JPS63148687A - 光デバイスおよび光制御方法 - Google Patents
光デバイスおよび光制御方法Info
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- JPS63148687A JPS63148687A JP61294699A JP29469986A JPS63148687A JP S63148687 A JPS63148687 A JP S63148687A JP 61294699 A JP61294699 A JP 61294699A JP 29469986 A JP29469986 A JP 29469986A JP S63148687 A JPS63148687 A JP S63148687A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
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- H01S5/0608—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying physical parameters other than the potential of the electrodes, e.g. by an electric or magnetic field, mechanical deformation, pressure, light, temperature controlled by light, e.g. optical switch
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光デバイス、特に半導体量子井戸を利用した光
デバイスおよびその光デバイスを用いた光制御方法に関
するものであり、更に具体的には、定常電圧の印加によ
り光の入出力特性が制御可能で、またパルス電圧の重畳
により光スイツチ動作を行わせることが可能な光デバイ
スとその動作方法に関する。
デバイスおよびその光デバイスを用いた光制御方法に関
するものであり、更に具体的には、定常電圧の印加によ
り光の入出力特性が制御可能で、またパルス電圧の重畳
により光スイツチ動作を行わせることが可能な光デバイ
スとその動作方法に関する。
近年、半導体量子井戸の物性を利用した高性能の光デバ
イスの研究、開発が活発化している。特に、低消費電力
および低光入力で動作する光双安定機能を有する光デバ
イスは、光コンピュータの要素デバイスであるというだ
けでなく、光スィッチ、光変調器等への応用が可能であ
るという点でも注口される。
イスの研究、開発が活発化している。特に、低消費電力
および低光入力で動作する光双安定機能を有する光デバ
イスは、光コンピュータの要素デバイスであるというだ
けでなく、光スィッチ、光変調器等への応用が可能であ
るという点でも注口される。
半導体量子井戸を利用した光双安定機能を有する主たる
デバイスは次の２つに分けることができる。１つは半導
体量子井戸構造を光学的干渉計の１つであるエタロン中
に配置し、吸収率および屈折率が入射光強度に依存して
変化する非線形光学効果を利用して、光の入出力特性に
ヒステリシスを出現させる非線形エタロンである。もう
１つは半導体量子井戸構造の界面方向に垂直に電界を印
加した時に励起子吸収のピークがエネルギー的にシフト
することを利用したデバイスである。このデバイスは、
量子井戸構造から取り出せる光吸収電流が電界強度に対
して非線形な依存性を示すことを利用したもので、光吸
収に基づく電流をそれに比例した電界として量子井戸構
造にフィードバックする機構を有しており、自己電気光
学効果デバイス（Ｓ Ｅ Ｅ Ｄ）と呼ばれている。
デバイスは次の２つに分けることができる。１つは半導
体量子井戸構造を光学的干渉計の１つであるエタロン中
に配置し、吸収率および屈折率が入射光強度に依存して
変化する非線形光学効果を利用して、光の入出力特性に
ヒステリシスを出現させる非線形エタロンである。もう
１つは半導体量子井戸構造の界面方向に垂直に電界を印
加した時に励起子吸収のピークがエネルギー的にシフト
することを利用したデバイスである。このデバイスは、
量子井戸構造から取り出せる光吸収電流が電界強度に対
して非線形な依存性を示すことを利用したもので、光吸
収に基づく電流をそれに比例した電界として量子井戸構
造にフィードバックする機構を有しており、自己電気光
学効果デバイス（Ｓ Ｅ Ｅ Ｄ）と呼ばれている。
上述した前者の非線形エタロンについては、ギブス（Ｇ
ｉｂｂｓ）、ターング（Ｔａｒｎｇ）らによるアプライ
ド・フィツクス・レターズ（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅ
ｔｔ、）誌の１９８２年第４１巻、３号の２２１頁から
２２２頁にわたって掲載された論文の中で、Ｇ ａ Ａ
ｓ ／ Ａ Ｅ ＧａＡｓ多重量子井戸を利用したデ
バイス構成および動作特性について述べられている。
ｉｂｂｓ）、ターング（Ｔａｒｎｇ）らによるアプライ
ド・フィツクス・レターズ（Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ、Ｌｅ
ｔｔ、）誌の１９８２年第４１巻、３号の２２１頁から
２２２頁にわたって掲載された論文の中で、Ｇ ａ Ａ
ｓ ／ Ａ Ｅ ＧａＡｓ多重量子井戸を利用したデ
バイス構成および動作特性について述べられている。
また、後者の５ＥＥＤに関しては、ミラー（Ｍｉｌｌｅ
ｒ） 、およびチェムラ（Ｃｈｅｍｌａ） らによる
アイイーイーイー・ジャーナル・オン・カンタム／エレ
クトロニクス（ＩＥＥＥ Ｊ、 Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）誌の１９８５年第２１巻、９号の
１４６２頁から１４７６頁にわたって掲載された論文の
中で述べられている。この論文中ではＧ ａ Ａ ｓ
／ Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ多重量子井戸を用いたデバ
