JPS5981629A - 光導波路型偏向器及びその偏向方法 - Google Patents
光導波路型偏向器及びその偏向方法Info
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- JPS5981629A JPS5981629A JP19293182A JP19293182A JPS5981629A JP S5981629 A JPS5981629 A JP S5981629A JP 19293182 A JP19293182 A JP 19293182A JP 19293182 A JP19293182 A JP 19293182A JP S5981629 A JPS5981629 A JP S5981629A
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- layer
- electrode
- voltage
- light
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- 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
- G02F1/29—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 position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/295—Analog deflection from or in an optical waveguide structure]
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は半導体を用いた光導波路型偏向器及びそれを
用いる光偏向方法に関する。従来からの光偏向器として
電気光学効果、音響光学効果等を用いたものがある。し
かし、前者は印加７ｇ圧として高電圧が必要であり、後
者は得られる偏向角が小さいという欠点があった。また
、回転プリズム。
用いる光偏向方法に関する。従来からの光偏向器として
電気光学効果、音響光学効果等を用いたものがある。し
かし、前者は印加７ｇ圧として高電圧が必要であり、後
者は得られる偏向角が小さいという欠点があった。また
、回転プリズム。
回転鏡、振動鏡等を採用した機械系のものは偏向角をラ
ンダムに高速で変化させることが出来ない欠点があった
。
ンダムに高速で変化させることが出来ない欠点があった
。
本出願は、従来の光偏光器が持つ欠点をなくした、半導
体を用いた光偏向器を提供することを目的とする。
体を用いた光偏向器を提供することを目的とする。
以下、半導体材料にＧａＡｓを用いた実施例について説
明する。まず光導波路として、第１図に示ずＩ Ｘ １
０１８ｃｍ”−８のキャリア濃度を有するｎ型ＧａＡｓ
の基板１の上にｌＸｌ０”α−８のキャリア濃度を有す
るｐ型ＧａＡｓの薄膜（例えば８μｍの厚さ）をエピタ
キシャル成長させる。実施例では結島成長方向とし°Ｃ
（ＩＱＯ）を選んでお（ことにするが、この方位の指定
は、本願に係る光偏光器の動作に対し特別重要な意味は
なく、他の結晶方位を選択してもよい。
明する。まず光導波路として、第１図に示ずＩ Ｘ １
０１８ｃｍ”−８のキャリア濃度を有するｎ型ＧａＡｓ
の基板１の上にｌＸｌ０”α−８のキャリア濃度を有す
るｐ型ＧａＡｓの薄膜（例えば８μｍの厚さ）をエピタ
キシャル成長させる。実施例では結島成長方向とし°Ｃ
（ＩＱＯ）を選んでお（ことにするが、この方位の指定
は、本願に係る光偏光器の動作に対し特別重要な意味は
なく、他の結晶方位を選択してもよい。
ｎ型ＧａＡｓの基板とｐ型ＧａＡｓのキャリア濃度を上
記の様に選んでおくと、波長が１μｍである入射光に対
して、薄膜内の屈折率が基板内の屈折率その中を伝搬し
ていく。第１図に示す光導波路の特徴は、ｐ型とｎ型の
キャリア濃度の違いから生ずる屈折率の差を光の伝搬に
