JPS61198212A - 光回路機能素子 - Google Patents
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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- 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
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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】
（技術分野）
本発明は超薄膜多層構造を用い、複数個の出力端子の１
つに光信号を導波伝送させる機能を有する外部光回路機
能素子に関するものである。
つに光信号を導波伝送させる機能を有する外部光回路機
能素子に関するものである。
（従来技術）
従来既知のこの種先回路機能素子としては、（１）電気
光学結晶を用いた薄膜光導波路、（２）電流注入方式に
よる屈折率制御を用いる装置、の２種類が知られている
。
光学結晶を用いた薄膜光導波路、（２）電流注入方式に
よる屈折率制御を用いる装置、の２種類が知られている
。
（１）の薄膜光導波路はＬｉ Ｎｂ Ｏ８などの電気光
学結晶を用いるものであるが、結晶の方向によって、屈
折率の変化が異なること、ならびにミラーを構成するた
めの電極が両方とも表面にあるため小形化が困難である
という欠点があった。
学結晶を用いるものであるが、結晶の方向によって、屈
折率の変化が異なること、ならびにミラーを構成するた
めの電極が両方とも表面にあるため小形化が困難である
という欠点があった。
、 （２）の電流注入方式によるものでは屈折率の変化
がキャリヤ密度の増減に依存するため応答速度が小さい
という欠点があった。
がキャリヤ密度の増減に依存するため応答速度が小さい
という欠点があった。
（発明の目的）
本発明の目的は、屈折率変化の応答速度を電流注入方式
に比しより高速にし、かつ電気光学結晶に比しより小形
化の実現を可能とした光回路機能素子、例えば光変調器
を得ることにある。
に比しより高速にし、かつ電気光学結晶に比しより小形
化の実現を可能とした光回路機能素子、例えば光変調器
を得ることにある。
（発明の構成）
本発明は、光導波路を超薄膜多層構造とし、電界を光導
波路の一部に加えることによって屈折率の変化を生じさ
せ、その境界面で光を反射させることに着目して得られ
たものである。
波路の一部に加えることによって屈折率の変化を生じさ
せ、その境界面で光を反射させることに着目して得られ
たものである。
本発明では、光スィッチとして用いるこの種先回路機能
素子において、超薄膜多層構造の第１光導波路と、該第
１光導波路と交差するよう配置した超薄膜多層構造の第
２光導波路とを具え、前記第１光導波路の第２光導波路
との交差部に電界を加え、第１光導波路の屈折率を変化
せしめて、光を反射させ、前記第２光導波路より出力光
を導出する構成とする。
素子において、超薄膜多層構造の第１光導波路と、該第
１光導波路と交差するよう配置した超薄膜多層構造の第
２光導波路とを具え、前記第１光導波路の第２光導波路
との交差部に電界を加え、第１光導波路の屈折率を変化
せしめて、光を反射させ、前記第２光導波路より出力光
を導出する構成とする。
（発明の効果）
本発明は超薄膜構造に右ける印加電界によるエネルギー
準位の変化による屈折率の変化を利用するものであるた
め、高速で光導波路の切り換えが可能であり、半導体技
術によって装置の小形化が可能となる利点を有する。
準位の変化による屈折率の変化を利用するものであるた
め、高速で光導波路の切り換えが可能であり、半導体技
術によって装置の小形化が可能となる利点を有する。
（実施例）
以下図面により本発明を説明する。
光導波路は第１図に示すごとく半導体基板１２上に設け
た超薄膜多層構造ＭＱＷ （Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔ
ｕｍＷｅｌｌ）からなっており、そのポテンシャル構造
は第２図及び第３図に示す如くである。なお、１６及び
２６は電極を示し、また多層構造中の矢印ＢＦは電界の
方向を示す。これについては以下に詳述する。
た超薄膜多層構造ＭＱＷ （Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔ
ｕｍＷｅｌｌ）からなっており、そのポテンシャル構造
は第２図及び第３図に示す如くである。なお、１６及び
２６は電極を示し、また多層構造中の矢印ＢＦは電界の
方向を示す。これについては以下に詳述する。
第２図は超薄膜多層構造を第１図の矢印ｙ方向、すなわ
ち薄膜の積層方向に切って見たときのポテンシャル状態
を示し、図中上側の曲線Ｃ，Ｂ、は伝導帯（Ｃｏｎ ｄ
ｕ ｃｔ ｉｏ ｎ Ｂａ ｎｄ ）であり、下側の曲
線Ｖ、 Ｂ、は価電子帯（Ｖａｌｅｎｃｅ Ｂａｎｄ）