イス構成および動作原理と詳細な動作特性が示されてい
る。
ｒ） 、およびチェムラ（Ｃｈｅｍｌａ） らによる
アイイーイーイー・ジャーナル・オン・カンタム／エレ
クトロニクス（ＩＥＥＥ Ｊ、 Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）誌の１９８５年第２１巻、９号の
１４６２頁から１４７６頁にわたって掲載された論文の
中で述べられている。この論文中ではＧ ａ Ａ ｓ
／ Ａ Ｉ Ｇ ａ Ａ ｓ多重量子井戸を用いたデバ
イス構成および動作原理と詳細な動作特性が示されてい
る。
しかし、このような従来の光デバイスにあっては、次の
ような問題がある。即ち、上述した非線形エタロンにお
いては、半導体量子井戸中の擬２次元励起子吸収に基づ
く非線形光学効果を利用しており、この効果の大きさは
励起子の吸収幅内の光波長によりかなり大きく変化する
。このことから、所定の動作を実現するためには入射光
の波長をかなり厳密に選択しなけれはならないという欠
点を有する。また、このデバイスでは電気的な制御によ
り光スィッチ、光変調器の機能を実現することはできな
い。
ような問題がある。即ち、上述した非線形エタロンにお
いては、半導体量子井戸中の擬２次元励起子吸収に基づ
く非線形光学効果を利用しており、この効果の大きさは
励起子の吸収幅内の光波長によりかなり大きく変化する
。このことから、所定の動作を実現するためには入射光
の波長をかなり厳密に選択しなけれはならないという欠
点を有する。また、このデバイスでは電気的な制御によ
り光スィッチ、光変調器の機能を実現することはできな
い。
一方、５ＥＥＤにおいては入射光波長が一定であっても
光の入出力特性を電気的に制御することが可能であり、
原理的には電気的制御により光スイツチ動作が可能な反
面、光双安定動作における光の透過率が大きな状態と小
さな状態の比、即ちオン・オフ比が２にも満たず非常に
小さいという欠点を有する。オン・オフ比自体は量子井
戸構造の井戸数を増やして積算した吸収長を大きくとれ
ば改善可能であるが、しかしこの場合には、当然のこと
ながらオンの状態でも出射光強度が非常に小さくなると
いう問題が生じる。
光の入出力特性を電気的に制御することが可能であり、
原理的には電気的制御により光スイツチ動作が可能な反
面、光双安定動作における光の透過率が大きな状態と小
さな状態の比、即ちオン・オフ比が２にも満たず非常に
小さいという欠点を有する。オン・オフ比自体は量子井
戸構造の井戸数を増やして積算した吸収長を大きくとれ
ば改善可能であるが、しかしこの場合には、当然のこと
ながらオンの状態でも出射光強度が非常に小さくなると
いう問題が生じる。
本発明の目的は、上述した従来の光デバイスの欠点を除
去した光双安定機能を有する光デバイスを提供し、さら
に、それを有効に活用するための光制御方法を提供する
ことにある。
去した光双安定機能を有する光デバイスを提供し、さら
に、それを有効に活用するための光制御方法を提供する
ことにある。
本発明の光デバイスは、平行な２つの表面と内部に量子
井戸構造を有する半導体薄膜における前記２つの表面に
高反射率の反射膜を施してエタロンを構成すると共に、
このエタロン内の量子井戸構造に積層方向に電界を印加
するための電極を有することを特徴としている。
井戸構造を有する半導体薄膜における前記２つの表面に
高反射率の反射膜を施してエタロンを構成すると共に、
このエタロン内の量子井戸構造に積層方向に電界を印加
するための電極を有することを特徴としている。
また、本発明の光制御方法は、平行な２つの表面と内部
に量子井戸構造を有する半導体薄膜における前記２つの
表面に高反射率の反射膜を施してエタロンとし、かつこ
のエタロン内の量子井戸構造に積層方向に電界を印加す
るための電極を有する光デバイスを用い、 前記量子井戸構造中の励起子吸収ピークのエネルギーに
近い光子エネルギーを有する光を前記光デバイスの一方
の反射膜を施した面から入射させたときの他方の反射膜
を施した面からの出射光の強度の入射光強度に対する依
存性を、前記光デバイスの電極に定常電圧を印加して前
記励起子吸収ピークをエネルギー的にシフトさ喜ること
により、制御することを特徴としている。
に量子井戸構造を有する半導体薄膜における前記２つの
表面に高反射率の反射膜を施してエタロンとし、かつこ
のエタロン内の量子井戸構造に積層方向に電界を印加す
るための電極を有する光デバイスを用い、 前記量子井戸構造中の励起子吸収ピークのエネルギーに
近い光子エネルギーを有する光を前記光デバイスの一方
の反射膜を施した面から入射させたときの他方の反射膜
を施した面からの出射光の強度の入射光強度に対する依
存性を、前記光デバイスの電極に定常電圧を印加して前
記励起子吸収ピークをエネルギー的にシフトさ喜ること
により、制御することを特徴としている。
更に、本発明の光制御方法は、平行な２つの表面と内部
に量子井戸構造を有する半導体薄膜における前記２つの
表面に高反射率の反射膜を施してエタロンとし、かつこ
のエタロン内の量子井戸構造に積層方向に電界を印加す
るための電極を有する光デバイスを用い、 この光デバイスの一方の反射膜を施した面から前記量子
井戸構造中の励起子吸収ピークのエネルギーに近い光子
エネルギーを有する光を入射させ、かつこの光の強度を
、前記光デバイスが電極に定常電圧を印加された状態で
示す他方の反射膜を施した面からの出射光強度の入射光
強度に対する双安定特性のヒステリシス幅の範囲内の強
度に設定し、 前記定常電圧に電圧パルスを重畳することにより、前記
励起子吸収ピークがエネルギーシフトすることによる前
記双安定特性の入射光強度に対するシフトを利用して出
射光強度の安定状態を反転させることを特徴としている
。
に量子井戸構造を有する半導体薄膜における前記２つの
表面に高反射率の反射膜を施してエタロンとし、かつこ
のエタロン内の量子井戸構造に積層方向に電界を印加す
るための電極を有する光デバイスを用い、 この光デバイスの一方の反射膜を施した面から前記量子
