数利得を示す。
【００１７】図２及び３のスタックＳＥＥＤからの出力
パワーは明示的にはＰSout＝Ｐin−ｎＰD によって与え
られるが、ここで、光学信号利得はｎの値を持つ。
パワーは明示的にはＰSout＝Ｐin−ｎＰD によって与え
られるが、ここで、光学信号利得はｎの値を持つ。
【００１８】図２及び３のスタックＳＥＥＤの層の厚さ
は先行する量子井戸ダイオードが次の量子井戸ダイオー
ドに伝送されるための十分なパワーがなくならないよう
にあまり多くのパワーを吸収しないように選択され、こ
うして次の量子井戸ダイオードが十分な光ダイオードを
生成することが確保される。スタックＳＥＥＤを設計す
るための一つの技法は、層の厚さを、ある特定の吸収係
数において全てのダイオードが同一の吸収を持つように
選択する方法である。この吸収係数は、ある与えられた
波長において、場のみの関数である。従って、この場が
全ての量子井戸ダイオード内において同一であるセット
の条件が存在する。許される最大の吸収係数を選択する
ことによってある与えられた最小透過或は反射を達成す
るために要求される吸収材料の全体の厚さが最小化され
る。この吸収係数は吸収係数が場と共に増加すべきであ
るために許される最も大きな場に対応する。
は先行する量子井戸ダイオードが次の量子井戸ダイオー
ドに伝送されるための十分なパワーがなくならないよう
にあまり多くのパワーを吸収しないように選択され、こ
うして次の量子井戸ダイオードが十分な光ダイオードを
生成することが確保される。スタックＳＥＥＤを設計す
るための一つの技法は、層の厚さを、ある特定の吸収係
数において全てのダイオードが同一の吸収を持つように
選択する方法である。この吸収係数は、ある与えられた
波長において、場のみの関数である。従って、この場が
全ての量子井戸ダイオード内において同一であるセット
の条件が存在する。許される最大の吸収係数を選択する
ことによってある与えられた最小透過或は反射を達成す
るために要求される吸収材料の全体の厚さが最小化され
る。この吸収係数は吸収係数が場と共に増加すべきであ
るために許される最も大きな場に対応する。
【００１９】図２のＳＥＥＤのような透過スタックＳＥ
ＥＤの設計においては、ダイオード数ｎ（つまり、要求
される利得）及びＳＥＥＤの要求される最小総透過Ｔ
min が最初に選択される。各量子井戸ダイオードは入力
信号パワーＰD に等しい量の光学パワーを吸収するため
に、この最小透過のケースは以下の式によって与えられ
る。
ＥＤの設計においては、ダイオード数ｎ（つまり、要求
される利得）及びＳＥＥＤの要求される最小総透過Ｔ
min が最初に選択される。各量子井戸ダイオードは入力
信号パワーＰD に等しい量の光学パワーを吸収するため
に、この最小透過のケースは以下の式によって与えられ
る。
【００２０】
【数２】 ここで、ＰDmaxは結果としてある与えられたＴmin に対
して最小の透過を与えるダイオード１２上への入射パワ
ーである。入射パワーＰinm を持つ任意の層ｍに対し
て、この層の厚さｄimm は以下の式によって与えられ
る。
して最小の透過を与えるダイオード１２上への入射パワ
ーである。入射パワーＰinm を持つ任意の層ｍに対し
て、この層の厚さｄimm は以下の式によって与えられ
る。
【００２１】
【数３】
【００２２】図３のＳＥＥＤのような反射スタックＳＥ
ＥＤの設計においては、ある与えられた量子井戸ダイオ
ード内で吸収されるパワーが初期の光線及び反射された
光線の両方から吸収されたパワーの総和であることを考
慮しなければならない。図３との関連で説明されたよう
に、反射スタックＳＥＥＤはミラーから開始して量子井
戸ダイオードを通じて上側方向に向かって考慮すること
によって分析することができる。最初に、ボトムのダイ
オード（つまり、図３の量子井戸ダイオード１４）に対
して吸光度が選択される。次に、他の量子井戸ダイオー
ドに対する吸収の厚さが決定される。最後に、最小反射
率Ｒmin が決定される。このケースにおいては、ダイオ
ード１４に対してαmax ｄ1 の吸光度が選択されるが、
