JPS60500230A - 層状半導体構造に与えられる光ビ−ムが他の光ビ−ムによって制御される - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 層状半導体構造に与えられる光ビームが他の光ビームによって制御される 発明の背景 本発明は非線型光学装置に関する。この装置はさらに詳しくは、１つの光ビーム を他の光ビームによって制御するための層状半導体構造を用いる非線型光学装置 として記述される。

先行技術においては光ビームの屈折は、制御される光ビームと制御する光ビーム がある角度をなして通過する相互作用媒体の屈折率を変えることで達成される。

この相互作用媒体は浴液あるいは固溶体中にある光学的に飽和可能な染料から成 る。制御する光ビームによる光学的ポンピングのために相互作用媒体の屈折率が 変化する。

集積光学装置において光ビームを制御するための固体装置を開発することが望ま しい。問題は、先行技術による装置は固体装置ではないこと、あるいは固体装置 であっても集積回路を製造するのに用いられる半導体物質と適合しないことであ る。

発明の概要 この問題は異なるエネルギーハンドキャンプ物質の層を有する層状半導体構造を 含む非線型光学装置によって解決される。交互の層が捕捉された電荷を含むよう に形成される。入力光ビームがこの層に与えられる。入力光ビームの、該構造を 介しての伝播を制御するために１、制別光ビームが捕捉電荷を変える。

図面の簡単な説明 添付の図面を参照して以下の記載を検討す・れは本発明はより良く理解されるで あろう。ここで、第１図は本発明を具象化する光学装置の概略図、第２．３及び ４図は第１図の装置の、一群の動作特性曲線を示す図、 第５図は本発明を具象化する他の光学装置の概略図、第６図は本発明を具象化す るさらに他の光学装置の概略斜視図、 第７図は第６図の装置に用いられる制御光ビームの強度分布曲線を示す図、 第８図（ｄ第６図の装置と同様の装置の平面図、第９．１０及び１１図は第８図 の装置の、一群の力作％注曲線を示す図、 第１２図は第６図の装置と同様の他の装置の平面図、第１３．１４及び１５図は 第１２図の装置の、一群の動作特性曲線を示す図である。

詳細な記述 第１図を参照すると、光学装置１ｏは線型光学物質１３と非線型光学物質１４と の間に光学インタフェース１２を含む非線型スイッチング装置である。線型光学 物質１３Ｉｉ半導体物質のような固体基板物質である。

Ｇａ１−ＸＡ’ＸＡＳは線型光学物質を選択できる合金系である。

線型光学物質１３の屈折率ばｎ。である。非線型光学物質１４は小エネルギー　 ハンド　キャップ物質の層１５と大工ネルキー　ハンド　キャンプ物質の層１９ とを交互にした層状半導体構造である。層状物質は該基板とさらに各々と格子整 合されている。層状半導体物質の１例は、単結晶ＱａＡｓ　及びＧａ　１−　ｘ 　Ａｌｘ　Ａ　ｓの多層フィルムを含む多重量子井戸型構造である。非線型光学 物質は強度に依存し／ζ屈折率ｎ＝ｎ、＋ｎ２Ｉを有しており、これによって光 学的ケル（Ｋｅｒｒ）効果が生じる。この式において■は媒体に与えられる光の 強度、ｎｌは０強度屈折率、そしてｎ２　は光学的ケル効果の係数である。この 物質システムにより、装置１０は０８５７−イクロメータより長い波長で効果的 に動作することができる。線型光学物質の屈折率ｎ。は非線型光学物質の０強度 屈折率ｎ１　よシもわずかに小さい。光学的ケル効果係数ｎ２　の符号は負であ る。

この構造は層１５の物質に既め定められた量の電荷を捕捉するために設計された ものである。層１５はＧａＡｓのような真性半導体の層であって小エネルギ−ハ ンドキャンプを有している。制御ビーム源１６は装置１０に対して可変強度■を 有する制御光ビーム１７を与える。