井戸構造中の励起子吸収ピークのエネルギーに近い光子
エネルギーを有する光を入射させ、かつこの光の強度を
、前記光デバイスが電極に定常電圧を印加された状態で
示す他方の反射膜を施した面からの出射光強度の入射光
強度に対する双安定特性のヒステリシス幅の範囲内の強
度に設定し、 前記定常電圧に電圧パルスを重畳することにより、前記
励起子吸収ピークがエネルギーシフトすることによる前
記双安定特性の入射光強度に対するシフトを利用して出
射光強度の安定状態を反転させることを特徴としている
。
〔作用］
本発明は、非線形エタロン中の量子井戸に電界を印加す
ることにより量子井戸中の励起子の吸収ピークがエネル
ギー的にシフトすることに着目し、このことが励起子吸
収ピーク近傍のある光波長で見た実効的な非線形光学効
果の大きさが電界によって変化することに対応するとい
う知見に基づいている。本発明による光デバイスに定常
電圧を印加した場合、印加電圧に応じて非線形光学効果
の大きさが変わるためある波長の光の入出力関係におい
て、光双安定性の生じる入射光強度および双安定性のヒ
ステリシス幅を可変にできる他、微分利得特性等も得る
ことができる。さらに、この原理を拡張すれば電圧印加
による光スイツチ動作が可能となる。つまり、ある波長
において、光の入出力関係に双安定性が現れる定常電圧
を印加しておき、エタロンへの入射光強度を双安定性の
ヒステリシス幅内に設定しておけば、この状態でさらに
適当な極性の適当な電圧値、時間幅を有する電圧パルス
を重畳することで、設定した入射光強度においての出力
の２値安定特性を一時的に消滅させることができる。こ
れを利用して最初の双安定特性の安定状態を反転させる
ことができる。
ることにより量子井戸中の励起子の吸収ピークがエネル
ギー的にシフトすることに着目し、このことが励起子吸
収ピーク近傍のある光波長で見た実効的な非線形光学効
果の大きさが電界によって変化することに対応するとい
う知見に基づいている。本発明による光デバイスに定常
電圧を印加した場合、印加電圧に応じて非線形光学効果
の大きさが変わるためある波長の光の入出力関係におい
て、光双安定性の生じる入射光強度および双安定性のヒ
ステリシス幅を可変にできる他、微分利得特性等も得る
ことができる。さらに、この原理を拡張すれば電圧印加
による光スイツチ動作が可能となる。つまり、ある波長
において、光の入出力関係に双安定性が現れる定常電圧
を印加しておき、エタロンへの入射光強度を双安定性の
ヒステリシス幅内に設定しておけば、この状態でさらに
適当な極性の適当な電圧値、時間幅を有する電圧パルス
を重畳することで、設定した入射光強度においての出力
の２値安定特性を一時的に消滅させることができる。こ
れを利用して最初の双安定特性の安定状態を反転させる
ことができる。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明を適用した光デバ、イスとその動作構成
の一実施例を模式的に示すものである。
の一実施例を模式的に示すものである。
本発明に従う光デバイスは、平行な２つの表面と、内部
に量子井戸構造とを有する半導体薄膜のその２つの表面
に高反射率の反射膜２１を施したエタロンにおいて、そ
のエタロン内の量子井戸構造に電界を積層方向に印加す
るための電極３１を有する。
に量子井戸構造とを有する半導体薄膜のその２つの表面
に高反射率の反射膜２１を施したエタロンにおいて、そ
のエタロン内の量子井戸構造に電界を積層方向に印加す
るための電極３１を有する。
光デバイスの電極３１に法、外部電圧源から電圧が印加
されるようになっている。即ち、定常電圧源４１からは
定常電圧が印加される。また、パルス電圧源４２を用い
て、定常電圧源４１の定常電圧にパルス電圧を重畳され
たものが印加されるようになっている。
されるようになっている。即ち、定常電圧源４１からは
定常電圧が印加される。また、パルス電圧源４２を用い
て、定常電圧源４１の定常電圧にパルス電圧を重畳され
たものが印加されるようになっている。
これらにより、この光デバイスは、光の入出力特性が制
御可能で、また光スイツチ動作を行わせることが可能で
ある。
御可能で、また光スイツチ動作を行わせることが可能で
ある。
以下、更に具体的に本発明の一実施例に係る光デバイス
の構造とその動作原理、および動作特性について詳細な
説明を行う。
の構造とその動作原理、および動作特性について詳細な
説明を行う。
第１図の光デバイスは以下の手１頓によって作成した。
まず、分子線エピタキシー（、Ｍ Ｂ Ｅ ）法により
、ｎ゛型ＧａＡｓ基板５１上に１＋ｃｒｍ厚のｎ゛型Ｇ
ａＡｓバッファ層５２と、さらに１μｍ厚のｎ゛型Ａβ
ＧａＡｓ層５３を成長させた。続いてノンドープ９．５
ｎｍ厚のＧａＡｓ層と９．８ ｎｍ厚のＡｆｆＧａＡ
ｓ層をそれぞれ７０層ずつ交互に成長させて多重量子井
戸５４を形成し、さらにその上に１μｍ厚のｐ°型Ａβ
ＧａＡｓ層５５を成長させた。次に通常のフォトリソグ
ラフィー法を利用して４００μｍ径のＳｉＯ□膜マスク
を最上層のｐ３型ＡβＧａＡＳ層５５上に形成させ、化
学エツチングにより、このマスクのない部分をｎ・型Ａ
βＧａＡｓ層５３まで除去した。次に、同様の方法によ
りｎ゛型ＧａＡｓ基板５１の側からｎ°型Ａ６ＧａＡｓ
ｉ５３に達するまでほぼ円形にエツチングし、ｎ゛型Ａ
ｌＧａＡｓ１５３の露出部が約３００μｍ径となるよう
にした。次に、Ｓ ｉ Ｏｚ膜を除去した後、再びフォ
トリソグラフィー法を用いて先にＳｉ０ｇ膜のなかった
部分およびｐ゛型Ａｊ！ＧａＡｓ層５５表面の中心部１
００μｍ径の部分にＳｉｎ、膜を形成し、続いて、ｎ゛
型ＧａＡｓ基板５１側およびｐ゛型ＡｌＧａＡｓ層５５
側からの蒸着により金属電極３１を形成した。この後、
ＳｉＯ□膜を除去してｎ゛型ＧａＡｓ基板５１側および
ｐ゛型ＡｆＧａＡｓ層５５側から誘電体多層膜を蒸着し
て反射膜２１を形成した。この反射膜の反射率はどちら
も９８％となるようにした。この２つの高反射率の面が
エタロンを構成していることになる。
、ｎ゛型ＧａＡｓ基板５１上に１＋ｃｒｍ厚のｎ゛型Ｇ
ａＡｓバッファ層５２と、さらに１μｍ厚のｎ゛型Ａβ