用いることであり、第１図の構成の光導波路が光を伝搬
する事は導波光学の分野ではよく知られている。
記の様に選んでおくと、波長が１μｍである入射光に対
して、薄膜内の屈折率が基板内の屈折率その中を伝搬し
ていく。第１図に示す光導波路の特徴は、ｐ型とｎ型の
キャリア濃度の違いから生ずる屈折率の差を光の伝搬に
用いることであり、第１図の構成の光導波路が光を伝搬
する事は導波光学の分野ではよく知られている。
さて、第１図の光導波路のｐ型ＧａＡｓの薄膜２の層上
の一部とｎ型ＧａＡｓの基板１の裏面に夫々第２図に図
示する如く、電極Ａ、 、 Ａ２及びＢを設ける。
の一部とｎ型ＧａＡｓの基板１の裏面に夫々第２図に図
示する如く、電極Ａ、 、 Ａ２及びＢを設ける。
第２図に示す光導波路型偏向器の動作原理を以下に記述
する。第２図において、電極Ａ１とＢとの間に順方向バ
イアスを印加した場合を想定する。
する。第２図において、電極Ａ１とＢとの間に順方向バ
イアスを印加した場合を想定する。
このときのｐ型ＧａＡｓの薄膜内における注入キャリア
である電子の濃度分布は、半導体工学の分野でよく知ら
れている連続の式を用いて知ることができる。一般に、
その濃度は電極Ａ１の近傍で一様ではなく、電極Ａ１の
端からの距ｔ’ｉｌｕに対しである分布をもっている。
である電子の濃度分布は、半導体工学の分野でよく知ら
れている連続の式を用いて知ることができる。一般に、
その濃度は電極Ａ１の近傍で一様ではなく、電極Ａ１の
端からの距ｔ’ｉｌｕに対しである分布をもっている。
注入電流が約２００ｒｎＡの場合における分布の数値例
の一例を第８図に示す（Ｗ、Ｔ。
の一例を第８図に示す（Ｗ、Ｔ。
Ｔｓａｎｇ 、 Ｊ、Ａｐｐｌ 、Ｐｌ］ｙｓ、 、
Ｖｏｌ 、４９ 、 ｈ ８ 、第１０３１頁〜１０４
４頁、 １９７８年８月を参照した）。
Ｖｏｌ 、４９ 、 ｈ ８ 、第１０３１頁〜１０４
４頁、 １９７８年８月を参照した）。
第３図の場合、ｐ型ＧａＡｓの薄膜に注入されたキャリ
ア（″電子）の濃度が１０１８ （１Ｂ−８のオーダか
ら殆んど０となるまでの距離は８５μｍ程度である。
ア（″電子）の濃度が１０１８ （１Ｂ−８のオーダか
ら殆んど０となるまでの距離は８５μｍ程度である。
キャリアの濃度差は光に対しては屈折率の差−となって
出てくる。その差の大きさΔｎは次式で与えられる。
出てくる。その差の大きさΔｎは次式で与えられる。
ここで、Δ１１はキャリア濃度差ΔＮに基づく屈折率の
変化ｈｏｓｅは電子の電荷量、ｎｏはｐ型ＧａＡｓの薄
膜中の屈折率、ε０は真空中の誘電率、ｍ■は電子の有
効質量、ωは入射光゛の角周波数である。
変化ｈｏｓｅは電子の電荷量、ｎｏはｐ型ＧａＡｓの薄
膜中の屈折率、ε０は真空中の誘電率、ｍ■は電子の有
効質量、ωは入射光゛の角周波数である。
（１）式において、ｎｏ＝８．５．ΔＮ＝ ＩＸ １０
１８ｃｍ−８とすると波長が１μＩｎの入射光に対して
Δｎ＝ １．８８ Ｘ １０−８となる。
１８ｃｍ−８とすると波長が１μＩｎの入射光に対して
Δｎ＝ １．８８ Ｘ １０−８となる。
第２図に示す先導波路型偏向器の正面構造を入射光ビー
ムと共に模式的に第４図１ａ） 、 （ｂ） ＊に示す
。第４図（ｂ）で光ビームの径Ｗｌが２５μｍで、両電
極ＡＩ 、 Ａ２からの距離Ｗ２が１０μｍであると想
定した場合につき以下考察する。光ビームが感じるキャ
リア濃度は、スポットの一端ｄ１（第４図（ａ））にお
ける１×１０１８Ｃ１ｎ−３から他端ｄ２における殆ん
ど零の値へと変化する。この濃度変化、すなわち上での
濃度差が、約１．８８ Ｘ １０−３の屈折率差に相当
している。キャリア濃度の低い所の屈折率が、濃度の高
い所の屈折率より大きいので、光ビームのスポットは端
ｄ２の方で端ｄ、におけるよりも大きな屈折率を感じる
。この結果、光ビームは、屈折率の高い方（キャリニア
濃度の低い方）に偏向する。
ムと共に模式的に第４図１ａ） 、 （ｂ） ＊に示す
。第４図（ｂ）で光ビームの径Ｗｌが２５μｍで、両電
極ＡＩ 、 Ａ２からの距離Ｗ２が１０μｍであると想