ここで、ｄ1 はダイオードの厚さである。任意のダイオ
ードによって吸収されるパワーは、量子井戸ダイオード
がそれらの自己線型領域内にあるとき常にＰD に等し
く、そこで、最大吸収の場合に対して以下の式が成り立
つ。
ＥＤの設計においては、ある与えられた量子井戸ダイオ
ード内で吸収されるパワーが初期の光線及び反射された
光線の両方から吸収されたパワーの総和であることを考
慮しなければならない。図３との関連で説明されたよう
に、反射スタックＳＥＥＤはミラーから開始して量子井
戸ダイオードを通じて上側方向に向かって考慮すること
によって分析することができる。最初に、ボトムのダイ
オード（つまり、図３の量子井戸ダイオード１４）に対
して吸光度が選択される。次に、他の量子井戸ダイオー
ドに対する吸収の厚さが決定される。最後に、最小反射
率Ｒmin が決定される。このケースにおいては、ダイオ
ード１４に対してαmax ｄ1 の吸光度が選択されるが、
ここで、ｄ1 はダイオードの厚さである。任意のダイオ
ードによって吸収されるパワーは、量子井戸ダイオード
がそれらの自己線型領域内にあるとき常にＰD に等し
く、そこで、最大吸収の場合に対して以下の式が成り立
つ。
【００２３】
【数４】 層ｍの下のパワ−に関しての層の厚さｄm は以下によっ
て与えられる。
て与えられる。
【００２４】
【数５】
【００２５】構造のボトムから解いて行くことにより、
層１に対してＰDmaxが推定され、これに続いてより高い
層の各々に対するパワーが推定される。
層１に対してＰDmaxが推定され、これに続いてより高い
層の各々に対するパワーが推定される。
【００２６】図４は４つの量子井戸ダイオードを持つ透
過及び反射スタックＳＥＥＤの両方の一例としての設計
に対するピーク吸光度及び層の厚さを示すテーブルであ
る。図４のピーク吸光度Ｇm はαmax ｄm に等しいが、
ここで、αmax はこの材料の動作波長において使用され
るピーク吸収係数である。これらは０．１の最小透過或
は反射に対して計算され、５０００ｃｍ-1のピーク吸収
係数を想定する。
過及び反射スタックＳＥＥＤの両方の一例としての設計
に対するピーク吸光度及び層の厚さを示すテーブルであ
る。図４のピーク吸光度Ｇm はαmax ｄm に等しいが、
ここで、αmax はこの材料の動作波長において使用され
るピーク吸収係数である。これらは０．１の最小透過或
は反射に対して計算され、５０００ｃｍ-1のピーク吸収
係数を想定する。
【００２７】図４は、透過スタックＳＥＥＤにおいて
は、これら層が入力量子井戸ダイオード２０から出力量
子井戸ダイオード１４に移動するに従って非常に厚くな
らなければならないことを示す。これは、出力、つま
り、ダイオード１４により近い量子井戸ダイオード上に
当る光学パワーが先行する量子井戸ダイオード内の吸収
によって大きく低減されるために起こる。従って、後続
ダイオード内の吸光度は同一の吸収パワーを達成するた
めにより高くなければならない。
は、これら層が入力量子井戸ダイオード２０から出力量
子井戸ダイオード１４に移動するに従って非常に厚くな
らなければならないことを示す。これは、出力、つま
り、ダイオード１４により近い量子井戸ダイオード上に
当る光学パワーが先行する量子井戸ダイオード内の吸収
によって大きく低減されるために起こる。従って、後続
ダイオード内の吸光度は同一の吸収パワーを達成するた
めにより高くなければならない。
【００２８】透過ＳＥＥＤとは対比的に、反射ＳＥＥＤ
内の層の厚さは、ＳＥＥＤを通じて二つの方向に伝わる
光線内のパワー間の補償が存在するために、互いにより
類似する。例えば、量子井戸ダイオード２０上に”順方
向”に入射されるパワーＰ54はこれがまだ減衰されてい
ないために大きい。しかし、”逆方向”に入射されるパ
ワーＰ34は高度に減衰されている。こうして、全ての量
子井戸ダイオード上の総入射パワーは反射のケースにお
いてはより接近する傾向を持つ。
内の層の厚さは、ＳＥＥＤを通じて二つの方向に伝わる
光線内のパワー間の補償が存在するために、互いにより
類似する。例えば、量子井戸ダイオード２０上に”順方