ＧａＡｓ層５３を成長させた。続いてノンドープ９．５
ｎｍ厚のＧａＡｓ層と９．８ ｎｍ厚のＡｆｆＧａＡ
ｓ層をそれぞれ７０層ずつ交互に成長させて多重量子井
戸５４を形成し、さらにその上に１μｍ厚のｐ°型Ａβ
ＧａＡｓ層５５を成長させた。次に通常のフォトリソグ
ラフィー法を利用して４００μｍ径のＳｉＯ□膜マスク
を最上層のｐ３型ＡβＧａＡＳ層５５上に形成させ、化
学エツチングにより、このマスクのない部分をｎ・型Ａ
βＧａＡｓ層５３まで除去した。次に、同様の方法によ
りｎ゛型ＧａＡｓ基板５１の側からｎ°型Ａ６ＧａＡｓ
ｉ５３に達するまでほぼ円形にエツチングし、ｎ゛型Ａ
ｌＧａＡｓ１５３の露出部が約３００μｍ径となるよう
にした。次に、Ｓ ｉ Ｏｚ膜を除去した後、再びフォ
トリソグラフィー法を用いて先にＳｉ０ｇ膜のなかった
部分およびｐ゛型Ａｊ！ＧａＡｓ層５５表面の中心部１
００μｍ径の部分にＳｉｎ、膜を形成し、続いて、ｎ゛
型ＧａＡｓ基板５１側およびｐ゛型ＡｌＧａＡｓ層５５
側からの蒸着により金属電極３１を形成した。この後、
ＳｉＯ□膜を除去してｎ゛型ＧａＡｓ基板５１側および
ｐ゛型ＡｆＧａＡｓ層５５側から誘電体多層膜を蒸着し
て反射膜２１を形成した。この反射膜の反射率はどちら
も９８％となるようにした。この２つの高反射率の面が
エタロンを構成していることになる。
外部からの電圧印加は、コンタクトワイア３２とバイア
ス線３３を介して電圧可変の定常電圧源４１とパルス電
圧源４２とを直列に接続した上でｎ゛型ＧａＡｓ基板５
１に常時正電圧がかかるようにして行った。本実施例で
は、入射光１１をｐ゛型Ａｊ２ＧａＡｓ層側の反射膜２
１から入れて、ｎ゛型ＧａＡｓ基板５１側の反射膜２１
を通して出射光１２を取り出す構成とした。
ス線３３を介して電圧可変の定常電圧源４１とパルス電
圧源４２とを直列に接続した上でｎ゛型ＧａＡｓ基板５
１に常時正電圧がかかるようにして行った。本実施例で
は、入射光１１をｐ゛型Ａｊ２ＧａＡｓ層側の反射膜２
１から入れて、ｎ゛型ＧａＡｓ基板５１側の反射膜２１
を通して出射光１２を取り出す構成とした。
かかる光デバイスは、定常電圧源４Ｉによる定常電圧の
印加により光の入出力特性を制御することができ、また
、更にパルス電圧源４２を使用し定常電圧に正負のパル
ス電圧を重畳させるようにするときは、パルス電圧の重
畳により光スイツチ動作を行わせることができる。
印加により光の入出力特性を制御することができ、また
、更にパルス電圧源４２を使用し定常電圧に正負のパル
ス電圧を重畳させるようにするときは、パルス電圧の重
畳により光スイツチ動作を行わせることができる。
第２図は定常的な電圧印加により室温において第１図に
示す量子井戸中の励起子の吸収ピークがエネルギー的に
シフトする様子（ａ）と、その効果を利用した第１図に
示すデバイスの動作原理図（ｂ）を示している。入射光
の光子エネルギーを１．４５ｅＶとした場合、図に示す
ように印加電圧を大きくするに従い、励起子吸収のピー
クが低エネルギー側にシフトし、これによって低強度光
の吸収係数は大きく変化する。非線形エタロンとしての
働きは、比較的高い強度の光による励起子吸収の飽和と
それに伴う屈折率変化に基づいているので、第２図（，
１１１の吸収曲線から、ただちに非線形エタロンの光の
入出力特性を知ることはできない。しかし、近似的な計
算を用いて、おおよその入出力特性を予想することは可
能である。第２図（ｂｌは第２図（ａ）から予想される
第１図に示すデバイスの入出力特性を説明し易くするた
めやや簡単化して示したものである。入力光強度および
出力光強度のフルスケールとして１００ Ｖ／ ｃｎｉ
としている。第２図（ａｌに示すように、吸収曲線が印
加定常電圧値により２Ｖ印加時の吸収油ｖＡ１０１．４
Ｖ印加時の吸収曲線１０２．６ Ｖ印加時の吸収曲線
１０３と変化するにつれて、第２図（ｂ）に示す入出力
特性も２■印加時の光入出力特性の予想曲線１１１．４
Ｖ印加時の光入出力特性の予想曲線１１２．６Ｖ印加
時の光入出力特性の予想面６％ １１３のように変化す
る。この入出力特性の変化は実効的な非線形光学効果の
大きさが電界によって変化した結果と見ることができる
。
示す量子井戸中の励起子の吸収ピークがエネルギー的に
シフトする様子（ａ）と、その効果を利用した第１図に
示すデバイスの動作原理図（ｂ）を示している。入射光
の光子エネルギーを１．４５ｅＶとした場合、図に示す
ように印加電圧を大きくするに従い、励起子吸収のピー
クが低エネルギー側にシフトし、これによって低強度光
の吸収係数は大きく変化する。非線形エタロンとしての
働きは、比較的高い強度の光による励起子吸収の飽和と
それに伴う屈折率変化に基づいているので、第２図（，
１１１の吸収曲線から、ただちに非線形エタロンの光の
入出力特性を知ることはできない。しかし、近似的な計
算を用いて、おおよその入出力特性を予想することは可
能である。第２図（ｂｌは第２図（ａ）から予想される
第１図に示すデバイスの入出力特性を説明し易くするた
めやや簡単化して示したものである。入力光強度および
出力光強度のフルスケールとして１００ Ｖ／ ｃｎｉ
としている。第２図（ａｌに示すように、吸収曲線が印
加定常電圧値により２Ｖ印加時の吸収油ｖＡ１０１．４
Ｖ印加時の吸収曲線１０２．６ Ｖ印加時の吸収曲線
１０３と変化するにつれて、第２図（ｂ）に示す入出力
特性も２■印加時の光入出力特性の予想曲線１１１．４
Ｖ印加時の光入出力特性の予想曲線１１２．６Ｖ印加
時の光入出力特性の予想面６％ １１３のように変化す
る。この入出力特性の変化は実効的な非線形光学効果の
大きさが電界によって変化した結果と見ることができる
。
入出力特性曲線が入力光強度の増加に対して負の傾きを
示す部分は不安定領域で、実際にはとり得ない値である
。今、定常電圧を４■に選んだ場合を考えると、入射光
強度を０から増大させるに従い出射光強度はしばらくか
なり低い値でゆっくり増大するが、スイッチオン強度１
３１において、出射光強度はスイッチオン点１２３にジ
ャンプする。
示す部分は不安定領域で、実際にはとり得ない値である