を示す。超薄膜多層構造においては、各薄膜個所で両帯
（バンド） Ｃ，Ｂ。
ち薄膜の積層方向に切って見たときのポテンシャル状態
を示し、図中上側の曲線Ｃ，Ｂ、は伝導帯（Ｃｏｎ ｄ
ｕ ｃｔ ｉｏ ｎ Ｂａ ｎｄ ）であり、下側の曲
線Ｖ、 Ｂ、は価電子帯（Ｖａｌｅｎｃｅ Ｂａｎｄ）
を示す。超薄膜多層構造においては、各薄膜個所で両帯
（バンド） Ｃ，Ｂ。
及びＶ、 Ｂ、の挟まりが生じ、いわゆる井戸部分Ｗが
形成されている。第２図は電極２６の印加電圧ｖ・０で
、超薄膜多層構造に電界が加わらない状態を示している
。このとき両帯Ｃ，Ｂ、及びＶ、 Ｂ、のポテンシャル
は水平である。
形成されている。第２図は電極２６の印加電圧ｖ・０で
、超薄膜多層構造に電界が加わらない状態を示している
。このとき両帯Ｃ，Ｂ、及びＶ、 Ｂ、のポテンシャル
は水平である。
次いで第３図は電極２６の印加電圧■を、■＜０とした
状況を示す。
状況を示す。
電圧Ｖ（Ｖ＜Ｏ）の印加によって、ｙ方向（超薄膜の厚
さ方向）に電界が加わると、そのポテンシャル構造は第
３図に示す如く斜めの傾斜を生ずる。
さ方向）に電界が加わると、そのポテンシャル構造は第
３図に示す如く斜めの傾斜を生ずる。
第４図は第３図の井戸Ｗの部分を拡大した説明図である
。電界の印加により第４図に示すように井戸Ｗ内の電子
の波動関数に影響を与える。図中井戸Ｗの部分の波形は
波動関数であり、点線は■＝０の場合、実線は■≠０、
この場合Ｖ＜Ｏのときの波動を示す。このような電子や
正孔の波動関数の偏りと、エネルギー準位の変化に伴っ
て超薄膜部分の屈折率が変化するのである。このため、
例えば光スィッチとしての構成例を示す第６図において
第１光導波路［を進行してきた光は屈折して第２導波路
に進行する。
。電界の印加により第４図に示すように井戸Ｗ内の電子
の波動関数に影響を与える。図中井戸Ｗの部分の波形は
波動関数であり、点線は■＝０の場合、実線は■≠０、
この場合Ｖ＜Ｏのときの波動を示す。このような電子や
正孔の波動関数の偏りと、エネルギー準位の変化に伴っ
て超薄膜部分の屈折率が変化するのである。このため、
例えば光スィッチとしての構成例を示す第６図において
第１光導波路［を進行してきた光は屈折して第２導波路
に進行する。
電界に対する屈折率変化を第５図に示した。第５図は電
界Ｅ（ＫＶ／ｃｍ）を横軸とし、屈折率変化比Δｎ／ｎ
（％）を縦軸にとったものである。
界Ｅ（ＫＶ／ｃｍ）を横軸とし、屈折率変化比Δｎ／ｎ
（％）を縦軸にとったものである。
図中λ、は禁制帯幅の波長、ａは井戸幅、ｎは屈折率、
ξは光の閉じ込め係数である。
ξは光の閉じ込め係数である。
第５図かられかるように電界強度Ｅを大きくすれば屈折
率Δｎは減少する。
率Δｎは減少する。
応答速度は電子のエネルギーバンド内緩和時間方式に比
べより高速化が期待できる。
べより高速化が期待できる。
第６図は本発明による光回路能動素子の一実施例で、光
スィッチとして用いうる構成を示す斜視図であり、第７
図はその電極部分の平面図、第８図は同断面図である。
スィッチとして用いうる構成を示す斜視図であり、第７
図はその電極部分の平面図、第８図は同断面図である。
図中１０は光回路能動素子の全体を示す。第１図および
第８図において、ＭＱＷとして示したのは超薄膜多層構
造（Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔｕｍ Ｈｅｅｌ）による光
導波路である。
第８図において、ＭＱＷとして示したのは超薄膜多層構
造（Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔｕｍ Ｈｅｅｌ）による光
導波路である。
その半導体装置内の構造は第８図に示す如く、ｎ形層板
１２上に堆積によって構成したものであり、１４は不純
物濃度を大としたｎ゛層、１６はｎ゛層側設けた対向電
極で大地電位とする。１８は１層、 ・２０はｐ層、２
２はｐ層層、２４は装置上面のＳｉｎ□絶縁層である。
１２上に堆積によって構成したものであり、１４は不純
物濃度を大としたｎ゛層、１６はｎ゛層側設けた対向電
極で大地電位とする。１８は１層、 ・２０はｐ層、２
２はｐ層層、２４は装置上面のＳｉｎ□絶縁層である。
ｐ＋層２２の上面に電極２６を設け、これに電圧■（■
≦Ｏ）を印加する。電圧■は逆バイアスで用いる。
≦Ｏ）を印加する。電圧■は逆バイアスで用いる。
本光回路機能素子１０は電極２６への印加電圧■が０の
とき（Ｖ＝Ｏ） Ｉｔ、人力光ＬＩ、Ｉハ光導波路ＭＱ
Ｉ！ｌノ人力２８より第１導波路内を直進し、第１光導
波路の光出口Ｏｌに達し、出力光り。ｆを生ずる。印加
電圧■を■≠０（ｖく０）とすると、第７図の電極２６
の下側の第１導波路の屈折率が小さくなり、電極の箇所
で反射して第２導波路の光出口０■へ進み、出力光Ｌ０
を生ずる。
とき（Ｖ＝Ｏ） Ｉｔ、人力光ＬＩ、Ｉハ光導波路ＭＱ
Ｉ！ｌノ人力２８より第１導波路内を直進し、第１光導
波路の光出口Ｏｌに達し、出力光り。ｆを生ずる。印加
