JP2665324B2 - ポラリトン導波路およびその製造方法 - Google Patents
ポラリトン導波路およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポラリトンおよびそれ
に準じる励起子が伝搬する、ポラリトン導波路およびそ
の製造方法に関するものである。
に準じる励起子が伝搬する、ポラリトン導波路およびそ
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来考えられてきた導波路のうち、電子
導波路は２次元電子ガスをショットキ電極で複数の細線
状に切り、これら細線の間隔を電子のトンネル長程度に
することによって、細線間の結合を得ようという構造が
ほとんどであった（特願平３−２２３３５２号、特願平
１−２９４３６８号）。
導波路は２次元電子ガスをショットキ電極で複数の細線
状に切り、これら細線の間隔を電子のトンネル長程度に
することによって、細線間の結合を得ようという構造が
ほとんどであった（特願平３−２２３３５２号、特願平
１−２９４３６８号）。
【０００３】また、光導波路の場合には、伝搬に用いる
光の波長が通常１μｍ前後であり、光を導波路内に閉じ
こめる必要上から、導波路の径は光の波長よりも大きく
なる（アプライド・フィジックス・レターズ（Appl.Phy
s.Lett.）１９９１年第５８巻、６号、５６２頁）。
光の波長が通常１μｍ前後であり、光を導波路内に閉じ
こめる必要上から、導波路の径は光の波長よりも大きく
なる（アプライド・フィジックス・レターズ（Appl.Phy
s.Lett.）１９９１年第５８巻、６号、５６２頁）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常電
子導波路に用いられるＧａＡｓなどの材料の場合には電
子のトンネル長が１〜２ｎｍ程度であり、これは３原子
層程度に相当する。また電子のふるまいはこの数原子層
の壁の形状に極めて敏感であるため、導波路の設計に対
して高度な制御性を必要とする。
子導波路に用いられるＧａＡｓなどの材料の場合には電
子のトンネル長が１〜２ｎｍ程度であり、これは３原子
層程度に相当する。また電子のふるまいはこの数原子層
の壁の形状に極めて敏感であるため、導波路の設計に対
して高度な制御性を必要とする。
【０００５】また、光導波路による結合器は、光の波長
が通常１μｍ程度と大きいために導波路そのものの径が
太くなり、結合器としてのサイズも大きくなってしま
う。さらに、その作製法においても、通常、半導体基板
の上にエピタキシャル成長した薄膜をリソグラフィとエ
ッチングを用いて形成するが、工程数が多くなるため結
晶にダメージも入りやすく、多数の導波路を作製するこ
とは困難である。
が通常１μｍ程度と大きいために導波路そのものの径が
太くなり、結合器としてのサイズも大きくなってしま
う。さらに、その作製法においても、通常、半導体基板
の上にエピタキシャル成長した薄膜をリソグラフィとエ
ッチングを用いて形成するが、工程数が多くなるため結
晶にダメージも入りやすく、多数の導波路を作製するこ
とは困難である。
【０００６】本発明の目的は、導波路の設計に高度な制
御性を必要とせず、光導波路に比してサイズが小さい導
波路および結合器を得ることであり、また、従来技術に
比べて容易であり、多量の高品質で小型な導波路の製造
方法を得ることである。
御性を必要とせず、光導波路に比してサイズが小さい導
波路および結合器を得ることであり、また、従来技術に
比べて容易であり、多量の高品質で小型な導波路の製造
方法を得ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的は、伝搬媒体と
してポラリトンを用い、入射する波長以下の径をもつ複
数の導波路を、互いに電子または正孔のド・ブロイ波長
以上の間隔を設けて形成することにより、導波路の径が
光導波路よりも小さく、したがって全体のサイズも小さ
く、かつ、電子導波路ほど作製上の制約が厳しくないポ
ラリトン伝搬導波路および結合器を得ることができる。
また、本発明により導波路の径が１００ｎｍ以下の細線
状で、導波路間隔が１０ｎｍ以上離れているポラリトン