。今、定常電圧を４■に選んだ場合を考えると、入射光
強度を０から増大させるに従い出射光強度はしばらくか
なり低い値でゆっくり増大するが、スイッチオン強度１
３１において、出射光強度はスイッチオン点１２３にジ
ャンプする。
そこから、さらに入射光強度を増してもゆるやかに増大
するだけとなる。今度は、逆に、入射光強度を減らして
いくと、しばらくはゆるやかに減少するのみであり、ス
イッチオフ強度１３２になった時に初めてスイッチオフ
点１２４まで急激に減少して、その後は再びゆるやかに
減少する。図に示した他の電圧印加時にも、スイッチオ
ンおよびスイッチオフの生じる入射光強度は異なるが類
似の動作を行うことになる。
するだけとなる。今度は、逆に、入射光強度を減らして
いくと、しばらくはゆるやかに減少するのみであり、ス
イッチオフ強度１３２になった時に初めてスイッチオフ
点１２４まで急激に減少して、その後は再びゆるやかに
減少する。図に示した他の電圧印加時にも、スイッチオ
ンおよびスイッチオフの生じる入射光強度は異なるが類
似の動作を行うことになる。
次に、定常電圧を４■に選び、入射光強度をスイッチオ
ン強度１３１とスイッチオフ強度１３２間のヒステリシ
ス幅内の任意の強度である双安定強度１３３に設定し、
初めに出射光強度は下の安定点１２５であるとする。こ
の状態で、仮に矩形状の２■の電圧パルスをさらに重畳
すると、入出力特性曲線がパルスの持続時間中６ｖ印加
時の光入出力特性の予想曲線１１３のように変化するた
め、最初の下−の安定点１２５はパルスの持続時間中一
時的に消失して、出射光強度はこの曲線上において上の
安定点１２１のご（近くの値にスイッチオンされること
になる。電圧パルス印加終了後は、入出力特性曲線は４
Ｖ印加時の光入出力特性の予想曲線１１２のものに戻る
が、その時は、出射光強度は上の安定点１２１に落着き
、スイッチオン状態のままになる。
ン強度１３１とスイッチオフ強度１３２間のヒステリシ
ス幅内の任意の強度である双安定強度１３３に設定し、
初めに出射光強度は下の安定点１２５であるとする。こ
の状態で、仮に矩形状の２■の電圧パルスをさらに重畳
すると、入出力特性曲線がパルスの持続時間中６ｖ印加
時の光入出力特性の予想曲線１１３のように変化するた
め、最初の下−の安定点１２５はパルスの持続時間中一
時的に消失して、出射光強度はこの曲線上において上の
安定点１２１のご（近くの値にスイッチオンされること
になる。電圧パルス印加終了後は、入出力特性曲線は４
Ｖ印加時の光入出力特性の予想曲線１１２のものに戻る
が、その時は、出射光強度は上の安定点１２１に落着き
、スイッチオン状態のままになる。
また、この状態で、逆に矩形状の一２■の電圧パルスを
さらに重畳すると、入出力特性曲線はパルスの持続時間
中一時的に２■印加時１１１のように変形するため上の
安定点１２１が・消失して、この曲線上において下の安
定点１２５とほぼ同じレベルの値にスイッチオフされる
。電圧パルスの印加が終了すると、入出力特性曲線は再
び４Ｖ印加時の予想曲線１１２のものに戻るが、その時
は下の安定点１２５にセントされ、スイッチオフ状態の
ままとなる。
さらに重畳すると、入出力特性曲線はパルスの持続時間
中一時的に２■印加時１１１のように変形するため上の
安定点１２１が・消失して、この曲線上において下の安
定点１２５とほぼ同じレベルの値にスイッチオフされる
。電圧パルスの印加が終了すると、入出力特性曲線は再
び４Ｖ印加時の予想曲線１１２のものに戻るが、その時
は下の安定点１２５にセントされ、スイッチオフ状態の
ままとなる。
以上が定常電圧の印加により第１図に示した光デバイス
の入出力特性を制御し、また、定常電圧へ電圧パルスを
重畳することにより光スイツチ動作を行わせるための原
理の説明である。
の入出力特性を制御し、また、定常電圧へ電圧パルスを
重畳することにより光スイツチ動作を行わせるための原
理の説明である。
このようにして、平行な２つの表面と、内部に量子井戸
構造とを有する半導体薄膜のその２つの表面に高反射率
の反射膜２１を施してエタロンとし、かつこのエタロン
内の量子井戸構造に積層方向に電界を印加するための電
極３１を有する光デバイスを用いて、量子井戸構造中の
励起子吸収ピークのエネルギーに近い光子エネルギーを
有する光を一方の反射膜２１を施した面から入射させた
時のもう一方の反射膜２１を施した面からの出射光の強
度の入射光強度に対する依存性を、光デバイスの電極３
１に定常電圧を印加して励起子吸収ピークをエネルギー
的にシフトさせることにより制御することができ、これ
により、光の入出力関係において、光双安定性の生じる
入射光強度、双安定性のヒステリシス幅を可変できる他
、後述のように微分利得特性（第３図参照）等も得るこ
とができる。
構造とを有する半導体薄膜のその２つの表面に高反射率
の反射膜２１を施してエタロンとし、かつこのエタロン
内の量子井戸構造に積層方向に電界を印加するための電
極３１を有する光デバイスを用いて、量子井戸構造中の
励起子吸収ピークのエネルギーに近い光子エネルギーを
有する光を一方の反射膜２１を施した面から入射させた
時のもう一方の反射膜２１を施した面からの出射光の強
度の入射光強度に対する依存性を、光デバイスの電極３
１に定常電圧を印加して励起子吸収ピークをエネルギー
的にシフトさせることにより制御することができ、これ
により、光の入出力関係において、光双安定性の生じる
入射光強度、双安定性のヒステリシス幅を可変できる他
、後述のように微分利得特性（第３図参照）等も得るこ
とができる。
また、第１図に示した光デバイスを用いて、一方の反射
膜２１を施した面から、量子井戸構造中の励起子吸収ピ
ークのエネルギーに近い光子エネルギーを有する光を入
射させ、かつこの光の強度を、光デバイスが電極に定常
電圧を印加された状態で示すもう一方の反射膜２１を施
した面からの出射光強度の入射光強度に対する双安定特
性のヒステリシス幅の範囲内の強度に設定し、定常電圧
にさらに第１の電圧パルスを重畳することによって、励
起子吸収ピークがエネルギーシフトすることに起因する
双安定特性の入射光強度に対するシフトを利用して出射