電圧■を■≠０（ｖく０）とすると、第７図の電極２６
の下側の第１導波路の屈折率が小さくなり、電極の箇所
で反射して第２導波路の光出口０■へ進み、出力光Ｌ０
を生ずる。
このため第６〜８図示の装置は光スィッチとして作用さ
せることができる。なお第６図では半導体構造の詳細の
図示を省略しである。
せることができる。なお第６図では半導体構造の詳細の
図示を省略しである。
本発明は以上述べた如く、電界の印加によるエネルギー
準位の変化の効果を用いるものであるため、印加電圧の
制御により光信号を出力側の光出口ｏｒ、ｏｎのいずれ
か一方へ伝えることができる。
準位の変化の効果を用いるものであるため、印加電圧の
制御により光信号を出力側の光出口ｏｒ、ｏｎのいずれ
か一方へ伝えることができる。
第９図は印加電圧■、（Ｖ＜０）と出力光強度比ｐ／ｐ
ｔ関係を示す。ここにおいて、ｐｌ は人力光強度であ
り、ｐｏ＋は第１光導波路出口の出力光り。！の光強度
、１１０２は第２光導波路の出口の出力光ＬＱＩ＋の光
強度である。本発明によるときは図示の如く高速で光導
波路の切り換えが可能となる。
ｔ関係を示す。ここにおいて、ｐｌ は人力光強度であ
り、ｐｏ＋は第１光導波路出口の出力光り。！の光強度
、１１０２は第２光導波路の出口の出力光ＬＱＩ＋の光
強度である。本発明によるときは図示の如く高速で光導
波路の切り換えが可能となる。
なお第１０図は時間ｔに対する時間応答特性を示すもの
である。すなわち、電極２６への印加電圧−Ｖにより、
第１光出力り。Ｘはほぼ遮断状態となり、第２光出力し
。Ｘが生ずる。印加電圧をｖ＝０とすると、逆に第１光
出力り。１が生ずる。
である。すなわち、電極２６への印加電圧−Ｖにより、
第１光出力り。Ｘはほぼ遮断状態となり、第２光出力し
。Ｘが生ずる。印加電圧をｖ＝０とすると、逆に第１光
出力り。１が生ずる。
次いで本発明による光回路機能素子の応用例を考えて見
る。
る。
第１３図は導波路切り換え部分（スイッチ）を複数個設
け、これらを格子状に配列することによって、複数の第
１光入力ＩＮ ＰＵ Ｔ−１より出力０υＴ−１に至る
複数の光信号群と、同じく複数の第２光入力ＩＮＰＵＴ
−２より出力０１１ Ｔ−２に至る複数の光信号群とを
任意に選択して切り換え伝送することができる。
け、これらを格子状に配列することによって、複数の第
１光入力ＩＮ ＰＵ Ｔ−１より出力０υＴ−１に至る
複数の光信号群と、同じく複数の第２光入力ＩＮＰＵＴ
−２より出力０１１ Ｔ−２に至る複数の光信号群とを
任意に選択して切り換え伝送することができる。
光導波路の交差点にＳＷで示した丸印はそれぞれが上述
の光スィッチ（光回路機能素子）である。
の光スィッチ（光回路機能素子）である。
第１１図においては、２つの導波路を一部並行にし、２
つの導波路の伝播定数を外部から変化させることによっ
て、導波路を切り換えることは、方向性結合器の一般的
な原理である。本発明では、導波路の伝播定数を変化さ
せる手段として導波路を超薄膜多層構造にし、そこへ電
界を加よることによって、屈折率変化を得ようとするも
のである。
つの導波路の伝播定数を外部から変化させることによっ
て、導波路を切り換えることは、方向性結合器の一般的
な原理である。本発明では、導波路の伝播定数を変化さ
せる手段として導波路を超薄膜多層構造にし、そこへ電
界を加よることによって、屈折率変化を得ようとするも
のである。
この方向性結合器の原理は、導波路ＩＮＰ［ＩＴ−１に
光Ｌ１が入射してきた場合第１電極３０、第２電極３２
への電圧Ｖ＋ 、 Ｖｘを適当に印加することによって
、並行な導波路部分で両方の導波路の伝播定数に違いを
生じさせ、光を導波路００ Ｔ−１，０［Ｉ Ｔ−２の
いずれか一方へ導波路させる。
光Ｌ１が入射してきた場合第１電極３０、第２電極３２
への電圧Ｖ＋ 、 Ｖｘを適当に印加することによって
、並行な導波路部分で両方の導波路の伝播定数に違いを
生じさせ、光を導波路００ Ｔ−１，０［Ｉ Ｔ−２の
いずれか一方へ導波路させる。
例えば、
ただし、この例は、単なる一例であって、ｖｌ。
ｖ２の大きさや、結合器の形状によって状態は異なる。
第１４図は時分割光通信を行う系を略図で示すもので、
入力側の各光スィッチｓｗｒ、と出力側の各光スィッチ
５ＷＯｈとを同期させて切り換えることにより時分割光
通信を行うことが可能となる。
入力側の各光スィッチｓｗｒ、と出力側の各光スィッチ
５ＷＯｈとを同期させて切り換えることにより時分割光
通信を行うことが可能となる。
これと同原理で送信側と受信側で光スィッチを同期動作
させると１本の光通信線路で光信号の送受信を同時に行
うことができる。第１２図はこの実施例を示す。
させると１本の光通信線路で光信号の送受信を同時に行
うことができる。第１２図はこの実施例を示す。
第１５図において、ＬＴ、は第１送信光信号、ＬＲ。
は相手方の第１受信光、ＬＴ２は相手方よりの第２送信
光信号、ＬＲ，は第２受信光で、Ｓｌｌ、Ｓｌｌ’は同
期動作する光スィッチである。
光信号、ＬＲ，は第２受信光で、Ｓｌｌ、Ｓｌｌ’は同