定した場合につき以下考察する。光ビームが感じるキャ
リア濃度は、スポットの一端ｄ１（第４図（ａ））にお
ける１×１０１８Ｃ１ｎ−３から他端ｄ２における殆ん
ど零の値へと変化する。この濃度変化、すなわち上での
濃度差が、約１．８８ Ｘ １０−３の屈折率差に相当
している。キャリア濃度の低い所の屈折率が、濃度の高
い所の屈折率より大きいので、光ビームのスポットは端
ｄ２の方で端ｄ、におけるよりも大きな屈折率を感じる
。この結果、光ビームは、屈折率の高い方（キャリニア
濃度の低い方）に偏向する。
この偏向方向は、第４図における電極Ａ２の方向である
。
。
次に、電極Ａ、−Ｂ間の代りに電極Ａ２−Ｂ間に順方向
バイアスを印加したとすると、Ｐ型ＧａＡｓ の薄膜
層内部のキャリア濃度分布は、電極Ａ２の内側下端が最
も高く、そこから中央の光ビームの方向に向って遠ざか
るに従い低くなる。屈折率の分布としてこの変化を見直
すと、電極Ａ２の端の直下で最も低くそこから遠ざかる
に従い増大する。したがって、前回の場合と逆に光ビー
ムは電極Ａｌの方向へ偏向する。以上のことから、第４
図（ｂ）に示す偏向器の電極に電圧を印加しないときは
、入射光ビームは直進伝搬し、電極Ａｓ Ｂ間に順方
向のバイアス電圧を印加すると伝搬光ビームは電極Ａ２
の方へ、又電極Ａ２−１３間に順方向バイアス電圧を印
加すると電極Ａ１の方へ夫々偏光する。
バイアスを印加したとすると、Ｐ型ＧａＡｓ の薄膜
層内部のキャリア濃度分布は、電極Ａ２の内側下端が最
も高く、そこから中央の光ビームの方向に向って遠ざか
るに従い低くなる。屈折率の分布としてこの変化を見直
すと、電極Ａ２の端の直下で最も低くそこから遠ざかる
に従い増大する。したがって、前回の場合と逆に光ビー
ムは電極Ａｌの方向へ偏向する。以上のことから、第４
図（ｂ）に示す偏向器の電極に電圧を印加しないときは
、入射光ビームは直進伝搬し、電極Ａｓ Ｂ間に順方
向のバイアス電圧を印加すると伝搬光ビームは電極Ａ２
の方へ、又電極Ａ２−１３間に順方向バイアス電圧を印
加すると電極Ａ１の方へ夫々偏光する。
次に光ビームの偏向角について記述する。結晶内（今の
場合、Ｐ型Ｇ ａＡｓ 層内）において、空間的にΔｎ
なる屈折率分布が生じているときに、光ビームが偏向さ
れる角度θは次式で表わされる。
場合、Ｐ型Ｇ ａＡｓ 層内）において、空間的にΔｎ
なる屈折率分布が生じているときに、光ビームが偏向さ
れる角度θは次式で表わされる。
θ＝Δ！１・Ｌ／Ｄ （２）ここで
、Ｌは偏向器の長さであり、Ｄは光ビームの幅（スポッ
ト径）である。
、Ｌは偏向器の長さであり、Ｄは光ビームの幅（スポッ
ト径）である。
一方、偏向器の特性は偏向角θのみで決まるのではなく
、偏光された光の解像度を考慮して評価しなければなら
ない。光ビームの広がり角をφとすれば、それは次式で
与えられる。
、偏光された光の解像度を考慮して評価しなければなら
ない。光ビームの広がり角をφとすれば、それは次式で
与えられる。
４λ
φ”” ｙｒ ｎＱ Ｄ （３）ここで、＾
は入射光ビームの波長で、ｎｏ は媒質の屈折率であ
る。したがって、解像点数ＮはＮ＝１＝１１１１”Ｌ（
４）となる。
は入射光ビームの波長で、ｎｏ は媒質の屈折率であ
る。したがって、解像点数ＮはＮ＝１＝１１１１”Ｌ（
４）となる。
≠ ４λ
偏向角の数値例を次に示す。光ビームが感するキャリア
濃度差を１×１０１８Ｃ１ｎ−３とすれば、屈折率差Δ
ｎはλ＝ １ ｌｔｍ の波長の光に対してΔｎ＝１．
８８Ｘ１０’となる。また、Ｄ ＝ ２５１ｔｍ 、
Ｌ ＝ｉ ｍｍなる条件で偏向させると、偏向角θは（
２）式よりθ＝ ７．５２ Ｘ １０”−２ラジアンさ
４．３°と求まる。
濃度差を１×１０１８Ｃ１ｎ−３とすれば、屈折率差Δ
ｎはλ＝ １ ｌｔｍ の波長の光に対してΔｎ＝１．
８８Ｘ１０’となる。また、Ｄ ＝ ２５１ｔｍ 、
Ｌ ＝ｉ ｍｍなる条件で偏向させると、偏向角θは（
２）式よりθ＝ ７．５２ Ｘ １０”−２ラジアンさ
４．３°と求まる。
る値よりも一桁以上も大きい数値である。解像点数Ｎは