導波路および結合器を得ることができる。また、上記導
波路を針状結晶により構成することにより、ポラリトン
導波路および結合器が容易に作製できる。
してポラリトンを用い、入射する波長以下の径をもつ複
数の導波路を、互いに電子または正孔のド・ブロイ波長
以上の間隔を設けて形成することにより、導波路の径が
光導波路よりも小さく、したがって全体のサイズも小さ
く、かつ、電子導波路ほど作製上の制約が厳しくないポ
ラリトン伝搬導波路および結合器を得ることができる。
また、本発明により導波路の径が１００ｎｍ以下の細線
状で、導波路間隔が１０ｎｍ以上離れているポラリトン
導波路および結合器を得ることができる。また、上記導
波路を針状結晶により構成することにより、ポラリトン
導波路および結合器が容易に作製できる。
【０００８】さらに、上記導波路を針状結晶で構成する
場合に、半導体基板に形成されたリッジとアルミニウム
の斜め蒸着を組み合わせることにより、所望の位置に針
状結晶を形成することができ、容易にポラリトン導波路
や結合器を得ることができる。
場合に、半導体基板に形成されたリッジとアルミニウム
の斜め蒸着を組み合わせることにより、所望の位置に針
状結晶を形成することができ、容易にポラリトン導波路
や結合器を得ることができる。
【０００９】
【作用】ポラリトンにおける物理現象では信号強度が極
めて小さいため、通常は実用に供することが困難である
と見做されてきたが、光をガイドするコア中に量子井戸
を形成した導波路の上記量子井戸中に、ポラリトンを閉
じ込めて伝搬させると、導波路のガイド機構により光と
励起子とが分離することなく、励起子ポラリトンとして
一体になって伝搬して密度を増し、ポラリトンの相互作
用を安定して大幅に増大させることができる。導波路中
を伝搬する励起子ポラリトンは、励起子を構成する電子
・正孔対と光との混成波である。しかしながら、近接す
る２本の導波路間に励起子が存在しない場合には、ポラ
リトンは隣接する導波路間を光を介して結合する。この
ため、近接する導波路間では光の波長程度離れていても
十分に結合することができ、ポラリトン結合器を容易に
構成することが可能である。
めて小さいため、通常は実用に供することが困難である
と見做されてきたが、光をガイドするコア中に量子井戸
を形成した導波路の上記量子井戸中に、ポラリトンを閉
じ込めて伝搬させると、導波路のガイド機構により光と
励起子とが分離することなく、励起子ポラリトンとして
一体になって伝搬して密度を増し、ポラリトンの相互作
用を安定して大幅に増大させることができる。導波路中
を伝搬する励起子ポラリトンは、励起子を構成する電子
・正孔対と光との混成波である。しかしながら、近接す
る２本の導波路間に励起子が存在しない場合には、ポラ
リトンは隣接する導波路間を光を介して結合する。この
ため、近接する導波路間では光の波長程度離れていても
十分に結合することができ、ポラリトン結合器を容易に
構成することが可能である。
【００１０】励起子ポラリトンは関与する実効的な屈折
率が大きく、極微細な導波路でも伝搬でき光の波長より
小さい１００ｎｍ以下の径を有する導波路を伝搬する
が、さらに、電子のド・ブロイ波長程度の径をもつ導波
路中でも伝搬することが可能である。このような導波路
では、好ましくない波長の波が混入しないため、むしろ
制御が容易になる。また、励起子ポラリトンが、従来の
結合導波路間隔よりは大きな、光の波長程度離れたとこ
ろに存在する導波路とも結合できるという性質を利用し
て、上記のように光導波路よりも小さなサイズの導波路
を、電子導波路よりも容易に形成することができる。す
なわち、ポラリトン導波路の径が１００ｎｍをこえ、間
隔が１０ｎｍ未満である場合は、従来の導波路よりもさ
らに小さなサイズの導波路を得ることができない。
率が大きく、極微細な導波路でも伝搬でき光の波長より
小さい１００ｎｍ以下の径を有する導波路を伝搬する
が、さらに、電子のド・ブロイ波長程度の径をもつ導波
路中でも伝搬することが可能である。このような導波路
では、好ましくない波長の波が混入しないため、むしろ
制御が容易になる。また、励起子ポラリトンが、従来の
結合導波路間隔よりは大きな、光の波長程度離れたとこ
ろに存在する導波路とも結合できるという性質を利用し
