JPH09172161A - 光トリガサイリスタ - Google Patents

光トリガサイリスタ

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JPH09172161A
JPH09172161A JP7332124A JP33212495A JPH09172161A JP H09172161 A JPH09172161 A JP H09172161A JP 7332124 A JP7332124 A JP 7332124A JP 33212495 A JP33212495 A JP 33212495A JP H09172161 A JPH09172161 A JP H09172161A
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optical
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賢児 大田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光感度が高く、ターンオン特性の安定化を図
り、以てdi/dt耐量の低下を回避する。 【解決手段】 光透過窓8から受光部2まで伝搬する光
は、直線状のシングルコア構成を有する第1のライトガ
イド11を伝搬し、次いで屈曲部を有するマルチコア構
成を有する第2のライトガイド12を伝搬する。シング
ルコア構成においては光ミキサーとしての機能が大き
く、第1のライトガイド11は光の強度分布を均一にす
る作用を有している。一方、マルチコア構成においては
光ミキサーとしての機能は小さい。そして屈曲しても、
入射する光の強度分布を殆ど変化させることがない。換
言すれば、第2のライトガイド12は、第1のライトガ
イド11によって均一にされた光の強度分布を損なうこ
となく、受光部2まで伝搬する作用を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光トリガサイリ
スタに関する。
【0002】
【従来の技術】図10乃至図14は従来の光トリガサイ
リスタ200の製造工程を順に示す断面図である。図1
4において完成する光トリガサイリスタ200は、例え
ば特開昭60−241263号公報において開示されて
いる。
【0003】半導体基体1において光トリガサイリスタ
200の受光部2が表面に形成される。受光部2の近傍
の半導体基体1には、受光部2を露呈させるように定位
リング10が載置される(図10)。アノード電極4が
半導体基体1の裏面に設けられ、フランジ5aに載置さ
れる。フランジ5aには絶縁筒6が被せられ、絶縁筒6
には更にフランジ5bが被せられる。絶縁筒6には光透
過窓8及びライトガイド挿入口9が設けられている(図
11)。
【0004】ライトガイド7の一端(光が入射する方の
端)がライトガイド挿入口9にはめ込まれる。そのはめ
込み作業においてはライトガイド7の他端(光が出射す
る方の端)は定位リング10の方向には向けていない
(図12)。そしてライトガイド7の一端がライトガイ
ド挿入口9にはめ込まれたのち、ライトガイド7の他端
を回転させて定位リング10へはめ込む(図13)。
【0005】そしてカソード電極3が半導体基体1の表
面に設けられ、カソード電極3、アノード電極4、フラ
ンジ5a,5b、及び絶縁筒6が半導体基体1の表面を
密閉する(図14)。
【0006】このようにして構成された光トリガサイリ
スタ200においては、外部から照射される光信号が光
透過窓8及びライトガイド7を伝わって受光部2へ到達
する。そして半導体基体1の内部で光電流を生成し、点
弧が生じる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の光トリ
ガサイリスタ200においては、単一のライトガイド7
が光透過窓8から受光部2へ光を伝搬し、光を導入方向
と受光する方向とはほぼ90度の角度を為している。こ
のため以下のような問題点が生じていた。
【0008】ライトガイド7がシングルコア、即ちコア
部分13が一つである構成を採る場合には、ライトガイ
ド7が屈曲しているために受光部2における光強度の分
布が不均一となる。その結果、光トリガサイリスタの初
期ターンオン特性がばらついてしまうという問題点があ
る。
【0009】ライトガイド7がマルチコア、即ちコア部
分13が複数存在する構成を採る場合には、マルチコア
のライトガイド7はこれに入射する光を、たとえ屈曲し
ていても再現性良く出射するという特徴を持っている。
従って、入射する光の光強度分布が均一であれば受光部
へ出射される光強度分布も均一となり、初期ターンオン
特性を悪化させることはない。
【0010】しかし、一般的に光源から光透過窓8まで
光信号を伝搬してくるのは光ファイバーであり、その光
出射面の径は受光部2の径よりもかなり小さい。その結
果、受光部2の一部領域だけが点弧してしまい、電流集
中により破壊に至り易いという問題がある。