（４）式よりＮ＝５となる。
（４）式よりＮ＝５となる。
上記の数値例ではキャリア濃度差を１ ｘ １０”ｃｍ
としたが、この濃度差は注入電流を増やせばさら（こ増
大させることが出来る。すなわち、屈折率差にしてΔｎ
＝０．０１程度は得られ、この場合は、×−２５となる
。電気光学効果を利用して得られる屈折率差は、結晶が
絶縁破壊を起さない条件の下でという制約がある為に、
約０．００１という値が最大であることを考慮すれば、
キャリア濃度分布差により得られる屈折率差が如何に大
きいものかが分かる。
としたが、この濃度差は注入電流を増やせばさら（こ増
大させることが出来る。すなわち、屈折率差にしてΔｎ
＝０．０１程度は得られ、この場合は、×−２５となる
。電気光学効果を利用して得られる屈折率差は、結晶が
絶縁破壊を起さない条件の下でという制約がある為に、
約０．００１という値が最大であることを考慮すれば、
キャリア濃度分布差により得られる屈折率差が如何に大
きいものかが分かる。
光導波路（ｐ−ＧａＡｓ層）中で光が伝搬するときにう
ける損失αは、光ビームが平均して感じるキャリア濃度
を５Ｘ１０１７ｃｍ−３とすれば、αよａ ａｎ ’と
なる。この値は、Ｌ＝１ｍｍなる長さの導波路を光が伝
搬するとき、約２４％の減衰をうけることを意味する。
ける損失αは、光ビームが平均して感じるキャリア濃度
を５Ｘ１０１７ｃｍ−３とすれば、αよａ ａｎ ’と
なる。この値は、Ｌ＝１ｍｍなる長さの導波路を光が伝
搬するとき、約２４％の減衰をうけることを意味する。
偏向速度は、導波路内のキャリア分布の生成と消滅の時
間できまる。すなわち、今の場合、ｐ型ＧａＡｓ ｐ
内のキャリア（電子）の再結合時間で決定づけられる。
間できまる。すなわち、今の場合、ｐ型ＧａＡｓ ｐ
内のキャリア（電子）の再結合時間で決定づけられる。
通常、ＧａＡｓ 結晶では数ナノ秒である。
以上、ｐ−ｎ接合構造の光導波路を例にあげて、本出願
で開示する先導波路型偏向器の動作特性について述べた
が、同様な考察から次のことが言える。
で開示する先導波路型偏向器の動作特性について述べた
が、同様な考察から次のことが言える。
（１）第２図に示す素子構造を得るのに、ｎ型ＧａＡｓ
を基板とし、ｎ型ＧａＡｓ を薄膜層に採用しテ
モよい。但し、基板の不純物濃度はエピタキシャル成長
で形成する薄膜内の不純物濃度よりも大きくなる様にす
る必要がある。
を基板とし、ｎ型ＧａＡｓ を薄膜層に採用しテ
モよい。但し、基板の不純物濃度はエピタキシャル成長
で形成する薄膜内の不純物濃度よりも大きくなる様にす
る必要がある。
（１１）基板としてｎ型ＩｎＰ結晶を採用し、その上に
ｐ型又はｎ型ＩｎＰ薄膜をエピタキシャル成長させた構
成のものを採用してもよい。不純物の大小関係は上記（
１）と同じことが当てはまる。
ｐ型又はｎ型ＩｎＰ薄膜をエピタキシャル成長させた構
成のものを採用してもよい。不純物の大小関係は上記（
１）と同じことが当てはまる。
（Ｉｌ＋） 不純物の大小関係として上記（１）のこ
とが満足される限りにおいて、基板及び薄膜層内の各キ
ャリア濃度の値はこれまで明細書の中で例示した値の他
に種々選択可能である。すなわち文中の数値は一例にす
ぎない。
とが満足される限りにおいて、基板及び薄膜層内の各キ
ャリア濃度の値はこれまで明細書の中で例示した値の他
に種々選択可能である。すなわち文中の数値は一例にす
ぎない。
（１ｖ）第２図に示す素子の構造の代りに２個以上の電
極層を薄膜層上に設けた構造を採用してもよい。この点
につき以下に詳しく説明する。
極層を薄膜層上に設けた構造を採用してもよい。この点
につき以下に詳しく説明する。
第５図は、先導波路となる薄膜上に複数（図ではＮ個）
の電極部を設けた光偏向器の一例を示す斜視図である。
の電極部を設けた光偏向器の一例を示す斜視図である。
ｎ型ＧａＡｓ の基板１１上のｐ型又はＩＩ型ＧａＡ
ｓ 薄膜」二に所定間隔を隔ててＮ個の電極ＲＡ＋
、 Ａ２ 、・・＋ＡＮ が設けられている。また基