向”に入射されるパワーＰ54はこれがまだ減衰されてい
ないために大きい。しかし、”逆方向”に入射されるパ
ワーＰ34は高度に減衰されている。こうして、全ての量
子井戸ダイオード上の総入射パワーは反射のケースにお
いてはより接近する傾向を持つ。
【００２９】図５は量子井戸ダイオードが互いにその上
に成長される場合の図３の反射スタックＳＥＥＤに対す
る一例としての構造を示す。量子井戸ダイオード１４、
１６、１８、及び２０は、互いにトンネル接合ダイオー
ド３０によって分離される。トンネルダイオード３０は
様々なｎ−ｐ−ｉ−ｎ及びｐ−ｎ−ｉ−ｐ構造から起こ
る望ましくない寄生双極トランジスタを最小にする隣接
量子井戸ダイオード間のトンネル接合を形成する。この
トンネル接合はトランジスタのエミッタからトランジス
タのベース内への少数キャリアの注入を阻止する。トン
ネル接合の製造に関しては、ここに参照のために編入さ
れたミラー（Miller）らによってAppl.Phys. Lett. 、
Ｖｏｌ．４９（１９８６年、ページ８２１−２３に掲載
の論文『集積量子井戸自己エレクトロオプティック効果
デバイス：光学的に双安定なスイッチのＮｏ．２ｘ２ア
レイ（Integrated Quantum Well Self-Electro-Optic E
ffect Device：No.2x2 Array of Optically Bistable S
witches ）』においてより詳細に説明されている。
に成長される場合の図３の反射スタックＳＥＥＤに対す
る一例としての構造を示す。量子井戸ダイオード１４、
１６、１８、及び２０は、互いにトンネル接合ダイオー
ド３０によって分離される。トンネルダイオード３０は
様々なｎ−ｐ−ｉ−ｎ及びｐ−ｎ−ｉ−ｐ構造から起こ
る望ましくない寄生双極トランジスタを最小にする隣接
量子井戸ダイオード間のトンネル接合を形成する。この
トンネル接合はトランジスタのエミッタからトランジス
タのベース内への少数キャリアの注入を阻止する。トン
ネル接合の製造に関しては、ここに参照のために編入さ
れたミラー（Miller）らによってAppl.Phys. Lett. 、
Ｖｏｌ．４９（１９８６年、ページ８２１−２３に掲載
の論文『集積量子井戸自己エレクトロオプティック効果
デバイス：光学的に双安定なスイッチのＮｏ．２ｘ２ア
レイ（Integrated Quantum Well Self-Electro-Optic E
ffect Device：No.2x2 Array of Optically Bistable S
witches ）』においてより詳細に説明されている。
【００３０】図５の構造は片側に入りイメージを持ち、
反対側に増幅された出力イメージを持つアレイのデバイ
スを形成するために使用することができる。この構造
は、スタック内の量子井戸ダイオードの数に等しいこの
構造の整数利得だけ増幅された入力イメージ画素の反転
されたバージョンを出力の所に生成する。光ダイオード
１２は光ダイオード１２にこのスタックのボトムから入
射する入力光線ＰD の形式での入力イメージの画素を受
信する。同時に、パワー源光線Ｐinはスタックのトップ
の所で量子井戸ダイオード２０に入射する。入力画素の
光学パワーは光ダイオード１２の真性領域内に吸収され
る。Ｐimは量子井戸ダイオードのスタックを通過し、パ
ワー光線Ｐinの波長を反射するように設計された誘電ス
タックミラー２８から反射される。Ｐinは次に量子井戸
ダイオードを通って戻り、反転され、増幅された出力Ｐ
Soutがスタックのトップから出現する。
反対側に増幅された出力イメージを持つアレイのデバイ
スを形成するために使用することができる。この構造
は、スタック内の量子井戸ダイオードの数に等しいこの
構造の整数利得だけ増幅された入力イメージ画素の反転
されたバージョンを出力の所に生成する。光ダイオード
１２は光ダイオード１２にこのスタックのボトムから入
射する入力光線ＰD の形式での入力イメージの画素を受
信する。同時に、パワー源光線Ｐinはスタックのトップ
の所で量子井戸ダイオード２０に入射する。入力画素の