可変電流源で駆動されるダイオード　レーザあるいは可変中性フィルタを備えた レーザによって適切な制御ビーム源を形成できるであろう。制御光ビームは非線 型光学物質の吸収範囲内の派長を有する。吸収された光は層１５内でキャリヤを 光励起し、これによってこれらの層の小エネルギー　ハンド　キャップ物質にお いて価電子帯から電荷を解放する。該装置が制御光ビーム１γによ（ って付勢される間、既め定められた量の電荷が解・放されて層１５に捕捉される 。層１５内の捕捉電荷の波動関数は振動サイン波形である。Ｇａ　、　−、ｘＡ ＩＸＡｓのような真性半導体が大エネルギ−ハンド　ギャップ物質の層１９を成 すように形成され、この層１９は任意の層１５に捕捉された電荷が他の全ての層 １５中の電荷から隔離されるように充分に厚い。層１９内て広がっていぐいかな る捕捉電荷もその中で指数関数的に減小して行く。捕捉電荷は層１９を１０ない し２０オングストロームの単位でつき抜ける。層１９は捕捉電荷のこのつき抜は 距離の５ないし１０倍の厚さであり、各層１５は独立した方形井戸こして機能す る。

第１図において、単色光から成る入力ビーム源２０は偏光光ビーム２１を生じ、 これは光学装置１０の該層に供給される。入力光ビームの波長は非線型光学物質 の透明範囲にある。この入力光ビームは線型光学物質１３を介して、線型光学物 質１３と非線型光学物質１４の間の光学インタフェース１２に与えられる。入力 光ビーム２１は入射角θに位置する軸に沿って与えられる。この入射角は制御光 ビームの高強度の値に対する臨界入射角よりも太きい。光源２０は一定強度■１ をもつ入力光ビーム２１を発生する。制御ビーム源１６は制御光ビーム１７を発 生し、このビームは層状構造に与えられ、そこ５ で吸収されて層１５内に電荷を生み出す。ビーム１７が与えられる限り電荷は層 １５内に捕捉される。

第２図は第１図の制御光ビーム１７の強度に応動才る、層１５内の電荷密度をプ ロットしたものである。制御光ビーム１７即ち電荷付勢ビーム１７の強度は、線 型光学物質１３の屈折率ｎ。が制御光ビームの低強度のものに対する非線型層状 物質の屈折率ｎ＝ｎ１＋ｎ２１　よりもわずかに小さく、制御光ビームの高強度 のものに対する屈折率１よりもわずかに犬きくなるように選択される。

第２．３図に示すように、制御光ビームの強度に依存して電荷密度は増加し、層 状物質の非線型屈折率””＋　＋ｎ２　Ｉは減少する。

インタフェース１２の反射は制御光ビーム１７の強度ｆに依存する。制御光ビー ム１７の臨界強度Ｉｃ以下の強度については入力光ビーム２１はインタフェース １２と層状非線型光学物質１４を介して出力ビーム２６として光検出器２８に伝 えられる。

制御光ビーム１γの強度が増すと多重量子井戸型構造の屈折率１は減少する。こ のことにより、制御ビーム強度の増加が実効的臨界角を減少させるという正帰還 効果が生じる。制御ビームの臨界強度においては、非線型光学物質１４の屈折率 Ｊ２は線型光学物質１３の屈折率ｎ。

に等しい。インタフェース１２と非線型光学物質１４を介しての人力ビームのほ ぼ全ての伝播はほぼ全て内部反射となる。臨界強度ＩＣより大きい制御ビーム強 度に対しては、入力ビーム２１は光学インタフェース１２で全て内部反射される 。反射出力ビーム２３は線型光学物質１３を介して検出器２８から遠ざかるよう に伝わる。

次に第４図を参照すると、前述の記載に従って、装置１０の動作特性が示されて いる。ここで、入力光ビームの強度■１は一定である。第１図の検出器２８は制 御光ビームの強度が臨界強度■ｃより大きいか小さいかを決定する。第４図にお いて実線３０で示すように、臨界強度Ｉｃ以下の制御ビーム強度によシ、検出器 ２８は第１図の出力ビーム２６における高強度の光を受光する。制御ビーム強度 が臨界強度Ｉｃにほぼ等しい時は、検出器に達する出力ビームの強度は第４図の ように急速に減衰する。臨界強度Ｉｃ以上の制御ビーム強度については、第１図 の検出器２８に達する出力ビーム２６の強度は第４図のように低い。

第４図の点線３４は、検出器が点線の検出器２９で示すような他の位置に置かれ た時の、第２図の装置の動作特性を表わしている。

制御光ビームの強度とともに屈折率１が変化する結果として、第１図の該光学装 置１０は入力ビームを層状非線型物質を介して検出器２８に伝えるかまたは入力 ビームをほとんど全て検出器２８から遠ざかるように反射する。このようにして 、層状半導体構造と線型光学物質と層状非線型光学物質との間のインタフェース １２での入力光ビームの制御は制御光ビームの強度に依存する。・動作現象に制 御光ビームの強度の変化に応じた、捕捉電荷の動的移動であるから、装置１０の ターンオン応答速度は光ビーム１７の強度の変化と同じように速い。装置１０の ターンオフ応答速度は電荷の再結合時間に関係する。従って動作速度は可能性と しては極めて太きい。