板１１の裏面には共通に用いられる電極層Ｂが形成され
ている。第５図に示す光偏向器を採用することにより複
数の光ビームを同時に又は順次偏向させることが出来、
応用分野が広がる。
ｓ 薄膜」二に所定間隔を隔ててＮ個の電極ＲＡ＋
、 Ａ２ 、・・＋ＡＮ が設けられている。また基
板１１の裏面には共通に用いられる電極層Ｂが形成され
ている。第５図に示す光偏向器を採用することにより複
数の光ビームを同時に又は順次偏向させることが出来、
応用分野が広がる。
−例として、第６図に示す光偏向器について説明する。
第６図は、複数の電極をもつ光偏向器とレーザダイオー
ドが集積化されているチップの上面図を示す。いまレー
ザダイオード２０１．・・・、２ＯＮを出た光ビームが
、各電極対（Ａ＋とＡ２ 、 ＡｓとＡ４゜・・Ａ２Ｎ
−１とＡ２Ｎ） の間で薄膜層２１内を伝搬し、スク
リーン２２の上に各電極対当り８つの像（Ｓｌ 。
ドが集積化されているチップの上面図を示す。いまレー
ザダイオード２０１．・・・、２ＯＮを出た光ビームが
、各電極対（Ａ＋とＡ２ 、 ＡｓとＡ４゜・・Ａ２Ｎ
−１とＡ２Ｎ） の間で薄膜層２１内を伝搬し、スク
リーン２２の上に各電極対当り８つの像（Ｓｌ 。
Ｓ２ 、 Ｓ３ ）、・・・＋ （５３Ｎ ２ ＋ Ｓ
３Ｎ ｓ ＊ ３３Ｎ ）を結ぶことができるとすれば
、レーザダイオードと各電極への印加電圧の印加時間を
電子回路により電気的に連動させて制御することにより
、スクリーン２２上に任意の数の光のスポットをディジ
タル的に照射することが出来る。また、上記電子回路に
よる制御に加えて、各電極に加える電圧をのこぎり波状
のものにすればスクリーン２２上のスポットの位置を線
形的に変化させることができる。こうして用いることに
より、例えば従来のレーザプリンターで広く用いられて
いる回転鏡の代りに上記の光偏向器を採用することが可
能で、レーザプリンターの小型化及び信頼性向上に大き
く貢献することになる。勿論、第６図の偏向器は必ずし
もモノリシックな形で構成しなくとも、複数の電極をも
つ光偏向器を単一チップ上に形成し、これとレーザダイ
オードとのハイブリッドの形でも同一の動作が得られる
。その場合、光偏向器とレーザダイオードとの間は光フ
ァイバで接続するのが望ましい。
３Ｎ ｓ ＊ ３３Ｎ ）を結ぶことができるとすれば
、レーザダイオードと各電極への印加電圧の印加時間を
電子回路により電気的に連動させて制御することにより
、スクリーン２２上に任意の数の光のスポットをディジ
タル的に照射することが出来る。また、上記電子回路に
よる制御に加えて、各電極に加える電圧をのこぎり波状
のものにすればスクリーン２２上のスポットの位置を線
形的に変化させることができる。こうして用いることに
より、例えば従来のレーザプリンターで広く用いられて
いる回転鏡の代りに上記の光偏向器を採用することが可
能で、レーザプリンターの小型化及び信頼性向上に大き
く貢献することになる。勿論、第６図の偏向器は必ずし
もモノリシックな形で構成しなくとも、複数の電極をも
つ光偏向器を単一チップ上に形成し、これとレーザダイ
オードとのハイブリッドの形でも同一の動作が得られる
。その場合、光偏向器とレーザダイオードとの間は光フ
ァイバで接続するのが望ましい。
次に、複数の電極をもつ光偏向器に対する具体的な数値
例について述べる。第７図に電極部を拡大して示す。電
極対となる電極の間隔（Ａ＋とＡ２間等）は第４図（ｂ
）の場合と同じく夫々４５７１ｍ（＝間等）を隔てて配
置されている。光偏向器から距離１２ＰＩＩＩれた位置
にあるスクリーン２２の上に得られる各スポットの間隔
は同一（ｆ’ｔ ）とする。なお、光偏向器とスクリー
ンとの間の距離１２は、実際の使用に際してはレンズを
挿入する必要があるため、その焦点圧１■との関係で任
意に選ぶことができる。
例について述べる。第７図に電極部を拡大して示す。電
極対となる電極の間隔（Ａ＋とＡ２間等）は第４図（ｂ
）の場合と同じく夫々４５７１ｍ（＝間等）を隔てて配
置されている。光偏向器から距離１２ＰＩＩＩれた位置