て、上記のように光導波路よりも小さなサイズの導波路
を、電子導波路よりも容易に形成することができる。す
なわち、ポラリトン導波路の径が１００ｎｍをこえ、間
隔が１０ｎｍ未満である場合は、従来の導波路よりもさ
らに小さなサイズの導波路を得ることができない。
【００１１】また、上記のようにド・ブロイ波長程度の
径をもつ微細な導波路中でも容易に伝搬できるため、ポ
ラリトン導波路に針状結晶を利用することも可能であ
り、そのためには、半導体基板上に形成したリッジとア
ルミニウムの斜め蒸着とにより、上記リッジ側面の所望
位置に金蒸着部を形成し、この金蒸着部に細線状の針状
結晶を成長させてポラリトン導波路とすることによっ
て、光導波路よりもサイズが小さいポラリトン導波路を
容易に形成することができる。
径をもつ微細な導波路中でも容易に伝搬できるため、ポ
ラリトン導波路に針状結晶を利用することも可能であ
り、そのためには、半導体基板上に形成したリッジとア
ルミニウムの斜め蒸着とにより、上記リッジ側面の所望
位置に金蒸着部を形成し、この金蒸着部に細線状の針状
結晶を成長させてポラリトン導波路とすることによっ
て、光導波路よりもサイズが小さいポラリトン導波路を
容易に形成することができる。
【００１２】
【実施例】つぎに本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図１は本発明によるポラリトン導波路を用いた結合
器の第１実施例を示す概念図、図２は上記結合器の断面
図、図３は上記ポラリトン導波路および結合器の斜視
図、図４は針状結晶によるポラリトン導波路を用いた結
合器の第２実施例を示す斜視図、図５は針状結晶による
導波路形成を示し、（ａ）〜（ｅ）はそれぞれの工程を
示す図、図６は針状結晶によるポラリトン導波路の第３
実施例を示す図で、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ
の工程を示す図、図７は上記ポラリトン導波路を得る他
の方法を示す図である。
る。図１は本発明によるポラリトン導波路を用いた結合
器の第１実施例を示す概念図、図２は上記結合器の断面
図、図３は上記ポラリトン導波路および結合器の斜視
図、図４は針状結晶によるポラリトン導波路を用いた結
合器の第２実施例を示す斜視図、図５は針状結晶による
導波路形成を示し、（ａ）〜（ｅ）はそれぞれの工程を
示す図、図６は針状結晶によるポラリトン導波路の第３
実施例を示す図で、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ
の工程を示す図、図７は上記ポラリトン導波路を得る他
の方法を示す図である。
【００１３】第１実施例 図１は本発明の第１実施例として平行型のポラリトン導
波路を用いた結合器を示す図である。ダイオード等から
なる光入出力部位２から入射した光は、近接した導波路
１の間で光を介して結合する。結合部の設計や電極４を
設けるなどして結合部の屈折率を変調することにより、
入射した光を図に示す導波路１のどちら側からも取り出
すことができるようになる。ここで、通常の光導波路で
は導波路間距離ｄがおよそ１μｍ程度であるのに対し、
導波路１の幅ｒも数μｍになってしまう。一方、電子導
波路の場合には、導波路１の幅ｒは１０ｎｍ程度、導波
路間距離ｄは１ｎｍ程度と極めて小さくなり、逆に導波
路の設計が難しくなってしまう。ポラリトン導波路では
導波路の幅ｒが１０ｎｍ程度で導波路間距離ｄは１μｍ
程度であり、現在のわれわれがもつ技術でも十分に設計
可能な領域の素子を構成することができる。
波路を用いた結合器を示す図である。ダイオード等から
なる光入出力部位２から入射した光は、近接した導波路
１の間で光を介して結合する。結合部の設計や電極４を
設けるなどして結合部の屈折率を変調することにより、
入射した光を図に示す導波路１のどちら側からも取り出
すことができるようになる。ここで、通常の光導波路で
は導波路間距離ｄがおよそ１μｍ程度であるのに対し、
導波路１の幅ｒも数μｍになってしまう。一方、電子導
波路の場合には、導波路１の幅ｒは１０ｎｍ程度、導波
路間距離ｄは１ｎｍ程度と極めて小さくなり、逆に導波
路の設計が難しくなってしまう。ポラリトン導波路では