【0011】この発明は上記問題点を解決するためにな
されたもので、光感度が高く、ターンオン特性の安定化
を図り、以てdi/dt耐量の低下を回避する技術を提
供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明のうち請求項1
にかかるものは、サイリスタ動作のトリガとなる光を受
ける受光部と、前記光を前記受光部に伝達する出射面
と、入射面とを有するライトガイドとを備える光トリガ
サイリスタである。そして前記ライトガイドは前記入射
面を含み、ほぼ直線状の第1の部分と、前記出射面を含
み、屈曲した第2の部分とに区分される。ここで前記第
1の部分の光ミキサー効果は前記第2の部分の光ミキサ
ー効果よりも高い。
【0013】この発明のうち請求項2にかかるものは、
請求項1記載の光トリガサイリスタであって、前記第1
の部分のコア数は第2の部分のコア数よりも小さい。
【0014】この発明のうち請求項3にかかるものは、
請求項2記載の光トリガサイリスタであって、前記第1
の部分はシングルコア構成を呈し、前記第2の部分はマ
ルチコア構成を呈する。
【0015】この発明のうち請求項4にかかるものは、
請求項3記載の光トリガサイリスタであって、前記第2
の部分のコアはほぼ六角形の断面を呈する。
【0016】この発明のうち請求項5にかかるものは、
請求項1記載の光トリガサイリスタであって、前記第1
の部分と第2の部分とは距離D3で分離される。そして
前記第1及び第2の部分の口径をそれぞれD1,D2と
し、前記第1及び第2の部分の開口数をそれぞれA1,
A2とし、前記第1の部分と第2の部分とを分離する物
質の屈折率をnとして、下式が成立する。
【0017】D1+2・D3・tan θ≦D2,θ=si
-1(A1/n),A1≦A2 この発明のうち請求項6にかかるものは、請求項1記載
の光トリガサイリスタであって、前記第2の部分は前記
受光部に行くに従って細くなるテーパ形状を有する。
【0018】この発明のうち請求項7にかかるものは、
請求項1記載の光トリガサイリスタであって、前記第1
の部分と第2の部分とは分離される。そして前記第1の
部分は前記受光部に行くに従って細くなるテーパ形状を
有し、前記第1の部分の前記受光部に近い側の端の口径
は、前記第2の部分の前記受光部から遠い側の端の口径
よりも小さい。
【0019】
【発明の実施の形態】図1乃至図5はこの発明にかかる
光トリガサイリスタ100の製造工程を順に示す断面図
である。図10と同様に、半導体基体1において光トリ
ガサイリスタ100の受光部2が表面に形成される。受
光部2の近傍の半導体基体1には、受光部2を露呈させ
るように定位リング10が載置される(図1)。アノー
ド電極4が半導体基体1の裏面に設けられ、フランジ5
aに載置される。フランジ5aには絶縁筒6が被せら
れ、絶縁筒6には更にフランジ5bが被せられる。絶縁
筒6には光透過窓8及びライトガイド挿入口9が設けら
れている(図2)。
【0020】ほぼ90度に屈曲した第2のライトガイド
12がその光入射面で、第1のライトガイド11がその
光出射面で、結合領域Aにおいて互いに結合される。ラ
イトガイド挿入口9には第1のライトガイド11の光入
射面側の端が挿入される。詳しくは後述するが、ライト
ガイド11は光透過窓8に近い光入射面から、光透過窓
8から遠い光出射面までほぼ直線状の形状を呈してい
る。この際、第2のライトガイド12の光出射面は定位
リング10の方向には向けていない(図3)。
【0021】そして第2のライトガイド12が第1のラ
イトガイド11と結合されたのち、ライトガイド12の
光出射面を回転させて定位リング10へはめ込む(図
4)。
【0022】図6は結合部A近傍を拡大した断面図であ
る。例えば金属からなる結合鞘17を用いて第2のライ
トガイド12の光入射面と、第1のライトガイド11の
光出射面とが結合される。
【0023】第1及び第2のライトガイド11,12は
それぞれシングルコア、マルチコアの構成を採る。図7
及び図8はそれぞれ図4に示された切断線VII-VII,VII
I−VIIIにおける断面を示す。第1及び第2のライトガ
イド11,12はいずれもそのコア13がクラッド14
で囲まれており、第2のライトガイド12はその外周が
被覆材15で被われている。第2のライトガイド12に
おけるコア13の断面は六角形を呈しており、効率よく
多くのコア13が含まれる(つまり充填率が高い)よう
にしている。
【0024】図4で示された工程ののち、カソード電極
3が半導体基体1の表面に設けられ、カソード電極3、
アノード電極4、フランジ5a,5b、及び絶縁筒6が
半導体基体1の表面を密閉する(図5)。
【0025】以上の製造工程から明白なように、光トリ
ガサイリスタ100の製造は、従来の光トリガサイリス
タ200の製造と比較して、第2のライトガイド12が
第1のライトガイド11とを結合する工程を除いてほぼ
同一である。従って、特に製造の困難性を伴うというも
のではない。