にあるスクリーン２２の上に得られる各スポットの間隔
は同一（ｆ’ｔ ）とする。なお、光偏向器とスクリー
ンとの間の距離１２は、実際の使用に際してはレンズを
挿入する必要があるため、その焦点圧１■との関係で任
意に選ぶことができる。
複数個の電極をもつ光偏向器は、以下に示す様に、得ら
れるインチ当りのドツト数が大幅に増大するという利点
がある。例えば、解像点数Ｎが５の場合だと１つの電極
対で１０ドツトが得られ、上述の設計例では５０対の電
極対を設けることは十分可能であるので、１０Ｘ５０＝
５００のドツトが得られる。また素子の横幅は約１５０
Ｘ５０＝ ７５００ ｐｍ （７，５ｍｍ ） とな
る。従って、ドツト／インチさ１６６となる。また、Ｎ
＝２５の場合では、１電極対で５０ドツトが得られ、５
０対の電極対を設けるとして総計２５００のドツトが得
られる。従ってドツト／インチΣ８８８となる。
れるインチ当りのドツト数が大幅に増大するという利点
がある。例えば、解像点数Ｎが５の場合だと１つの電極
対で１０ドツトが得られ、上述の設計例では５０対の電
極対を設けることは十分可能であるので、１０Ｘ５０＝
５００のドツトが得られる。また素子の横幅は約１５０
Ｘ５０＝ ７５００ ｐｍ （７，５ｍｍ ） とな
る。従って、ドツト／インチさ１６６となる。また、Ｎ
＝２５の場合では、１電極対で５０ドツトが得られ、５
０対の電極対を設けるとして総計２５００のドツトが得
られる。従ってドツト／インチΣ８８８となる。
この数値は、現在レーザプリンタで得られている最高値
８２０の約２．６倍となる。
８２０の約２．６倍となる。
最後に、本出願で開示する先導波路型偏向器の特長をま
とめると以下の通りである。
とめると以下の通りである。
ナ
（１） 半導体重のキャリア濃度の分布差を動作原理
として利用している為、従来の電気光学効果を利用した
光喘向器よりも一桁以上も大きい屈折率差が得られ、そ
の結果、得られる偏向角が大きい。
として利用している為、従来の電気光学効果を利用した
光喘向器よりも一桁以上も大きい屈折率差が得られ、そ
の結果、得られる偏向角が大きい。
また偏光された光ビームの解像点数も大きい。
（１１）低電圧で駆動出来る素子である。
（Ｉｌ＋） 偏向速度は数ｎ５ｅｃ 以下と高速で
、音響光学効果を利用した素子の場合よりはるかに速い
。
、音響光学効果を利用した素子の場合よりはるかに速い
。
第１図は光導波路の斜視図、第２図は光導波路型偏向器
の斜視図、第８図はキャリア分布の変化を示す図、第４
図（ａ） 、 （＋））は入射光ビームと光導波路型偏
向器を模式的に示す図、第５図は光導波路型偏向器の他
の実施例を示す斜視図、第６図は第５図に示す光導波路
型偏向器の一使用例を示す模式図、第７図は光偏向器の
電極部の拡大模式図である。 図において、１はｎ型ＧａＡｓ 基板、２はｐ型ＧａＡ
ｓエピタキシャル層、ＡＩ 、 Ａ２ 、 Ｂは電極層
、２ ｏ、 、 ２０□、・、 ２ ＯＮはレーザダイ
オード、２１は薄膜層、２２はスクリーンである。 代理人弁理士 東 島 隆 治 第１図 巳 第３図 Ｄ（ｐｍ） 第５図
の斜視図、第８図はキャリア分布の変化を示す図、第４
図（ａ） 、 （＋））は入射光ビームと光導波路型偏
向器を模式的に示す図、第５図は光導波路型偏向器の他
の実施例を示す斜視図、第６図は第５図に示す光導波路
型偏向器の一使用例を示す模式図、第７図は光偏向器の
電極部の拡大模式図である。 図において、１はｎ型ＧａＡｓ 基板、２はｐ型ＧａＡ
ｓエピタキシャル層、ＡＩ 、 Ａ２ 、 Ｂは電極層
、２ ｏ、 、 ２０□、・、 ２ ＯＮはレーザダイ
オード、２１は薄膜層、２２はスクリーンである。 代理人弁理士 東 島 隆 治 第１図 巳 第３図 Ｄ（ｐｍ） 第５図
Claims (9)
- （１）第１の導電型のキャリアを第１の濃度で有する化
合物半導体基板と、その上に設けられた第２の導電型の
キャリアを前記第１の濃度より小さい第２の濃度で有す
る化合物半導体エピタキシャル層とをもち、 このエピタキシャル層は、所定の波長をもち且つ所定の