次に第５図を参照すると、本発明を具象化する他の光学装置６０が示されている 。多重量子井戸型構造のような層状非線型光学物質６１は線型光学物質６２を備 えた光導波装置を形成する。非線型光学物質６１の小エネルギ−ハンド　キャン プ物質の層６８には電荷は注入されていない。制訴ビーム源６５が制御光ビーム ６６を形成し、このビームは該層状構造に轟てられ、そこで吸収されて層６８内 に電荷を解放する。制御光ビーム６６が供給される限り、解放された電荷の一部 （ｄ層６８内に捕捉される。層６８中の電荷密度は制御光ビーム６６の強度に応 じて変化する。低強度の制御光ビーム６６に対しては線型物質６２の屈折上口。

は非線型層状物質６１の屈折率ｎ＝ｎ、−ｔ−ｎ２Ｉよりもわずかに小さい。制 御光ビームの強度が増加すると電荷密度は増加し、層状物質の非線型屈折率ｎ＝ 　ｎ、　＋　ｎ２　Ｉは制御光ビームの強度に依存して減少する。

入力光源６４は単色入力光ビーム７１を形成し、このビームは非線型物質の層に 平行な軸に沿って層状非線型光学物質に供給される。入力光ビームの波長は非線 型光学物質の透明範囲にある。制御光ビーム６６の強度の低いものについては、 入力ビーム７１ば、層状非線型光学物質６１を介して検出器６９に導かれる。制 御光ビーム６６の強度が低い値から高い値へ変えられると、光学的ケル（Ｋｅｒ ｒ　）　効果の結果、層状物質の屈折率ユは変化する。制御光ビームの臨界強度 Ｉｃにおいては、線型物質６２の屈折率ｎ。は非線型物質６１の屈折率ユに等し い。制御光ビームの強度の高いものについては、入力ビーム７１は導かれない。

こうして入力ビーム７１は検出器６９に入射する光の強度を減少きせる線型光学 物質中に広がって行く。

第４図の動作特性曲線３０はまた第５図の装置の動作も示している。入力光ビー ムは非線型光学物質１６を介して検出器６９に導かれるか、寸た汀線型光学物質 ６２を介して広がる。低強度制御ビーム６６に応動して入力光ビーム７１を検出 器（（導くと高強度の出力ビーム７２が検出器６９に与えられるようになる。高 強度制御ビーム６６に応動して線型光学物質を介して入力光ビーム７１を広げる と出力ビーム７２は低強度になる。

第６図には線型光学物質７７の層の間にはさ芥れた層状非線型光学物質７６を含 む光学装置１５が示されている。非線型光学物質は前述のように多重量子井戸型 構造で構成しても良い。

光源７８は層に実質的に平行な軸に沿って層状非線型光学物質７６の端部に単色 光の入力光ビーム７９を与える。入力光ビームの波長は非線型光学物質７６の透 明範囲にある。入力光ビームは非線型光学物質を介して検出器８２に伝えられる 。

制御ビーム源７４は非線型光学物質７６の層に実質的に垂直な軸に沿って可変強 度制御光ビーム８１を供給する。制御光ビーム８１はサンドインチの層を横切る 。制御光ビームの波長は非線型光学物質の吸収範囲内にある。

吸収された光は小エネルギー　バンド　ギャップ物質内に電荷を解放する。この 電荷はそこに捕捉される。

第７図に示されるように、制御光ビームが層状構造を横切る時その任意の直径か ら見た空間強度分布はビームの中心軸からの距離の関数である。第７図において 、第１図の制御光ビーム８１の中心ａＣｔ、＋にピーク値を有するカラス分布が 説明を簡単にするために用いられている。

他の分布を使うこともできる。

第８．９．１０及び１１図には、第６図の装置７５の動作を記述する。第８図に は平面図として表わされているが、制御光ビームは円形断面積８３において装置 ７５の上面と交差する。入力光ビーム７９は軸即ち中心線Ｃ７□に沿って層状非 線型光学物質に与えられる。このＣＬ２は制御光ビームの中心線ＣＬ、と交差す る。このように入力光ビームは制御光ビームの影響範囲を対称的に横切る。