期動作する光スィッチである。
本発明によるときは第１０図に示す如く時間応答特性が
優れているので高速の光スィッチを半導体技術で実現で
き、その応用可能範囲は極めて大である。
優れているので高速の光スィッチを半導体技術で実現で
き、その応用可能範囲は極めて大である。
以上の説明においては、本発明をｎ型基板を用いるもの
について述べたが、ｐ型基板のものも所望に応じて使用
できる。この際は正バイアスで用いること当然である。
について述べたが、ｐ型基板のものも所望に応じて使用
できる。この際は正バイアスで用いること当然である。
第１図は本発明の光回路機能素子の構造を示す断面図、
第２図及び第３図は超薄膜多層構造の厚さ方向のポテン
シャル構造の変化を示すもので、第４図は電界を加えな
いとき、第５図は電界を加えたときの説明図、 第４図は電界による波動関数の変化を示すための井戸部
分の説明図、 第５図は電界強度Ｅによる屈折率の変化Δｎ（％）を・
示す図表、 第６図は本発明により光スィッチとして使用できる光回
路機能素子の原理説明用斜視図、第７図は導波路構造を
示すための第１図の電極部分を上より見た拡大平面図、 第８図は超薄膜多層構造を有する半導体構造を示す断面
図、 第９図は本発明の光スィッチの電圧−出力特性を示す図
、 第１０図は同じく光スィッチの時間応答特性を示す図、 第１１図は同じく方向性結合器の概略図、第１２図は第
１１図の断面図、 第１３図、第１４図、第１５図は本発明の光スィッチの
応用例を示すもので、第１３図は複数の第１人力光信号
群と第２人力光信号群を任意選択して切り換える入出力
切り換え装置の一例、 第１４図は時分割通信の略方式図、 第１５図は双方向通信の略方式図である。 １０・・・光回路機能素子（光スィッチ）１２・・・基
板 １４・・・ ｎ十 層 １６・・・対向電極 １８・・・ｉ層 ２０・・・ｐ層 ２２・・・ｐ層層 ２４・・・絶縁層 ２６・・・電極
シャル構造の変化を示すもので、第４図は電界を加えな
いとき、第５図は電界を加えたときの説明図、 第４図は電界による波動関数の変化を示すための井戸部
分の説明図、 第５図は電界強度Ｅによる屈折率の変化Δｎ（％）を・
示す図表、 第６図は本発明により光スィッチとして使用できる光回
路機能素子の原理説明用斜視図、第７図は導波路構造を
示すための第１図の電極部分を上より見た拡大平面図、 第８図は超薄膜多層構造を有する半導体構造を示す断面
図、 第９図は本発明の光スィッチの電圧−出力特性を示す図
、 第１０図は同じく光スィッチの時間応答特性を示す図、 第１１図は同じく方向性結合器の概略図、第１２図は第
１１図の断面図、 第１３図、第１４図、第１５図は本発明の光スィッチの
応用例を示すもので、第１３図は複数の第１人力光信号
群と第２人力光信号群を任意選択して切り換える入出力
切り換え装置の一例、 第１４図は時分割通信の略方式図、 第１５図は双方向通信の略方式図である。 １０・・・光回路機能素子（光スィッチ）１２・・・基
板 １４・・・ ｎ十 層 １６・・・対向電極 １８・・・ｉ層 ２０・・・ｐ層 ２２・・・ｐ層層 ２４・・・絶縁層 ２６・・・電極
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、超薄膜多層構造にて作られた光導波路を部分的に含
み、該光導波路の一部の屈折率を変えて光制御機能を持
たせることを特徴とする光回路機能素子。 ２、超薄膜多層構造の第１光導波路と、該第１光導波路
と交差するよう配置した超薄膜多層構造の第２光導波路
とを具え、前記第１光導波路の第２光導波路との交差部
に電界を加え、第１光導波路の屈折率を変化せしめて、
光を反射させ、前記第２光導波路より出力光を導出する
構成を特徴とする光回路機能素子。 ３、前記交差部の印加電界を取り除いたとき、第２光導
波路よりの出力光はほぼ遮断され、第１光導波路より出
力光が導出される特許請求の範囲第２項記載の光回路機
能素子。 ４、超薄膜多層構造の第１光導波路と第２光導波路を具
え、これら２つの光導波路の一部を並行にし、その並行
部分の各光導波路の夫々に電界を加えることにより、前
記２つの光導波路の伝播定数を変化せしめ、光の伝播す
る導波路の切り換えを行う構成であることを特徴とする
光回路機能素子。 ５、超薄膜多層構造の第１光導波路と、該第１光導波路
と交差するよう配置した超薄膜多層構造の第２光導波路
とを具え、前記第１光導波路の第２光導波路との交差部
に電界を加え、第１光導波路の屈折率を変化せしめて、
光を反射させ、前記第２光導波路より出力光を導出する
構成を有する光回路機能素子を複数個用い、複数個の第
１光導波路と複数個の第２光導波路の各交差点に上記光
回路機能素子を配列して、上記複数の各光入力を選択的
に切り換えて対応出力に伝送することを特徴とする光回
路機能素子。 ６、光伝送路で結合された入力端と出力端の光回路機能
素子を同期動作させて時分割多重光通信を可能とした特
許請求の範囲第５項記載の光回路機能素子。 ７、入力端と出力端の光回路機能素子を同期動作させ双