導波路の幅ｒが１０ｎｍ程度で導波路間距離ｄは１μｍ
程度であり、現在のわれわれがもつ技術でも十分に設計
可能な領域の素子を構成することができる。
【００１４】本実施例では従来技術を用いてポラリトン
導波路およびそれを用いた結合器を構成する手段を示
す。まず、ガリウムひ素基板（以下、ＧａＡｓ基板）の
上に分子線ビームエピタキシ（ＭＢＥ）等の技術を用い
てＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓの多重量子井戸構造（ＭＱ
Ｗ）を作成し、それをウェットエッチングにより断面が
図２に示すように形成する。図２の量子井戸層３はポラ
リトンが伝搬するクラッドになっている。ここではＧａ
Ａｓ、ＡｌＧａＡｓ層をそれぞれ５ｎｍで５層ずつ積層
した。したがって、導波路の高さｈはおよそ５０ｎｍと
なり、導波路の幅ｒを１００ｎｍとし、導波路間距離ｄ
を１μｍ程度にした。このような細い導波路には通常の
１μｍ程度の波長をもつ光を導波できないが、ポラリト
ンでは導波することができる。また、近接の導波路とも
光を介して結合するため、導波路間距離ｄが１μｍ程度
あっても十分な結合を得ることができる。本実施例では
入射する光を７５０ｎｍとした。導波するポラリトンは
導波路の長さによってどちら側の導波路とも結合でき
る。この結合の仕方は導波路の屈折率を変調することに
よって自由に制御できる。屈折率の変調は図３に示すよ
うに電極４をポラリトン導波路１の途中に設け、電極４
に電圧を印加することにより容易に行える。また、ポラ
リトンは光に比べて印加電圧の影響を受けやすいため、
導波路および導波路間距離を含めた結合の為に必要な結
合距離も短くてすむ。
導波路およびそれを用いた結合器を構成する手段を示
す。まず、ガリウムひ素基板（以下、ＧａＡｓ基板）の
上に分子線ビームエピタキシ（ＭＢＥ）等の技術を用い
てＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓの多重量子井戸構造（ＭＱ
Ｗ）を作成し、それをウェットエッチングにより断面が
図２に示すように形成する。図２の量子井戸層３はポラ
リトンが伝搬するクラッドになっている。ここではＧａ
Ａｓ、ＡｌＧａＡｓ層をそれぞれ５ｎｍで５層ずつ積層
した。したがって、導波路の高さｈはおよそ５０ｎｍと
なり、導波路の幅ｒを１００ｎｍとし、導波路間距離ｄ
を１μｍ程度にした。このような細い導波路には通常の
１μｍ程度の波長をもつ光を導波できないが、ポラリト
ンでは導波することができる。また、近接の導波路とも
光を介して結合するため、導波路間距離ｄが１μｍ程度
あっても十分な結合を得ることができる。本実施例では
入射する光を７５０ｎｍとした。導波するポラリトンは
導波路の長さによってどちら側の導波路とも結合でき
る。この結合の仕方は導波路の屈折率を変調することに
よって自由に制御できる。屈折率の変調は図３に示すよ
うに電極４をポラリトン導波路１の途中に設け、電極４
に電圧を印加することにより容易に行える。また、ポラ
リトンは光に比べて印加電圧の影響を受けやすいため、
導波路および導波路間距離を含めた結合の為に必要な結
合距離も短くてすむ。
【００１５】第２実施例 針状結晶による導波路を備えたポラリトン結合器の第２
実施例を図４に示す。針状結晶を用いることによって、
従来技術を用いた場合よりも容易にポラリトン導波路を
構成することができ、したがってポラリトン結合器の構
成も容易である。図４では手前側にある針状結晶の導波
路５から入射した光２１がポラリトンとなって伝搬し、
制御電極４により奥側の針状結晶からなる導波路５に結
合し、光２１として右側から取り出されているところを
示している。
実施例を図４に示す。針状結晶を用いることによって、
従来技術を用いた場合よりも容易にポラリトン導波路を
構成することができ、したがってポラリトン結合器の構
成も容易である。図４では手前側にある針状結晶の導波
路５から入射した光２１がポラリトンとなって伝搬し、
制御電極４により奥側の針状結晶からなる導波路５に結
合し、光２１として右側から取り出されているところを
示している。
【００１６】つぎに、上記構造のポラリトン導波路の作