第６図の制御光ビーム８１の強度のいかなる変化によっても装置７５の光応答が 変化する。制御光ビームの強度の変化によって多重量子井戸型構造の薄膜に捕捉 された電荷の量が変化する。電荷量が変化すると誘電率、吸収係数及び屈折率が 変１ヒする。例えば制御光ビームの強度が増加すると電荷が増加し多重量子井戸 型構造の屈折率は減少する。

第９図において、３種の電荷分布関数が制御光ビームの中心線ＣＬ＋からの距離 に対する、非線型物質中の電荷量の変化と分布を示している。第９図の電荷分布 関数は第８図の制御光ビーム８１の直径にわたる電荷密度を表わしている。０強 度ＩＣ６の制御光ビームに対しては電荷は捕捉されない。中間強度工。１の制御 光ビームに対しては電荷（ｒｉ、制御光ビームの中心線ＣＬｌにピークをもつが ウス分布の形で分布する。高強度Ｉｃ２の制御光ビームに対してはガウス型の電 荷分布のピークはより高くなる。

第１０図：てｕ　ｌ　ｃ。、Ｉｅｌ及び■。２と記された３種の屈折率が示され ており、これらはそれぞれ第９図において同様に表わされた電荷分布関数と関係 している。強度と電荷が増加すると関連する屈折率は減少することに注意された い。

第１１図に示されるように第８図′の入力光ビーム７９の強度も寸た非均−分布 をしている。この分布関数は制御光ビームの中心線ＣＬ２からの距離について描 かれている。第１１図の強度分布をもつ入力光ビームが第８図の制御光ビームの 影響範囲を通る時、入力光ビーム７９は制御光ビームの強度に依存して第１１図 に示される屈折率関数の１つの影響を受ける。

０強度■。０の制御ビーム８１に対しては、入力光ビームの全部分が制御光ビー ムの影響範囲内で均一屈折率の影響を受ける。この０強度制御ビームの状態では 第８図でｒｃｏと記された実線で境界されたビーム出口径路で示されるように、 入力光ビーム７９の焦点合わせは制御光ビームの影響を受けない。

中間レベルの強度■ｃ１の制御光ビーム８１については入力光ビーム７９は第１ ０図でＩｃ１と記された点線の屈折率関数の影響を受ける。入力光ビームはこの 屈折率関数に左右される。結果として出力ビームは、第８図でＩＣＩと記された 点線で境界された出力ビームによって示されるように、いくぶんか焦点が広がる 。

高レベルの強度■。２の制御光ビーム８１については、入力光ビーム７９は第１ ０　’ＪＸｒ　ＩＣ２と記された点線で示されるような屈折率のより大きな変化 の影響を受ける。結果は、第８図で■。２と記された点線で境界された出力ビー ムで示されるように、出力ビームの焦点がさらに広がる。

こうして第８図の検出器８２は、制御光ビームが０強度を有する時に、開口８５ を介して比較的高い強度の光を受光する。制御光ビームの強度が増加すると出力 ビームはさらに広がって行く。従って制御光ビームの強度が増加するにつれ検出 器はしたいに強度の低い光を受光するようになる。第４図の動作特性曲線３０は 他に、第８いる。

第１２、］３．１４及び］５５図（は第６図の装置７５の他の型の動作が示され ている。第１２図は平面図゛として示されているが、制御光ビーム８１（伐第８ 図の装置と同様に、円形断面積において装置７５の上面と交差する。

しかしながら第１２図の装置て（弓：、入力光ビーム７９は制御光ビームの中心 から外れて交差する軸に沿って層状非線型光学物質に与えられる。実際、入力光 ビーム７９の全部捷だはほとんど全部が、第１５図の入力光ビーム強度分布曲線 て示されるように、制御光ビームの中心線ＣＬ＋の片側にある。

第８図の装置と同様に、制御光ビーム８１の強度によって非線型光学物質中の捕 捉電荷が変化する。結果として、誘電率、吸収係数及び屈折率が変化する。第１ ３．１４図には電荷量と屈折率の変化が制御光ビーム８１の中心線Ｃ７，１から の距離の関数として示されている。