光学パワーは光ダイオード１２の真性領域内に吸収され
る。Ｐimは量子井戸ダイオードのスタックを通過し、パ
ワー光線Ｐinの波長を反射するように設計された誘電ス
タックミラー２８から反射される。Ｐinは次に量子井戸
ダイオードを通って戻り、反転され、増幅された出力Ｐ
Soutがスタックのトップから出現する。
【００３１】図５のスタック構造が比較的大きな数の量
子井戸ダイオードを含む場合は、全デバイスを電気パワ
ーの供給なしにランすることができる。これを行なうた
めには、量子井戸ダイオードのトップ（つまり、“−”
端子）が従来のダイオード１２のボトム（“＋”端子）
に直接にスタックされる。この自己バイアス動作はこれ
らダイオードの内蔵電圧を利用する。多くのダイオード
を持つ高利得デバイスに対して適当な薄い真性領域の場
合は、この電圧は、これら量子井戸に対する十分なバイ
アス場を提供するために十分な大きさとなり得る。光が
これら量子井戸上に照らされると、これら量子井戸は、
順方向にバイアスされ、集合的にダイオード１２をその
動作領域に入れるのに十分な逆バイアスを生成する。こ
のような構成は電気パワーの供給を必要としないオプト
エレクトロニックイメージ増幅器を可能にする。
子井戸ダイオードを含む場合は、全デバイスを電気パワ
ーの供給なしにランすることができる。これを行なうた
めには、量子井戸ダイオードのトップ（つまり、“−”
端子）が従来のダイオード１２のボトム（“＋”端子）
に直接にスタックされる。この自己バイアス動作はこれ
らダイオードの内蔵電圧を利用する。多くのダイオード
を持つ高利得デバイスに対して適当な薄い真性領域の場
合は、この電圧は、これら量子井戸に対する十分なバイ
アス場を提供するために十分な大きさとなり得る。光が
これら量子井戸上に照らされると、これら量子井戸は、
順方向にバイアスされ、集合的にダイオード１２をその
動作領域に入れるのに十分な逆バイアスを生成する。こ
のような構成は電気パワーの供給を必要としないオプト
エレクトロニックイメージ増幅器を可能にする。
【００３２】本発明が集積スタック構造との関連で説明
されたが、当業者においては本発明のスタック整数利得
ＳＥＥＤは本発明の範囲から逸脱することなく様々な方
法で構成できるものである。例えば、スタックＳＥＥＤ
は多くの別個の量子井戸ダイオードを使用して構成する
ことも、或は同一の光線をプレーナアレイ内の多くの直
列に接続されたダイオードを順番に通過させる光学スキ
ームを使用して構成することもできる。
されたが、当業者においては本発明のスタック整数利得
ＳＥＥＤは本発明の範囲から逸脱することなく様々な方
法で構成できるものである。例えば、スタックＳＥＥＤ
は多くの別個の量子井戸ダイオードを使用して構成する
ことも、或は同一の光線をプレーナアレイ内の多くの直
列に接続されたダイオードを順番に通過させる光学スキ
ームを使用して構成することもできる。
【００３３】本発明の整数利得機能は”差分整数利得
（differential integer gain ）”ＳＥＥＤを生成する
ために好都合に差分ＳＥＥＤの機能と結合することがで
きる。差分ＳＥＥＤについては、本発明と所有者を同一
とする本発明と同時に審理中のここに同時に請求され、
ここに参照のために編入されている『差分自己エレクト
ロオプティック効果デバイス（Differential Sele-Elec
trooptic Effect Device）』という名称の合衆国特許出
願第０７／９９７，４１４号において説明されている。
（differential integer gain ）”ＳＥＥＤを生成する
ために好都合に差分ＳＥＥＤの機能と結合することがで
きる。差分ＳＥＥＤについては、本発明と所有者を同一
とする本発明と同時に審理中のここに同時に請求され、
ここに参照のために編入されている『差分自己エレクト
ロオプティック効果デバイス（Differential Sele-Elec
trooptic Effect Device）』という名称の合衆国特許出
願第０７／９９７，４１４号において説明されている。