製方法を説明する。まず、図５（ａ）に示すように通常
の半導体基板（例えばＧａＡｓ基板）７をエッチングに
より０．５μｍ程度削りリッジ６を形成する。このと
き、針状結晶は｛１１１｝ひ素面上に＜１１１＞Ｂ方向
に成長するので、上記リッジ６の側面が｛１１１｝ひ素
面になるようにする。このため、基板７には（１１０）
基板や（２１１）Ｂを用いるとよい。つぎに熱化学気相
成長（Ｔ−ＣＶＤ）法などでＳｉＯ2膜１０を５０ｎｍ
成長しておき、その上に電子線で感光するようなレジス
ト９を塗布する。そして、電子線ビーム８で上記リッジ
６を横切るような０．１μｍ幅位のパタンを図５（ｂ）
のように描き、下地のＳｉＯ2膜１０までをエッチング
する。つぎに図５（ｃ）に示すようにアルミニウムを斜
め方向１１から２００ｎｍ位蒸着する。斜め方向１１か
ら入射したアルミニウムは、リッジ６の反対側側面に対
しては上記リッジ６が陰になって蒸着されない。つぎに
反対側の斜め方向１３から今度は金を蒸着する。金の蒸
着量は平均厚さ０．１ｎｍになる程度でよい。その後、
アルミニウムおよびＳｉＯ2膜をはがすと図５（ｄ）に
示すように、電子線で描画された僅かな領域がＡｕ蒸着
部１４となって残る。この状態の基板をアルシン雰囲気
中の５００℃でアニールし、トリメチルガリウムとアル
シンを用いて、基板温度４２０℃でＧａＡｓ針状結晶を
成長させる。成長時間はせいぜい１０分位で２μｍ程度
の長さの針状結晶が、図５（ｅ）に１５で示すように得
られる。なお、第３実施例にも示すが、リッジを２つ以
上設けることによって、図４に示すようなポラリトン結
合器を形成することができる。
製方法を説明する。まず、図５（ａ）に示すように通常
の半導体基板（例えばＧａＡｓ基板）７をエッチングに
より０．５μｍ程度削りリッジ６を形成する。このと
き、針状結晶は｛１１１｝ひ素面上に＜１１１＞Ｂ方向
に成長するので、上記リッジ６の側面が｛１１１｝ひ素
面になるようにする。このため、基板７には（１１０）
基板や（２１１）Ｂを用いるとよい。つぎに熱化学気相
成長（Ｔ−ＣＶＤ）法などでＳｉＯ2膜１０を５０ｎｍ
成長しておき、その上に電子線で感光するようなレジス
ト９を塗布する。そして、電子線ビーム８で上記リッジ
６を横切るような０．１μｍ幅位のパタンを図５（ｂ）
のように描き、下地のＳｉＯ2膜１０までをエッチング
する。つぎに図５（ｃ）に示すようにアルミニウムを斜
め方向１１から２００ｎｍ位蒸着する。斜め方向１１か
ら入射したアルミニウムは、リッジ６の反対側側面に対
しては上記リッジ６が陰になって蒸着されない。つぎに
反対側の斜め方向１３から今度は金を蒸着する。金の蒸
着量は平均厚さ０．１ｎｍになる程度でよい。その後、
アルミニウムおよびＳｉＯ2膜をはがすと図５（ｄ）に
示すように、電子線で描画された僅かな領域がＡｕ蒸着
部１４となって残る。この状態の基板をアルシン雰囲気
中の５００℃でアニールし、トリメチルガリウムとアル
シンを用いて、基板温度４２０℃でＧａＡｓ針状結晶を
成長させる。成長時間はせいぜい１０分位で２μｍ程度
の長さの針状結晶が、図５（ｅ）に１５で示すように得
られる。なお、第３実施例にも示すが、リッジを２つ以
上設けることによって、図４に示すようなポラリトン結
合器を形成することができる。
【００１７】第３実施例 針状結晶を用いた導波路構造の他の簡単な作製方法を第
３実施例としてつぎに説明する。ＧａＡｓ（１１０）基
板や（２１１）Ｂ基板を用いて、＜１１０＞Ｂ方向が図
６（ａ）に示す方向になるようにし、５０ｎｍ程度のＳ
ｉＯ2膜をＴ−ＣＶＤで堆積したのち、図６（ａ）のよ
うにエッチングする。つぎにＧａＡｓ基板７を図６
（ｂ）に示すように０．５μｍ程度エッチングしたの
ち、再びＳｉＯ2膜１６を蒸着する。その後、斜め方向
１３から金を平均厚さが０．１ｎｍ程度になるように蒸
着する。そして第２実施例に示したのと同様にアニール
して結晶成長を行うと、図６（ｃ）に１５で示すように
適当な間隔を距てて針状結晶の導波路構造を得ることが
できる。ただし、この方法によるときは針状結晶の横方
向の位置制御を行っていないので、横方向にはランダム
に結晶が成長する。
３実施例としてつぎに説明する。ＧａＡｓ（１１０）基
板や（２１１）Ｂ基板を用いて、＜１１０＞Ｂ方向が図