【0026】さて、光トリガサイリスタ100において
は従来の光トリガサイリスタ200とは異なり、光透過
窓8から受光部2まで伝搬する光は、直線状のシングル
コア構成を有する第1のライトガイド11を伝搬し、次
いで屈曲部を有するマルチコア構成を有する第2のライ
トガイド12を伝搬する。
【0027】シングルコア構成においては光ミキサーと
しての機能が大きく、光透過窓8まで光信号を伝搬して
くる光ファイバー16の光出射面の径が小さくても、第
1のライトガイド11の光出射面においては、伝搬する
光の径は広がってくる。換言すれば、第1のライトガイ
ド11は光の強度分布を均一にする作用を有している。
【0028】一方、マルチコア構成においては光ミキサ
ーとしての機能は小さい。一般に光ファイバーはその径
が小さい程、屈曲しても開口数は変化し難くなる。従っ
て、細いシングルコアを複数備えるマルチコア構成であ
れば、その全体が屈曲しても、入射する光の強度分布を
殆ど変化させることがない。換言すれば、第2のライト
ガイド12は、第1のライトガイド11によって均一に
された光の強度分布を損なうことなく、受光部2まで伝
搬する作用を有している。
【0029】従って、たとえ光透過窓8まで光信号を伝
搬してくる光ファイバー16の光出射面の径が小さくて
も、受光部2には均一性の良い光強度分布を与えること
ができる。その結果、受光部2に局部的に強い光が与え
られることがなく、光トリガサイリスタ100の初期タ
ーンオン時での電流集中を回避し、以てdi/dt耐量
の低下を抑制することが可能となる。
【0030】第1のライトガイド11の光入射面は広い
方が望ましい。光ファイバー16との位置合わせが容易
になるためである。同様の理由により、第2のライトガ
イド12の光入射面は第1の光出射面よりも広い方が望
ましい。一方、受光部2に均一な光を的確に伝搬するた
めには第2のライトガイド12の光出射面は余り大きく
する事はできない。従って、第2のライトガイド12
は、その光入射面よりも光出射面が狭くなるようなテー
パ形状を有していてもよい。同様にして、第1のライト
ガイド11も、その光入射面よりも光出射面が狭くなる
ようなテーパ形状を有しても良い。
【0031】但し、図6に示されるように、組立作業に
おいて両者の損傷を避けるため、第2のライトガイド1
2の光入射面と、第1のライトガイド11の光出射面と
を密着させないようにする場合があり、この場合には以
下の条件を満たすことが望ましい。
【0032】図9は図6を更に拡大した断面図である。
それぞれ直径D1,D2を有する第1のライトガイド1
1の光出射面と、第2のライトガイド12の光入射面と
が、距離D3だけ離れて対向している状態が示されてい
る。簡単のため、両者の中心軸が一致している場合を例
に採って説明すると、両者間の結合については以下の関
係が成立すれば、第1のライトガイド11の光出射面か
ら与えられた光が全て第2のライトガイド12を伝搬す
るので、望ましい。
【0033】D1+2・D3・tan θ≦D2,θ=si
-1(A1/n),A1≦A2 但し、A1,A2はそれぞれ第1及び第2のライトガイ
ド11,12の開口数、nは第1及び第2のライトガイ
ド11,12が対抗する空間において存在する媒質の屈
折率である。
【0034】諸量D1,D2,D3,A1,A2,nを
制御することで、上式を満足させることができる。D1
≦D2であるので、第1のライトガイド11の光出射面
と、第2のライトガイド12の光入射面との位置合わせ
も容易に行うことができる。
【0035】
【発明の効果】この発明のうち請求項1にかかる光トリ
ガサイリスタによれば、第1の部分の光ミキサー効果が
大きく、第1の部分において入射した光の径が小さいた
めに光強度分布が不均一であっても、これを伝搬するこ
とによって、均一性が高まる。一方、第2の部分の光ミ
キサー効果は小さく、これが屈曲していても第1の部分
において均一性が高められた光強度分布が損なわれるこ
となく、受光部に光が伝搬される。
【0036】このため、受光部に局部的に強い光が与え
られることがなく、光トリガサイリスタの初期ターンオ
ン時での電流集中を回避し、以てdi/dt耐量の低下
を抑制することが可能となる。
【0037】この発明のうち請求項2にかかる光トリガ
サイリスタによれば、第1の部分の光ミキサー効果を第
2の部分の光ミキサー効果よりも高めることができるの
で、請求項1にかかる光トリガサイリスタの効果を得る
ことができる。
【0038】この発明のうち請求項3にかかる光トリガ
サイリスタによれば、第1の部分の光ミキサー効果を簡
単な構造で効果的に得ることができる。
【0039】この発明のうち請求項4にかかる光トリガ
サイリスタによれば、充填率を高めたマルチコア構成を
得ることができる。
【0040】この発明のうち請求項5にかかる光トリガ
サイリスタによれば、第1の部分と第2の部分との間の
光の伝搬のロスを抑制することができる。また、第1の
部分と第2の部分との位置合わせを容易に行うことがで
きる。