方向通信を可能とした特許請求の範囲第６項記載の光回
路機能素子。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60039900A JPS61198212A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 光回路機能素子 |
| CA000497244A CA1262769A (en) | 1985-02-28 | 1985-12-10 | Light circuit switching element |
| EP86301106A EP0193333A1 (en) | 1985-02-28 | 1986-02-18 | Devices with controllable light wave guides |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60039900A JPS61198212A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 光回路機能素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61198212A true JPS61198212A (ja) | 1986-09-02 |
Family
ID=12565834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60039900A Pending JPS61198212A (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 光回路機能素子 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0193333A1 (ja) |
| JP (1) | JPS61198212A (ja) |
| CA (1) | CA1262769A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62164019A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-20 | Nec Corp | 光方向性結合素子 |
| JPS62191822A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 量子井戸形光変調器およびその製造方法 |
| JPS6381305A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-12 | Nec Corp | 光集積回路 |
| JPS63194234A (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-11 | Hikari Gijutsu Kenkyu Kaihatsu Kk | 半導体光偏向装置 |
| JPS6435978A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-07 | Hitachi Ltd | Wavelength-tunable semiconductor laser |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2583480B2 (ja) * | 1983-12-23 | 1997-02-19 | 株式会社日立製作所 | 光スイッチ及び光スイッチアレイ |
| DE3833413C2 (de) * | 1988-10-01 | 1995-02-23 | Licentia Gmbh | Anordnung mit integrierten optischen Halbleiterbauelementen |
| US5048907A (en) * | 1990-02-23 | 1991-09-17 | Amoco Corporation | Electric field induced quantum well waveguides |
| US5039189A (en) * | 1990-04-06 | 1991-08-13 | Lockheed Missiles & Space Company, Inc. | Optical signal distribution network and method of converting independent optical/electrical signals |
| US5073000A (en) * | 1990-05-21 | 1991-12-17 | Motorola, Inc. | Optical interconnect printed circuit structure |