６（ａ）に示す方向になるようにし、５０ｎｍ程度のＳ
ｉＯ2膜をＴ−ＣＶＤで堆積したのち、図６（ａ）のよ
うにエッチングする。つぎにＧａＡｓ基板７を図６
（ｂ）に示すように０．５μｍ程度エッチングしたの
ち、再びＳｉＯ2膜１６を蒸着する。その後、斜め方向
１３から金を平均厚さが０．１ｎｍ程度になるように蒸
着する。そして第２実施例に示したのと同様にアニール
して結晶成長を行うと、図６（ｃ）に１５で示すように
適当な間隔を距てて針状結晶の導波路構造を得ることが
できる。ただし、この方法によるときは針状結晶の横方
向の位置制御を行っていないので、横方向にはランダム
に結晶が成長する。
【００１８】あるいは、図７に示すようにＳｉＯ2膜１
０が相対するように基板上に堆積したのち、エッチング
して凹状の段差を設け、再度ＳｉＯ2膜を蒸着したの
ち、図６（ｂ）に示したのと同様に斜め方向１３から金
を蒸着し、以下同様の工程を経て針状結晶を成長させる
ことによっても、ポラリトン導波路を得ることができ
る。
０が相対するように基板上に堆積したのち、エッチング
して凹状の段差を設け、再度ＳｉＯ2膜を蒸着したの
ち、図６（ｂ）に示したのと同様に斜め方向１３から金
を蒸着し、以下同様の工程を経て針状結晶を成長させる
ことによっても、ポラリトン導波路を得ることができ
る。
【００１９】なお、針状結晶を成長させる種として第２
実施例および第３実施例では金蒸着部を形成したが、こ
れは必ずしも金である必要はなく、ＧａＡｓと合金液滴
を形成する金属ならよく、また、斜め蒸着に用いたアル
ミニウムもこれに限らない。
実施例および第３実施例では金蒸着部を形成したが、こ
れは必ずしも金である必要はなく、ＧａＡｓと合金液滴
を形成する金属ならよく、また、斜め蒸着に用いたアル
ミニウムもこれに限らない。
【００２０】さらに、上記各実施例ではＧａＡｓを基板
として用いているが、基板の材料はＧａＡｓに限らず、
例えば、Ｓｉ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＳ、Ｚ
ｎＡｓ等の材料を使用することによっても、上記のよう
なポラリトン導波路および結合器を得ることが可能であ
る。
として用いているが、基板の材料はＧａＡｓに限らず、
例えば、Ｓｉ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＳ、Ｚ
ｎＡｓ等の材料を使用することによっても、上記のよう
なポラリトン導波路および結合器を得ることが可能であ
る。
【００２１】
【発明の効果】上記のように本発明によるポラリトン導
波路は、入射光の波長以下の径をもつ複数の導波路が、
伝搬媒体として用いるポラリトンの電子または正孔のド
・ブロイ波長以上の間隔を保って、互いに形成されてい
ることにより、光導波路よりも小さなサイズの導波路が
高度の制御性を要しないで形成でき、形成されたポラリ
トン導波路を用いて小型の結合器を得ることができる。
さらに、半導体基板上にリッジを形成してアルミニウム
の斜め蒸着を行い、上記リッジ側面に針状結晶を成長さ
せることによって、ポラリトン導波路および結合器を容
易に作製することができる。
波路は、入射光の波長以下の径をもつ複数の導波路が、
伝搬媒体として用いるポラリトンの電子または正孔のド
・ブロイ波長以上の間隔を保って、互いに形成されてい
ることにより、光導波路よりも小さなサイズの導波路が
高度の制御性を要しないで形成でき、形成されたポラリ
トン導波路を用いて小型の結合器を得ることができる。
さらに、半導体基板上にリッジを形成してアルミニウム
の斜め蒸着を行い、上記リッジ側面に針状結晶を成長さ
せることによって、ポラリトン導波路および結合器を容
易に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるポラリトン導波路を用いた結合器
の第１実施例を示す概念図である。
の第１実施例を示す概念図である。
【図２】上記結合器の断面図である。
【図３】上記ポラリトン導波路を用いた結合器の斜視図
である。
である。
【図４】針状結晶によるポラリトン導波路を用いた結合
器の第２実施例を示す斜視図である。
器の第２実施例を示す斜視図である。
【図５】針状結晶による導波路の形成を示し、（ａ）〜