光強度の安定状態を反転させ、その後は第１の電圧パル
スと極性が反対の第２の電圧パルスの重畳により、結果
として誘起される双安定特性の入射光強度に対する第１
の電圧パルスの印加時とは逆方向のシフトを利用して再
度出射光強度の安定状態を反転させることができる。
膜２１を施した面から、量子井戸構造中の励起子吸収ピ
ークのエネルギーに近い光子エネルギーを有する光を入
射させ、かつこの光の強度を、光デバイスが電極に定常
電圧を印加された状態で示すもう一方の反射膜２１を施
した面からの出射光強度の入射光強度に対する双安定特
性のヒステリシス幅の範囲内の強度に設定し、定常電圧
にさらに第１の電圧パルスを重畳することによって、励
起子吸収ピークがエネルギーシフトすることに起因する
双安定特性の入射光強度に対するシフトを利用して出射
光強度の安定状態を反転させ、その後は第１の電圧パル
スと極性が反対の第２の電圧パルスの重畳により、結果
として誘起される双安定特性の入射光強度に対する第１
の電圧パルスの印加時とは逆方向のシフトを利用して再
度出射光強度の安定状態を反転させることができる。
このように、光の入出力関係に双安定性が現れる定常電
圧を印加しておき、入射光強度を双安定のヒステリシス
幅内に設定しておけば、この状態で更に電圧パルスを重
畳することによって、光スイツチ動作を行わせることが
可能となる。
圧を印加しておき、入射光強度を双安定のヒステリシス
幅内に設定しておけば、この状態で更に電圧パルスを重
畳することによって、光スイツチ動作を行わせることが
可能となる。
なお、上の例ではスイッチオンに必要な電圧パルスの時
間幅はかなり短くできるが、スイッチオフの場合は、量
子井戸中にある程度キーレリアが励起された状態からの
スイッチングのため、キャリア寿命に起因する制限によ
り、サブナノ秒のオーダのパルス幅が必要となる。
間幅はかなり短くできるが、スイッチオフの場合は、量
子井戸中にある程度キーレリアが励起された状態からの
スイッチングのため、キャリア寿命に起因する制限によ
り、サブナノ秒のオーダのパルス幅が必要となる。
第３図は、第１図に示した光デバイスにおける定常電圧
印加時の実際の光入出力特性を示している。入射光には
光子エネルギー１．４５ｅＶの連続レーザ光を用い、約
１０μｍ径に絞りこんで光デバイスに入射させた。２■
印加時の光入出力特性曲線１４１．４Ｖ印加時の光入出
力特性曲線１４２の入出力特性では双安定性が現れてい
るが、６ｖ印加時の光入出力特性曲線１４３では双安定
性が消失し微分利得特性が現れている。なお、第２図（
ｂ）との差異は、第２図［ｂ）に示す入出力特性を計算
で求める際にはかなり大まかな近似を導入したことによ
ると考えられる。
印加時の実際の光入出力特性を示している。入射光には
光子エネルギー１．４５ｅＶの連続レーザ光を用い、約
１０μｍ径に絞りこんで光デバイスに入射させた。２■
印加時の光入出力特性曲線１４１．４Ｖ印加時の光入出
力特性曲線１４２の入出力特性では双安定性が現れてい
るが、６ｖ印加時の光入出力特性曲線１４３では双安定
性が消失し微分利得特性が現れている。なお、第２図（
ｂ）との差異は、第２図［ｂ）に示す入出力特性を計算
で求める際にはかなり大まかな近似を導入したことによ
ると考えられる。
更に、第４図は、第１図に示した光デバイスにおいて、
４■の定常電圧に正および負の２■の擬矩形電圧パルス
を重畳した場合の出力光強度の時間変化１６１を示して
いる。この場合も入射光には光子エネルギー１．４５ｅ
Ｖの連続レーザ光を用い、４ｍＷのパワーで約１０μｍ
径に絞りこんで光デバイスに入射させた。最初に、出射
光はスイッチオフの低レベル状態にあるが、約２００
ｐ ｓの半値幅を持つ正の電圧パルス１５１の印加によ
りスイッチオンの高レベル状態にスイッチされる。次に
、出射光がスイッチオンの状態で、今度は約４００ ｐ
ｓの半値幅を持つ負の電圧パルス１５２を印加すると
、出射光はスイッチオフの低レベル状態に変化する。
４■の定常電圧に正および負の２■の擬矩形電圧パルス
を重畳した場合の出力光強度の時間変化１６１を示して
いる。この場合も入射光には光子エネルギー１．４５ｅ
Ｖの連続レーザ光を用い、４ｍＷのパワーで約１０μｍ
径に絞りこんで光デバイスに入射させた。最初に、出射
光はスイッチオフの低レベル状態にあるが、約２００
ｐ ｓの半値幅を持つ正の電圧パルス１５１の印加によ
りスイッチオンの高レベル状態にスイッチされる。次に
、出射光がスイッチオンの状態で、今度は約４００ ｐ
ｓの半値幅を持つ負の電圧パルス１５２を印加すると
、出射光はスイッチオフの低レベル状態に変化する。
このようにして、電圧パルスの印加によって光のスイッ
チング動作をｌｌ’ｆｌ Ｌ’ｌすることができた。出
射光のオン・オフ比としては約８という値が得られた。
チング動作をｌｌ’ｆｌ Ｌ’ｌすることができた。出
射光のオン・オフ比としては約８という値が得られた。
また、スイッチオンおよびスイッチオフを行わせるため
に必要な最小の電圧パルス幅は、電圧パルス高さが２Ｖ
の時、それぞれ約１００ ｐ Ｓおよび約３５０ ｐ
ｓであった。
に必要な最小の電圧パルス幅は、電圧パルス高さが２Ｖ
の時、それぞれ約１００ ｐ Ｓおよび約３５０ ｐ
ｓであった。
なお本実施例では、第１図に示したような構造の光デバ
イスの動作特性について述べた。しかし、本発明による
光デバイスの要点は半導体量子井戸構造を内部に有する
電界印加可能な非線形エタロンを実現することであり、
光デバイスが第１図の構造に限定されるものでないこと
は明らかである。
イスの動作特性について述べた。しかし、本発明による
光デバイスの要点は半導体量子井戸構造を内部に有する
電界印加可能な非線形エタロンを実現することであり、
光デバイスが第１図の構造に限定されるものでないこと
は明らかである。
また、半導体量子井戸の井戸幅等を変えた場合にも、適
当な入射光波長、印加電圧を選ぶことによって本発明に
よる光デバイスの動作方法により所定の動作を行わせる
ことが可能である。
当な入射光波長、印加電圧を選ぶことによって本発明に