直径をもって所定の入射点に入射する入射ビーム光に対
して前記基板の屈折率よりも大きな屈折率を呈し、この
エピタキシャル層内を前記ビーム光が伝搬する光導波路
素子において、前記ビーム光の伝搬方向に略平行して前
記エピタキシャル層上の所定領域に形成され、信号電圧
に対応した注入電流を注入するため信号電圧を与える為
の第１の電極層と、前記基板下面に形成された第２の電
極層とを具備し、 前記ビーム光の前記エピタキシャル層への入射点が、前
記エピタキシャル層において前記第１の電極層で覆われ
ている領域から前記ビーム光の直径と同程度の距〜を離
れた点に選択され、前記第１．第２の電極層との間に印
加された順方向電圧によって、前記エピタキシャル層に
おいて前記第１の電極層で覆われた領域とそれ以外の領
域とのキャリア濃度差に基いて屈折率差を生じさせて、
前記ビーム光が前記エピタキシャル層を伝搬していく内
にその伝搬方向を電極印加電圧の大きさに応じて偏向さ
せることを特徴とする光導波路型偏向器。 - （２）前記化合物半導体基板がｎ型ＧａＡｓ基板で、前
記化合物半導体エピタキシャル層がｐ型ＧａＡｓ層であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光導波
路型偏向器。 - （３）前記第２の導電型が前記第１の導電型であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光導波路型偏
向器。 - （４）前記化合物半導体基板がｎ型１ｎＰ基板で、前記
化合物半導体エピタキシャル層がｐ型１ｎＰｆｆｉであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の先導波
路型偏向器。 - （５）前記第１の電極層と平行して、前記ビーム光の径
よりわずかに大きい間隔を隔てて第３の電極層が前記エ
ピタキシャル層上に設けられ、前記第３、第２の電極層
の間に順方向に第１の電圧を印加すると前記ビーム光が
偏向する向きが、前記第１、第２の電極層の間に順方向
に第２の電圧を印加したときに偏向する向きと反対であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第２項、第８項、第
４項のいずれかに記載の光導波路型偏向器。 - （６）前記ビーム光を発する発光源を所定間隔隔てて複
数個具備し、複数の前記ビーム光を前記エピタキシャル
層内で偏向させるために、前記第１７）１α極層と平行
して、前記ビーム光の夫々の径よりわずかに大きい間隔
を隔てて複数の電極層が前記エピタキシャル層上に設け
られ、前記ビーム光のうちの１つを狭んで配置された一
組の電極層対の一方と前記第２の電極層との間に順方向
に第１の１１１圧を印加すると前記１つのビーム光が偏
置スル向きが、前記電極層対の他方と前記第２の電極層
との間に順方向に第２の電圧を印加したときに偏向する
向きと反対であることを特徴とする特許請求の範囲第２
項、第８項、第４項のいずれかに記載の先導波路型偏向
器。 - （７）第１の導電型のキャリアを第１の濃度で有する化
合物半導体基板と、その上に設けられた第２の導電型の
キャリアを前記第１の濃度より小さい第２の濃度で有す
る化合物半導体エピタキシャル層を具備し、 前記エピタキシャル層は、所定の波長をもち且つ所定の
直径をもって所定の入射点に入射する入射ビーム光に対
して前記基板の屈折率よりも大きな屈折率を呈し、前記
エピタキシャル層内を前記ビーム光が伝搬し、 前記ビーム光の伝搬方向に略平行して前記エピタキシャ
ル層上の所定領域に形成され、信号電圧に対応した注入
電流を注入する為信号電圧を印加する為の第１の電極層
と、前記基板下面に形成された第２の電極層とを具備し
、 前記ビーム光の前記エピタキシャル層への入射点が、前
記エピタキシャル層において前記＠１の電極層で覆われ
ている領域から前記ビーム光の直径と同程度の距囲ト証
れた点に選択された光導波路素子において、 前記第１．第２の電極層との間に順方向電圧を印加し、