入力光ビームは制御光ビーム８１の中心線Ｃ７，１から外れているので、制御光 ビームの影響範囲を通る時入力光ビームは非対称的に異なる屈折率にさらされる であろう。

０強度の制御光ビームについては、入力ビームの焦点は制御光ビームの影響を受 けない。そのかわりに、第１２図に示されるように、入力光ビームは装置７５と 開口８５を介して検出器８２に伝えられる。出力ビームは概略ＩＣ８と記された 実線で表わされる。制御光ビームの強度が増加すると、ＩＣＩ及びＩｃ２と記さ れた対応する点線の屈折率により、出力光ビームは、第１３図において、それぞ れ■。１及びｒｃ２と記された点線の出力径路で示されるように、継続して大き く曲げられる。

制御光ビームが０強度あるいは低強度の時、検出器８２は比較的高い強度の光を 受光する。制御光ビームの強度が増加すると検出器が受光する光の強度は減少す る。

第４図の出力強度特性曲線３Ｇは第１２図の装置において検出器８２が受光する 出力光を表わしている。

前述の議論に従って動作する装置は広範囲の波長に対して動作できる。前述のよ うに、説明した物質システムで作成された装置は制御ビームに対して０．７−０ ．９マイクロメータの範囲の波長で、さらに入力ビームに対して、非線型物質の 透明範囲において０．８５マイクロメータより大きい波長で動作する。

他の物質システム、例えばＩ　ｎ＋　、、、ｘ　、、ｙ　Ｇｄ　ｘ　ＨすＡＳ　 およびＩ　ｎ　ｌ　Ｘ　Ｇａ　ｘＡｓ　（−ｙＰｙを用いて制御ビームに対し１ ．３マイクロメータないし１．５マイクロメータの範囲の波長、さらに入力ビー ムに対し１．３マイクロメータより大きい波長用に装置を作成することができる 。これらの間にある説明のための実施例においては負電荷のみが示されてｂる。

しかし捕捉された陽電荷もまた有用な装置を生み出すことに注意されたい。この 捕捉陽電荷は層状物質を光学的に付勢して電荷を解放、捕捉することに、より得 ることもできる。

本発明の実施例をいくつか説明した。他の実施例も癌業者には明らかであろう。

説明−した実施例は、これら他の実施例とともに本発明の範囲内に入るものと考 えられる。

補正書の翻訳文提田舎 （特許法第１８４条の７第１項） 昭和５９年　９月　３日 特許庁長官　志賀　学　殿 ■、特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ”８３１０２０２４ ３、特許出願人 住　所　アメリカ合衆国　１００３８　ニューヨーク。

ニューヨーク、ブロードウェー　２２２名称　ウェスターン　エレクトリック　 カムパニー。

住所　〒１００ 東京都千代田区丸の内３−２−３．富士ビル２０９号室５、補正書の提出年月日 １９８４年　５月１１日 ６、添付書類の目録 補正書の翻訳文　１通 請求の範囲←昏モ發→ １、　異なるエネルギー　バンド　キャップ物質を含む層状半導体構造てらって 、この構造の交互の層は捕捉−電荷を含むように形成さ・れている層状半導体構 造と；入力光ビームを該構造の該層に与える手段と；該層状半導体構造の該捕捉 電荷と誘電率とを光学的に変化させて該入力光ビームを制御する手段とを含む光 学装置。

２　請求の範囲第１項記載の装置であって、該ホ１］御手段は選択可能な量の捕 捉電荷を光励起して該誘電率を変化させる手段を含む光学装置。

３　請求の範囲第１項記載の装置であって、該制御手段は該捕捉電荷の密度を変 化させて該誘電率を変化させるための制御光ビーム手段を含む光学装置。

４　請求の範囲第１項記載の装置であって、該層状半導体構造は多重量子井戸型 構造である光学装置。

５　請求の範囲第１項記載の装置であって、１つの層の捕捉電荷は他の層の捕捉 電荷から実効的に隔離されている光学装置。

６　大エネルギ−バンド　キャップの半導体物質と、捕捉電荷を含むように形成 された小エネルギー　ハンドキャップの半導体物質との交互の層を有する多重量 子井戸型構造と； 第１の光ビームを該構造の該層に与える手段と；該小エネルギー　ハンド　キャ ンプ物質層の少くとも１つの層の吸収帯内に波長を有する第２の光ビームを用い て該小エネルギー　ハンド　キャップ物質層を可変量で光励起して価電子帯から 可変量の電荷を解放し該第１光ヒームを制御する手段と； を含む光学装置。