【００３４】図６は図２の透過スタックＳＥＥＤに類似
する差分スタックＳＥＥＤ３２を示す。差分スタックＳ
ＥＥＤ３２は量子井戸ダイオードの二つのグループ３４
及び３６を持つ。各グループ３４及び３６は電気的に直
列に接続され、単一の光線がある与えられたグループ内
の全ての量子井戸ダイオードを通過するように構成され
た４つの量子井戸ダイオードを含む。グループ３４及び
３６は互いにグループ３４によって吸収される光学パワ
ーとグループ３６によって吸収される光学パワーとの間
の差がグループ３４と３６の間に形成されるノード３８
内に流れる電流ＩC に比例するように電気的に結合され
る。この特定の実施例においては、吸収されたパワーの
差は入力光ダイオード４０と４２によって吸収された入
力パワーの差によって決定される。従って、出力パワー
ＰSout1 とＰSout2 の差は（このケースにおいては、４
の整数利得である）整数利得を持った入力パワーの増幅
されたバージョンである。対応する構造が差分反射スタ
ックＳＥＥＤに対して図３の反射スタックＳＥＥＤとの
関連で説明されたのと類似する分析を使用して構成でき
ることが理解できるものである。
する差分スタックＳＥＥＤ３２を示す。差分スタックＳ
ＥＥＤ３２は量子井戸ダイオードの二つのグループ３４
及び３６を持つ。各グループ３４及び３６は電気的に直
列に接続され、単一の光線がある与えられたグループ内
の全ての量子井戸ダイオードを通過するように構成され
た４つの量子井戸ダイオードを含む。グループ３４及び
３６は互いにグループ３４によって吸収される光学パワ
ーとグループ３６によって吸収される光学パワーとの間
の差がグループ３４と３６の間に形成されるノード３８
内に流れる電流ＩC に比例するように電気的に結合され
る。この特定の実施例においては、吸収されたパワーの
差は入力光ダイオード４０と４２によって吸収された入
力パワーの差によって決定される。従って、出力パワー
ＰSout1 とＰSout2 の差は（このケースにおいては、４
の整数利得である）整数利得を持った入力パワーの増幅
されたバージョンである。対応する構造が差分反射スタ
ックＳＥＥＤに対して図３の反射スタックＳＥＥＤとの
関連で説明されたのと類似する分析を使用して構成でき
ることが理解できるものである。
【００３５】
【外２】
【００３６】本発明の差分複製ＳＥＥＤは空間派生（sp
atial derivatives ）を評価し、画素化されたイメージ
の相関動作を遂行するために使用することもできる。図
８及び９は差分複製ＳＥＥＤを使用して画素化されたイ
メージの派生を作るための一連の処理ステージを示す。
これら処理ステージは好ましくは光線スプリッタを使用
することなく画素化されたイメージを処理するために複
製された光線を使用する。より詳細には、図８及び９の
回路は水平空間派生、或はｘ方向内の隣接する値の間の
差を評価する。
atial derivatives ）を評価し、画素化されたイメージ
の相関動作を遂行するために使用することもできる。図
８及び９は差分複製ＳＥＥＤを使用して画素化されたイ
メージの派生を作るための一連の処理ステージを示す。
これら処理ステージは好ましくは光線スプリッタを使用
することなく画素化されたイメージを処理するために複
製された光線を使用する。より詳細には、図８及び９の
回路は水平空間派生、或はｘ方向内の隣接する値の間の
差を評価する。
【００３７】図８は光ダイオード５４の所に差分入力を
受信する差分複製ＳＥＥＤを示す。差分入力イメージＡ
からの画素は出力ゲート５６の所に出力グループＶijを
形成するデータポイントを提供するために複製される。
図８からの出力グループＶijは図９の入力ステージ５８
への入力グループＶijになる。もう一つの複製ＳＥＥＤ
（図示なし）から受信された第二の入力グループＶij+1
は図９の第二の入力ステージ６０に入射する。
受信する差分複製ＳＥＥＤを示す。差分入力イメージＡ
からの画素は出力ゲート５６の所に出力グループＶijを
形成するデータポイントを提供するために複製される。
図８からの出力グループＶijは図９の入力ステージ５８