前記エピタキシャル層において前記第１の電極層で覆わ
れた領域とそれ以外の領域とのキャリア濃度差に基いて
屈折率差を生じさせ、前記ビーム光の伝搬方向を前記エ
ピタキシャル層を伝搬していく内に電極印加電圧の大き
さに応じて偏向させることを’ｔＨ＆とする偏向方法。 - （８）前記化合物半導体基板がｎ型ＧａＡｓ基板で、前
記化合物半導体エピタキシャル層がｐ型ＧａＡｓ層であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の偏向方
法。 - （９）前記第２の導電型が前記第１の導電型であること
を特徴とする特許請求の範囲第７項記載の偏向方法。 ００前記化合物半導体基板がｎ型ＩｎＰ基板で、前記化
合物半導体エピタキシャル層がｐ型ＩｎＰ層であること
を特徴とする特許請求の範囲第７項記載の偏向方法。 θυ前記第１の電極層と平行して、前記ビーム光の径よ
りわずかに大きい間隔を隔ててさらに第８の電極層が前
記エピタキシャル層上に設けられた光導波路素子におい
て、 前記第８．第２のｉｄ電極層間に順方向に第１の電圧を
印加し、前記第１．第２の電極層の間に順方向に第２の
電圧を印加したときに前記ビーム光が偏向する向きと反
対方向に前記ビーム光を偏向させることを特徴とする特
許請求の範囲第７項記載の偏向方法。 ０の前記第１．第２の電圧が直流バイアス電圧に鋸鴇状
波を乗畳した電圧であることを特徴とする特許請求の範
囲第１１項記載の偏向方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19293182A JPS5981629A (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 光導波路型偏向器及びその偏向方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19293182A JPS5981629A (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 光導波路型偏向器及びその偏向方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5981629A true JPS5981629A (ja) | 1984-05-11 |
| JPH0449097B2 JPH0449097B2 (ja) | 1992-08-10 |
Family
ID=16299372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19293182A Granted JPS5981629A (ja) | 1982-11-01 | 1982-11-01 | 光導波路型偏向器及びその偏向方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5981629A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2518886A (en) * | 2013-10-04 | 2015-04-08 | David Perry Heeney | Beds for vehicles |
-
1982
- 1982-11-01 JP JP19293182A patent/JPS5981629A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2518886A (en) * | 2013-10-04 | 2015-04-08 | David Perry Heeney | Beds for vehicles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0449097B2 (ja) | 1992-08-10 |
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