| KR101371832B1 (ko) * | 2012-09-25 | 2014-03-12 | 한국과학기술원 | 반도체를 이용한 광소자 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6147910A (ja) * | 1984-08-15 | 1986-03-08 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 光半導体素子 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1437067A (en) * | 1974-08-08 | 1976-05-26 | Standard Telephones Cables Ltd | Optical waveguide couplers |
| DE3210980C2 (de) * | 1981-04-01 | 1986-11-20 | Nippon Telegraph And Telephone Corp., Tokio/Tokyo | Optisches Schaltelement und optische Schaltmatrix |
| FR2533714A1 (fr) * | 1982-09-28 | 1984-03-30 | Thomson Csf | Dispositif coupleur optique integre non lineaire et oscillateur parametrique comprenant un tel dispositif |
| US4597638A (en) * | 1983-02-28 | 1986-07-01 | At&T Bell Laboratories | Nonlinear optical apparatus |
| FR2548220B1 (fr) * | 1983-07-01 | 1987-07-31 | Labo Electronique Physique | Guide d'onde lumineuse sur materiau semi-conducteur |
| GB8331298D0 (en) * | 1983-11-23 | 1983-12-29 | British Telecomm | Optical devices |
| US4546244A (en) * | 1984-03-14 | 1985-10-08 | At&T Bell Laboratories | Nonlinear and bistable optical device |
-
1985
- 1985-02-28 JP JP60039900A patent/JPS61198212A/ja active Pending
- 1985-12-10 CA CA000497244A patent/CA1262769A/en not_active Expired
-
1986
- 1986-02-18 EP EP86301106A patent/EP0193333A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6147910A (ja) * | 1984-08-15 | 1986-03-08 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 光半導体素子 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62164019A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-20 | Nec Corp | 光方向性結合素子 |
| JPS62191822A (ja) * | 1986-02-18 | 1987-08-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 量子井戸形光変調器およびその製造方法 |
| JPS6381305A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-12 | Nec Corp | 光集積回路 |
| JPS63194234A (ja) * | 1987-02-09 | 1988-08-11 | Hikari Gijutsu Kenkyu Kaihatsu Kk | 半導体光偏向装置 |
| JPS6435978A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-07 | Hitachi Ltd | Wavelength-tunable semiconductor laser |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0193333A1 (en) | 1986-09-03 |
| CA1262769A (en) | 1989-11-07 |
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