への入力グループＶijになる。もう一つの複製ＳＥＥＤ
（図示なし）から受信された第二の入力グループＶij+1
は図９の第二の入力ステージ６０に入射する。
【００３８】図９の回路は入力グループ５８及び６０内
のダイオードから出力される電気信号を使用して対の量
子井戸ダイオード６２を制御することによって画素化さ
れたイメージの空間派生を評価する。より詳細には、量
子井戸ダイオード６２は互いに間隔をおかれたダイオー
ドペア６４及びダイオード６６からの電気信号を受信す
る。量子井戸ダイオード６２からの差分出力は差分入力
ＶijとＶij+1との間の差を与える。類似する接続が他の
入力ダイオードペアからこれに続く一連の出力ステー
ジ、例えば、出力ステージ６８に対して全イメージを横
断しての空間派生を評価するために作られる。
のダイオードから出力される電気信号を使用して対の量
子井戸ダイオード６２を制御することによって画素化さ
れたイメージの空間派生を評価する。より詳細には、量
子井戸ダイオード６２は互いに間隔をおかれたダイオー
ドペア６４及びダイオード６６からの電気信号を受信す
る。量子井戸ダイオード６２からの差分出力は差分入力
ＶijとＶij+1との間の差を与える。類似する接続が他の
入力ダイオードペアからこれに続く一連の出力ステー
ジ、例えば、出力ステージ６８に対して全イメージを横
断しての空間派生を評価するために作られる。
【００３９】図８及び９との関連で説明された原理は、
正或は負の整数重みを持つ任意の核（kernel）に拡張す
ることができる。例えば、図９において、入力ステージ
５８及び６０へのパワー源接続を変えることによって負
の重みを得ることができる。＋ｍの重みを得るために
は、前のステージからの出力のｍ個の複製が同一の入力
ダイオードペアに向けられる。こうして、これら重みが
正或は負の整数であるということを前提に画素化された
差分イメージの任意の畳み込みを遂行することができ
る。勿論、光線ペア内の減衰の使用を通じて他の重みを
扱うことも本発明に入るものである。
正或は負の整数重みを持つ任意の核（kernel）に拡張す
ることができる。例えば、図９において、入力ステージ
５８及び６０へのパワー源接続を変えることによって負
の重みを得ることができる。＋ｍの重みを得るために
は、前のステージからの出力のｍ個の複製が同一の入力
ダイオードペアに向けられる。こうして、これら重みが
正或は負の整数であるということを前提に画素化された
差分イメージの任意の畳み込みを遂行することができ
る。勿論、光線ペア内の減衰の使用を通じて他の重みを
扱うことも本発明に入るものである。
【００４０】当業者においては本発明の範囲から逸脱す
ることなく説明の実施例に対する他の修正が可能である
ことは明白である。
ることなく説明の実施例に対する他の修正が可能である
ことは明白である。
【図１】本発明の原理に従って構成された光信号の複製
を生成するための一例としての整数利得ＳＥＥＤの略図
である。
を生成するための一例としての整数利得ＳＥＥＤの略図
である。
【図２】本発明の原理に従って構成された光信号を増幅
するための一例としての整数利得ＳＥＥＤの略図であ
る。
するための一例としての整数利得ＳＥＥＤの略図であ
る。
【図３】図２の整数利得ＳＥＥＤのもう一つの実施例の
略図である。
略図である。
【図４】図２及び３の整数利得ＳＥＥＤの特性を示す表
である。
である。
【図５】図３の整数利得ＳＥＥＤの一例としての断面図
である。
である。
【図６】本発明の原理に従って構成された差分整数利得
ＳＥＥＤの略図である。
ＳＥＥＤの略図である。
【図７】本発明の原理に従って構成された差分複製整数
利得ＳＥＥＤの平面図である。
利得ＳＥＥＤの平面図である。
【図８】画素化された差分イメージの空間派生を評価す
るためのそれぞれ差分複製整数利得ＳＥＥＤ及びこれに
続くＳＥＥＤステージの平面図である。
るためのそれぞれ差分複製整数利得ＳＥＥＤ及びこれに
続くＳＥＥＤステージの平面図である。
【図９】画素化された差分イメージの空間派生を評価す
るためのそれぞれ差分複製整数利得ＳＥＥＤ及びこれに