よる光デバイスの動作方法により所定の動作を行わせる
ことが可能である。
また、本実施例では、ＧａＡｓ、Ａｊ２ＧａＡｓを半導
体材料として用いたが、ＩｎＧａＡｓ、１ｎＡ／！Ａｓ
等を始めとする他のｍ−ｖ族半導体材料、およびＺｎ５
ｅ、ＺｎＴｅ等を始めとする■−ＶＩ族の半導体材料を
用いた場合でも実施例と同様の構造を有する光デバイス
を実現し、同様の動作を行わせ得ることは明らかである
。
体材料として用いたが、ＩｎＧａＡｓ、１ｎＡ／！Ａｓ
等を始めとする他のｍ−ｖ族半導体材料、およびＺｎ５
ｅ、ＺｎＴｅ等を始めとする■−ＶＩ族の半導体材料を
用いた場合でも実施例と同様の構造を有する光デバイス
を実現し、同様の動作を行わせ得ることは明らかである
。
本実施例では、入射光パワーをゼロから徐々に増やして
行った場合に出射光パワーが急激に太き（なるスイッチ
オンが起こるような光双安定性の場合について説明した
。しかし、非線形エタロンの長さや、入射光波長により
入射光パワーを増やして行った場合に出射光パワーが急
激に小さくなるような、実施例とは逆の光双安定性を示
す場合でも、全く同様の動作機能が実現できることは原
理的に明らかである。
行った場合に出射光パワーが急激に太き（なるスイッチ
オンが起こるような光双安定性の場合について説明した
。しかし、非線形エタロンの長さや、入射光波長により
入射光パワーを増やして行った場合に出射光パワーが急
激に小さくなるような、実施例とは逆の光双安定性を示
す場合でも、全く同様の動作機能が実現できることは原
理的に明らかである。
以上説明したように本発明を用いれば、非線形光学効果
の電界による制御という新しい概念により、光入出力特
性を電気的に制御することが可能な非線形エタロンが得
られ、また、これを利用して高速の光スイツチ動作を行
わせることができる。
の電界による制御という新しい概念により、光入出力特
性を電気的に制御することが可能な非線形エタロンが得
られ、また、これを利用して高速の光スイツチ動作を行
わせることができる。
これにより従来の非線形エタロンで問題であった波長の
厳密な選択の必要性や電気的制御による光スイツチ動作
ができないといった欠点や、５ＥＥＤにおいて光スイツ
チ動作時のオン・オフ比が小さいという欠点を解消する
ことができる。
厳密な選択の必要性や電気的制御による光スイツチ動作
ができないといった欠点や、５ＥＥＤにおいて光スイツ
チ動作時のオン・オフ比が小さいという欠点を解消する
ことができる。
第１図は本発明の一実施例としての光デバイスおよびそ
の光デバイスの動作方法の模式的構成を示す図、 第２図は第１図に示した光デバイス中の多重量子井戸に
おける励起子吸収ピーク付近の吸収曲線の印加電圧依存
性（第２図（ａ））およびそれに対応した光デバイスの
動作原理（第２図（ｂ））を示す図、第３図は第１図に
示した光デバイスに定常電圧を印加した場合に得られる
実際の光入出力特性を示す図、 第４図は第１図に示した光デバイスにおいて定常電圧に
正負の電圧パルスを重畳して印加した場合の出射光の時
間変化を示す図である。 １１・・・入射光 １２・・・出射光 ２１・・・反射膜 ３１・・・金属電極 ３２・・・コンタクトワイア ３３・・・バイアス線 ４１・・・定常電圧源 ４２・・・パルス電圧源 ５１・・・ｎ・型ＧａＡｓ基板 ５２・・・ｎ９型ＧａＡｓバッファ層 ５３− ｎ ”型ＡＪＧａＡｓ層 ５４・・・多重量子井戸 ５５− ｐ ”型Ａｊ！ＧａＡｓ１ｉ １０１・・・２Ｖ印加時の吸収曲線 １０２・・・４ｖ印加時の吸収曲線 １０３・・・６■印加時の吸収曲線 １１１・・・２■印加時の光入出力特性の予想曲線１１
２・・・４■印加時の光入出力特性の予想曲線１１３・
・・６ｖ印加時の光入出力特性の予想曲線１２１・・・
上の安定点 １２３・・・スイッチオン点 １２４・・・スイッチオフ点 １２５・・・下の安定点 １３１・・・スイッチオン強度 １３２・・・スイッチオフ強度 １３３・・・双安定強度 １４１・・・２■印加時の光入出力特性曲線１４２・・
・４ｖ印加時の光入出力特性曲線１４３・・・６ｖ印加
時の光入出力特性曲線１５１・・・正の電圧パルス １５２・・・負の電圧パルス １６１・・・出射光の時間変化 光子工学ルギ°−（ｅＶ） 入力光づ饋（相対奄０ （ｂ） 第２図 入射光パワー （ｍＷ） 第３図
の光デバイスの動作方法の模式的構成を示す図、 第２図は第１図に示した光デバイス中の多重量子井戸に
おける励起子吸収ピーク付近の吸収曲線の印加電圧依存
性（第２図（ａ））およびそれに対応した光デバイスの
動作原理（第２図（ｂ））を示す図、第３図は第１図に
示した光デバイスに定常電圧を印加した場合に得られる
実際の光入出力特性を示す図、 第４図は第１図に示した光デバイスにおいて定常電圧に
正負の電圧パルスを重畳して印加した場合の出射光の時
間変化を示す図である。 １１・・・入射光 １２・・・出射光 ２１・・・反射膜 ３１・・・金属電極 ３２・・・コンタクトワイア ３３・・・バイアス線 ４１・・・定常電圧源 ４２・・・パルス電圧源 ５１・・・ｎ・型ＧａＡｓ基板 ５２・・・ｎ９型ＧａＡｓバッファ層 ５３− ｎ ”型ＡＪＧａＡｓ層 ５４・・・多重量子井戸 ５５− ｐ ”型Ａｊ！ＧａＡｓ１ｉ １０１・・・２Ｖ印加時の吸収曲線 １０２・・・４ｖ印加時の吸収曲線 １０３・・・６■印加時の吸収曲線 １１１・・・２■印加時の光入出力特性の予想曲線１１
２・・・４■印加時の光入出力特性の予想曲線１１３・
・・６ｖ印加時の光入出力特性の予想曲線１２１・・・
上の安定点 １２３・・・スイッチオン点 １２４・・・スイッチオフ点 １２５・・・下の安定点 １３１・・・スイッチオン強度 １３２・・・スイッチオフ強度 １３３・・・双安定強度 １４１・・・２■印加時の光入出力特性曲線１４２・・
・４ｖ印加時の光入出力特性曲線１４３・・・６ｖ印加
時の光入出力特性曲線１５１・・・正の電圧パルス １５２・・・負の電圧パルス １６１・・・出射光の時間変化 光子工学ルギ°−（ｅＶ） 入力光づ饋（相対奄０ （ｂ） 第２図 入射光パワー （ｍＷ） 第３図
Claims (2)
- （１）平行な２つの表面と内部に量子井戸構造を有する