７　請求の範囲第６項記載の装置であって、該解放手段は選択可能な量の捕捉電 荷を光励起して該多重量子井戸型構造の可変誘電率を決定する手段を含む光学装 置。

８゜　請求の範囲第７項記載の装置であって、該解放手段はさらに、電荷密度を 変化させて該多重量子井戸型構造の誘電率を変化させるだめの手段を含む光学装 置。

９　請求の範囲第６項記載の装置であって、さらに、該捕捉電荷の種々の量に応 動して受光された光の種々の値を表示するように形成された、該第１光ヒームか らの光を受光するだめの光検出器を含む光学装置。

１０　線型光学物質と、異なるエネルギー　ハンド　キャンプ物質を含む層状半 導体構造との間の光学インタフェースであって、該構造の交互の層は捕捉電荷を 含むように形成されている光学インクフェースと；入力光ビームを該インタフェ ースの臨界角に近い角度にある径路を介して該インタフェースに与える手段と； 該層状半導体構造の該捕捉電荷と誘電率とを変えて該人力光ビームの変化を制御 する手段と を含む光学装置。

１１請求の範囲第１０項記載の装置であって、該制御手段は選択可能な量の捕捉 電荷を光励起して該誘電率を変化させる手段を含む光、学装置。

１２請求の範囲第１項記載の装置であって、該制御手段は該捕捉電荷の密度を変 化させて該誘電率を変化させるだめの制御光ビーム手段を含む光学装置。

］３請求の範囲第１０項記載の装置であって、該層状半導体構造は多重量子井戸 型構造である光学装置。

１４　線型光学物質と、大エネルギ−バンド　キャップ半導体物質と小エネルギ ー　バンド　ギャップ半導体物質との交互の層を有する多重量子井戸型構造との 間の光学的インタフェースであって、該小エネルギ−ハンドキャップ物質の層は 捕捉電荷を含むように形成されている光学的インタフェースと； 第１の光ビームを該インタフェースの臨界角に近い入射角を有する径路に沿って 該光学インタフェースに与える手段と； 該小エネルギー　ハンド　キャップ物質層の少くとも１つの層の吸収帯内て波長 を有する第２の光ビームを用いて該小エネルギー　ハンド　キャップ物質層を可 変量で光励起して価電子帯から可変量の電荷を解放し、該インタフェースにおい て該第１光ヒームを制御する手段とを含む光学装置。

国際調査報告 ｌｎｍｎａ１１ｏｎａｌＡ＋＋ｐｌｉｅａｌｌａｎＮｏ、、、〒、、、ｑＱ、、 、、、、！。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．異なるエネルギー　ハンド　キャンプ物質を含む層状半導体構造であって、 この構造の交互の層は捕捉電荷を含むように形成されている層状半導体構造と； 入力光ビームを該構造の該層に与える手段と；該捕捉電荷とこれを含む該層の誘 電率とを変化させて該入力光ビームを制御する手段と； を含む光学装置。 ２、請求の範囲第１項記載の装置であって、該制御手段は選択可能な量の捕捉電 荷を光励起して該誘電率を変化させる手段を含む光学装置。 ３、請求の範囲第１項記載の装置であって、該制御手段は該捕捉電荷の密度を変 化させて該誘電率を変化させるだめの制御光ビーム手段を含む光学装置。 ４　請求の範囲第１項記載の装置であって、該半導体構造は多重量子井戸型構造 である光学装置。 ５　請求の範囲第１項記載の装置であって、１つの層の捕捉電荷は他の層の捕捉 電荷から実効的に隔離されている光学装置。 ６　大工ネルキー　ハンド　キャップの半導体物質と、捕捉Ｎ荷を含むように形 成された小エネルギー　ハンドギャップの半導体物質との交互の層を有する多重 量子井戸型構造と； 第１の光ビームと該構造の該層に与える手段と；該小エネルギー　バンド　キャ ップ物質層の少くとも１つの層の吸収帯内に波長を有する第２の光ビームを用い て該小エネルギ−バンド　ギャップ物質層を可変量で光励起して価電子帯から可 変量の電荷を解放する手ルと； を含む光学装置。 ７　請求の範囲第６項記載の装置であって、該解放手段は選択可能な量の捕捉電 荷を光励起して該多重量子井戸型構造の可変誘電率を決定する手段を含む光学装 置。 ８　請求の範囲第７項記載の装置であって、該解放手段はさらに、電荷密度を変 化させて該多重量子井戸型構造の誘電率を変化させるだめの手段を含む光学装置 。 ９　請求の範囲第６項記載の装置であって、さらに、該捕捉電荷の種々の量に応 動して受光された光の種々の値を表示するように形成された、該第１光ビームか らの光を受光するための光検出器を包む光学装置。