（ｅ）はそれぞれの工程を示す図である。
（ｅ）はそれぞれの工程を示す図である。
【図６】針状結晶によるポラリトン導波路の第３実施例
を示す図で、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ製作工
程を示す図である。
を示す図で、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ製作工
程を示す図である。
【図７】上記ポラリトン導波路を得る他の方法を示す図
である。
である。
１ ポラリトン導波路 ５ 針状結晶のポラ
リトン導波路 ６ リッジ １１ アルミニウム
斜め蒸着方向 １５ 針状結晶
リトン導波路 ６ リッジ １１ アルミニウム
斜め蒸着方向 １５ 針状結晶
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝山 俊夫 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所 中央研究所内 (56)参考文献 特開 平２−106726（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−110414（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】入射光の波長以下の径をもつ複数の導波路
が、伝搬媒体として用いるポラリトンの電子または正孔
のド・ブロイ波長以上の間隔を保って、互いに形成され
ていることを特徴とするポラリトン導波路。 - 【請求項２】上記導波路は、その径が１００ｎｍ以下の
細線状で、複数個で構成される各導波路間隔が１０ｎｍ
以上離れていることを特徴とする請求項１記載のポラリ
トン導波路。 - 【請求項３】上記導波路は、針状結晶により構成されて
いることを特徴とする請求項１または請求項２記載のポ
ラリトン導波路。 - 【請求項４】入射光の波長以下の径をもつポラリトン導
波路の製造方法において、半導体基板上に形成したリッ
ジにアルミニウムの斜め蒸着を組み合わせ、上記リッジ
側面に針状結晶を成長させて導波路を形成することを特
徴とするポラリトン導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10509695A JP2665324B2 (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | ポラリトン導波路およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10509695A JP2665324B2 (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | ポラリトン導波路およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08306933A JPH08306933A (ja) | 1996-11-22 |
| JP2665324B2 true JP2665324B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=14398381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10509695A Expired - Fee Related JP2665324B2 (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | ポラリトン導波路およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2665324B2 (ja) |
-
1995
- 1995-04-28 JP JP10509695A patent/JP2665324B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08306933A (ja) | 1996-11-22 |
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