半導体薄膜における前記２つの表面に高反射率の反射膜
を施してエタロンを構成すると共に、このエタロン内の
量子井戸構造に積層方向に電界を印加するための電極を
有することを特徴とする光デバイス。 - （２）平行な２つの表面と内部に量子井戸構造を有する
半導体薄膜における前記２つの表面に高反射率の反射膜
を施してエタロンとし、かつこのエタロン内の量子井戸
構造に積層方向に電界を印加するための電極を有する光
デバイスを用い、前記量子井戸構造中の励起子吸収ピー
クのエネルギーに近い光子エネルギーを有する光を前記
光デバイスの一方の反射膜を施した面から入射させたと
きの他方の反射膜を施した面からの出射光の強度の入射
光強度に対する依存性を、前記光デバイスの電極に定常
電圧を印加して前記励起子吸収ピークをエネルギー的に
シフトさせることにより、制御することを特徴とする光
制御方法。（３）平行な２つの表面と内部に量子井戸構
造を有する半導体薄膜における前記２つの表面に高反射
率の反射膜を施してエタロンとし、かつこのエタロン内
の量子井戸構造に積層方向に電界を印加するための電極
を有する光デバイスを用い、この光デバイスの一方の反
射膜を施した面から前記量子井戸構造中の励起子吸収ピ
ークのエネルギーに近い光子エネルギーを有する光を入
射させ、かつこの光の強度を、前記光デバイスが電極に
定常電圧を印加された状態で示す他方の反射膜を施した
面からの出射光強度の入射光強度に対する双安定特性の
ヒステリシス幅の範囲内の強度に設定し、 前記定常電圧に電圧パルスを重畳することにより、前記
励起子吸収ピークがエネルギーシフトすることによる前
記双安定特性の入射光強度に対するシフトを利用して出
射光強度の安定状態を反転させることを特徴とする光制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61294699A JPS63148687A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 光デバイスおよび光制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61294699A JPS63148687A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 光デバイスおよび光制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63148687A true JPS63148687A (ja) | 1988-06-21 |
| JPH0551193B2 JPH0551193B2 (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=17811158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61294699A Granted JPS63148687A (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 光デバイスおよび光制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63148687A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2692374A1 (fr) * | 1992-06-15 | 1993-12-17 | France Telecom | Procédé et dispositif de modulation et d'amplification de faisceaux lumineux. |
| CN105826422A (zh) * | 2016-05-12 | 2016-08-03 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种量子阱结构的大功率半绝缘AlGaAs/GaAs光导开关 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59116612A (ja) * | 1982-12-23 | 1984-07-05 | Toshiba Corp | 光変調器 |
-
1986
- 1986-12-12 JP JP61294699A patent/JPS63148687A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59116612A (ja) * | 1982-12-23 | 1984-07-05 | Toshiba Corp | 光変調器 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2692374A1 (fr) * | 1992-06-15 | 1993-12-17 | France Telecom | Procédé et dispositif de modulation et d'amplification de faisceaux lumineux. |
| US5414726A (en) * | 1992-06-15 | 1995-05-09 | France Telecom | Process and apparatus for the modulation and amplification of light beams |
| CN105826422A (zh) * | 2016-05-12 | 2016-08-03 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种量子阱结构的大功率半绝缘AlGaAs/GaAs光导开关 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0551193B2 (ja) | 1993-07-30 |
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