続くＳＥＥＤステージの平面図である。
るためのそれぞれ差分複製整数利得ＳＥＥＤ及びこれに
続くＳＥＥＤステージの平面図である。
１２ 光ダイオード １４−２０ 量子井戸ダイオード ２２ 電圧源
Claims (23)
- 【請求項１】 半導体装置であって、この装置が、 複数の量子井戸ダイオード、 直列の前記のダイオードの各々に電流を向けるための手
段、及び前記の電流を変動させるための手段を含み、 前記の各ダイオードがその中を流れる光線から前記の電
流に比例する量の光学パワーを吸収するタイプのダイオ
ードであることを特徴とする装置。 - 【請求項２】 請求項１の装置において、前記の量子井
戸ダイオードが実質的に等しい量の光学パワーを吸収す
ることを特徴とする装置。 - 【請求項３】 請求項１の装置において、前記の各量子
井戸ダイオードがそれを通じて流れる電流の各電子に対
して実質的に一つの光子を吸収するような特性を持つこ
とを特徴とする装置。 - 【請求項４】 請求項１の装置において、前記の電流を
変動させるための手段が光学信号に応答する手段を含む
ことを特徴とする装置。 - 【請求項５】 請求項１の装置において、前記の装置が
各量子井戸ダイオードが複数の光線の異なる対応する一
つを受信するように構成されることを特徴とする装置。 - 【請求項６】 請求項１の装置において、前記の装置が
複数の量子井戸ダイオードが前記の複数の量子井戸ダイ
オードの全てを通過する単一の光線を受信するように構
成されることを特徴とする装置。 - 【請求項７】 請求項６の装置において、前記の装置が
光線が前記の複数の量子井戸ダイオードを一度通過する
ように構成されることを特徴とする装置。 - 【請求項８】 請求項６の装置において、前記の装置が
前記の光線が前記の複数の量子井戸ダイオードを少なく
とも二度通過するように構成されることを特徴とする装
置。 - 【請求項９】 請求項８の装置において、所定のレンジ
の波長に対して反射性のミラーがさらに含まれ、この所
定のレンジが前記の光線の波長を含み、前記のミラーが
光線の経路内にこの光線がこれら量子井戸ダイオードを
通過し、ミラーから反射して再度これら量子井戸ダイオ
ードを通過するように位置されることを特徴とする装
置。 - 【請求項１０】 半導体装置であって、この装置が、 互いに電気的に結合された第一及び第二のグループの量
子井戸ダイオードを含み、これら第一及び第二のグルー
プの各々がそれぞれ直列に接続された少なくとも二つの
量子井戸ダイオードを含み、各量子井戸ダイオードが対
応する量子井戸ダイオードを通過する光線からこれら対
応するグループの量子井戸ダイオードを通じて流れる電
流に比例する量の光学パワーを吸収し、さらにこの装置
が第一のグループと第二のグループの量子井戸ダイオー
ド間のノードに電流を供給するための手段を含み、第一
のグループの量子井戸ダイオードによって吸収された光
学パワーと第二のグループの量子井戸ダイオードによっ
て吸収された光学パワーとの間の差が前記のノードの所
に供給される前記の電流に比例することを特徴とする装
置。 - 【請求項１１】 請求項１０の装置において、前記の各
量子井戸ダイオードがそれを通じて流れる電流の各電子
に対して実質的に一つの光子を吸収するような特性を持
つことを特徴とする装置。 - 【請求項１２】 請求項１０の装置において、前記の装
置が各量子井戸ダイオードが複数の光線の異なる対応す
る一つを受信するように構成されることを特徴とする装
置。 - 【請求項１３】 請求項１０の装置において、前記の装
置が前記の第一及び第二の各グループの量子井戸ダイオ
ードが対応するグループ内の全ての量子井戸ダイオード
を通過する単一光線を受信するように構成されることを
特徴とする装置。 - 【請求項１４】 請求項１０の装置において、前記の電
流を供給する手段がイメージの所定の空間派生を評価す
るように所定の配列に構成された複数の光ダイオードを
含み、前記の複数の光ダイオードが前記のイメージから
の光に応答して電流を生成することを特徴とする装置。 - 【請求項１５】請求項１０の装置において、前記の電流