【0041】この発明のうち請求項6にかかる光トリガ
サイリスタによれば、受光部に均一な光を的確に伝搬す
ることができる。
【0042】この発明のうち請求項7にかかる光トリガ
サイリスタによれば、第1の部分と第2の部分との位置
合わせが容易であり、両者の間の光の伝搬のロスを抑制
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態にかかる光トリガサイ
リスタ100の製造工程を順に示す断面図である。
【図2】 この発明の実施の形態にかかる光トリガサイ
リスタ100の製造工程を順に示す断面図である。
【図3】 この発明の実施の形態にかかる光トリガサイ
リスタ100の製造工程を順に示す断面図である。
【図4】 この発明の実施の形態にかかる光トリガサイ
リスタ100の製造工程を順に示す断面図である。
【図5】 この発明の実施の形態にかかる光トリガサイ
リスタ100の製造工程を順に示す断面図である。
【図6】 結合部A近傍を拡大した断面図である。
【図7】 切断線VII−VIIにおける断面図である。
【図8】 切断線VIII−VIIIにおける断面図である。
【図9】 結合部A近傍を拡大した断面図である。
【図10】 従来の光トリガサイリスタ200の製造工
程を順に示す断面図である。
【図11】 従来の光トリガサイリスタ200の製造工
程を順に示す断面図である。
【図12】 従来の光トリガサイリスタ200の製造工
程を順に示す断面図である。
【図13】 従来の光トリガサイリスタ200の製造工
程を順に示す断面図である。
【図14】 従来の光トリガサイリスタ200の製造工
程を順に示す断面図である。
【符号の説明】
2 受光部、11 第1のライトガイド、12 第2の
ライトガイド、13コア。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サイリスタ動作のトリガとなる光を受け
    る受光部と、 前記光を前記受光部に伝達する出射面と、入射面とを有
    するライトガイドとを備え、 前記ライトガイドは前記入射面を含み、ほぼ直線状の第
    1の部分と、 前記出射面を含み、屈曲した第2の部分とに区分され、 前記第1の部分の光ミキサー効果は前記第2の部分の光
    ミキサー効果よりも高い光トリガサイリスタ。
  2. 【請求項2】 前記第1の部分のコア数は第2の部分の
    コア数よりも小さい、請求項1記載の光トリガサイリス
    タ。
  3. 【請求項3】 前記第1の部分はシングルコア構成を呈
    し、前記第2の部分はマルチコア構成を呈する、請求項
    2記載の光トリガサイリスタ。
  4. 【請求項4】 前記第2の部分のコアはほぼ六角形の断
    面を呈する請求項3記載の光トリガサイリスタ。
  5. 【請求項5】 前記第1の部分と第2の部分とは距離D
    3で分離され、前記第1及び第2の部分の口径をそれぞ
    れD1,D2とし、前記第1及び第2の部分の開口数を
    それぞれA1,A2とし、前記第1の部分と第2の部分
    とを分離する物質の屈折率をnとして、 D1+2・D3・tan θ≦D2,θ=sin-1(A1/
    n),A1≦A2 が成立する請求項1記載の光トリガサイリスタ。
  6. 【請求項6】 前記第2の部分は前記受光部に行くに従
    って細くなるテーパ形状を有する、請求項1記載の光ト
    リガサイリスタ。
  7. 【請求項7】 前記第1の部分と第2の部分とは分離さ
    れ、 前記第1の部分は前記受光部に行くに従って細くなるテ
    ーパ形状を有し、 前記第1の部分の前記受光部に近い側の端の口径は、前
    記第2の部分の前記受光部から遠い側の端の口径よりも
    小さい、請求項1記載の光トリガサイリスタ。
JP33212495A 1995-12-20 1995-12-20 光トリガサイリスタ Expired - Lifetime JP3313559B2 (ja)

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JP33212495A JP3313559B2 (ja) 1995-12-20 1995-12-20 光トリガサイリスタ
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DE69618918T DE69618918T2 (de) 1995-12-20 1996-08-21 Mit Licht zündbarer Thyristor
EP96113394A EP0780711B1 (en) 1995-12-20 1996-08-21 Phototrigger thyristor

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JP (1) JP3313559B2 (ja)
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