を供給する手段が少なくとも一つの光学加算及び光学減
算を遂行するように所定の配列に構成された複数の光ダ
イオードを含むことを特徴とする装置。 - 【請求項１６】 光学情報を複製するための方法であっ
て、この方法が、 光学情報を電流に変換するステップ、及び前記の電流に
て少なくとも二つの直列に接続された量子井戸ダイオー
ドの吸収特性を実質的に同一の光学パワーを持つ複数の
光線の光学パワーを変調するように制御するステップを
含み、各光線が量子井戸ダイオードの異なる一つを通過
し、前記の複数の光線の各々から吸収される光学パワー
が前記の電流の規模に比例することを特徴とする方法。 - 【請求項１７】 請求項１６の方法において、各量子井
戸ダイオードがそれを通じて流れる電流の各電子に対し
て実質的に一つの光子を吸収するような特性を持つこと
を特徴とする方法。 - 【請求項１８】 光信号を増幅するための方法であっ
て、この方法が、 光学信号を電流に変換するステップ、及び前記の電流に
て少なくとも二つの直列に接続された量子井戸ダイオー
ドの吸収特性を前記の量子井戸ダイオードの全てを通過
する光線の光学パワーを変調するように制御するステッ
プを含み、各量子井戸ダイオードによって光線から吸収
される光学パワーが電流の規模に比例することを特徴と
する方法。 - 【請求項１９】 請求項１８の方法において、各量子井
戸ダイオードがそれを通じて流れる電流の各電子に対し
て実質的に一つの光子を吸収するような特性を持つこと
を特徴とする方法。 - 【請求項２０】 情報を処理するための方法であって、
この方法が、 情報を所定の規模の電流として表わすステップ、及び前
記の電流にて二つの電気的に接続されたグループの量子
井戸ダイオードの吸収特性を制御するステップを含み、
各グループ内の量子井戸ダイオードが類似する光学パワ
ーを持つ複数の光線の光学パワーを変調するように電気
的に直列に接続され、グループの量子井戸ダイオードに
よって吸収される光学パワーと他のグループの量子井戸
ダイオードによって吸収される光学パワーの間の差が前
記の電流の規模に比例することを特徴とする方法。 - 【請求項２１】 請求項２０の方法において、各量子井
戸ダイオードがそれを通じて流れる電流の各電子に対し
て実質的に一つの光子を吸収するような特性を持つこと
を特徴とする方法。 - 【請求項２２】 請求項２０の方法において、各量子井
戸ダイオードを通じて複数の光線の異なる一つをパスす
るステップがさらに含まれることを特徴とする方法。 - 【請求項２３】 請求項２０の方法において、第一のグ
ループの量子井戸ダイオード内の各量子井戸ダイオード
を通じて前記の複数の光線の第一の一つをパスするステ
ップ、及び前記の第二のグループの量子井戸ダイオード
内の各量子井戸ダイオードを通じて前記の複数の光線の
第二の一つをパスするステップがさらに含まれることを
特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US997384 | 1992-12-28 | ||
| US07/997,384 US5311008A (en) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | Self-electrooptic effect device for providing integer gain to input optical signals having series connected quantum well diodes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH077178A true JPH077178A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=25543959
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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