JP2968335B2 - 量子井戸構造 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は量子井戸構造に関する。本発明は特に光変調
器としての利用に適するが、これに限定されるわけでは
ない。
器としての利用に適するが、これに限定されるわけでは
ない。
光信号処理の分野は広範であり、その中には、光信号
の復号および処理を高性能に実行する素子のための多く
の技術が存在する。例えば高速光ファイバ通信装置で
は、レーザ源を直接変調すると、レーザの光出力に望ま
しくない波長シフト、すなわち「チャープ」が生じてし
まう。そのようなチャープを防止する一つの方法とし
て、レーザを直接変調するのではなく、レーザ出力の光
路内に変調器を配置して光変調を行う方法が知られてい
る。一般的でそれほど先進ではない光信号処理には、論
理ゲート、ラッチおよびエンコーダのような構成要素が
必要である。光信号処理や光通信が提供できる帯域幅と
は、構成要素を高速で動作させる必要があることを意味
し、典型的にはGHzオーダ、望ましくは数10GHzオーダの
切替え速度が要求される。
の復号および処理を高性能に実行する素子のための多く
の技術が存在する。例えば高速光ファイバ通信装置で
は、レーザ源を直接変調すると、レーザの光出力に望ま
しくない波長シフト、すなわち「チャープ」が生じてし
まう。そのようなチャープを防止する一つの方法とし
て、レーザを直接変調するのではなく、レーザ出力の光
路内に変調器を配置して光変調を行う方法が知られてい
る。一般的でそれほど先進ではない光信号処理には、論
理ゲート、ラッチおよびエンコーダのような構成要素が
必要である。光信号処理や光通信が提供できる帯域幅と
は、構成要素を高速で動作させる必要があることを意味
し、典型的にはGHzオーダ、望ましくは数10GHzオーダの
切替え速度が要求される。
本発明はこのような信号処理素子、特に変調器のうち
量子井戸構造をもつものに関する。量子井戸の最も単純
な形態はダブルヘテロ構造であり、この構造では、低バ
ンドギャップの材料がよりバンドギャップの高い材料の
二つの層の間に挟まれている。これらの層は通常はすべ
て半導体で構成され、例えばGaAsが同等のAlGaAs層で挟
み込まれる。低バンドギャップ材料の層は100Å以下と
かなり薄く、価電子帯および伝導帯のエネルギレベルが
量子化されている。このような構造を「量子井戸」とい
う。
量子井戸構造をもつものに関する。量子井戸の最も単純
な形態はダブルヘテロ構造であり、この構造では、低バ
ンドギャップの材料がよりバンドギャップの高い材料の
二つの層の間に挟まれている。これらの層は通常はすべ
て半導体で構成され、例えばGaAsが同等のAlGaAs層で挟
み込まれる。低バンドギャップ材料の層は100Å以下と
かなり薄く、価電子帯および伝導帯のエネルギレベルが
量子化されている。このような構造を「量子井戸」とい
う。
単一量子井戸は大きな量子効果を示すが、その効果の
強度は量子井戸数を増やすことにより増加する。複数、
典型的には10または数10、さらには数100の量子井戸を
多層構造に形成することができ、そのような構造は「多
重量子井戸（MQW）」と呼ばれている。
強度は量子井戸数を増やすことにより増加する。複数、
典型的には10または数10、さらには数100の量子井戸を
多層構造に形成することができ、そのような構造は「多
重量子井戸（MQW）」と呼ばれている。
量子井戸構造を変調器として使用するときに注意しな
ければならないのは、電界印加時の光吸収係数が大きく
変化することである。
ければならないのは、電界印加時の光吸収係数が大きく
変化することである。
量子井戸変調器のような素子ではエキシトン（励起
子）の効果を利用するが、最も必要なエキシトンはｎ＝
１の重い正孔を含むものである。本明細書で「エキシト
ン」とは、文脈から明らかに異なる場合を除いて、ｎ＝
１の重い正孔を含むものをいう。
子）の効果を利用するが、最も必要なエキシトンはｎ＝
１の重い正孔を含むものである。本明細書で「エキシト
ン」とは、文脈から明らかに異なる場合を除いて、ｎ＝
１の重い正孔を含むものをいう。
この現象について図１を参照して説明する。図１は従
来の量子井戸構造のふるまいを簡略化して示す図であ
る。ここでは、この構造が一対のGaAlAs層２、２′を備
え、その間にGaAs層１が挟まれていると仮定する。実線
３、４はそれぞれバルクGaAlAs、GaAsの価電子帯最大値
を示す。実線５、６は同様にそれぞれバルクGaAlAs、Ga
Asの伝導帯最小値を示す。GaAs層は電子および正孔を量
子的に閉じ込める程度に十分に薄いので、電子、正孔の
それぞれの最小エネルギが増加する。電子、正孔に対す
る新しい最小値、すなわち量子井戸最小値を破線７、８
でそれぞれ示す。ここで、電子エネルギは図１における
上方向に増加し、正孔エネルギはその動きにより下の方
向に増加することに注意する。この結果、電界が印加さ
れていないときのエネルギギャップ９は、同等のバルク
GaAsのバンドギャップエネルギより大きくなる。井戸内
の電子および正孔の典型的な確率密度分布を符号10、11
で示す。確率密度分布はほぼ正規分布（pseudo−Gaussi
an）であり、その中心は井戸の中央点にある。
来の量子井戸構造のふるまいを簡略化して示す図であ
る。ここでは、この構造が一対のGaAlAs層２、２′を備
え、その間にGaAs層１が挟まれていると仮定する。実線
３、４はそれぞれバルクGaAlAs、GaAsの価電子帯最大値
を示す。実線５、６は同様にそれぞれバルクGaAlAs、Ga
Asの伝導帯最小値を示す。GaAs層は電子および正孔を量
子的に閉じ込める程度に十分に薄いので、電子、正孔の
それぞれの最小エネルギが増加する。電子、正孔に対す
る新しい最小値、すなわち量子井戸最小値を破線７、８
でそれぞれ示す。ここで、電子エネルギは図１における
上方向に増加し、正孔エネルギはその動きにより下の方
向に増加することに注意する。この結果、電界が印加さ
れていないときのエネルギギャップ９は、同等のバルク
GaAsのバンドギャップエネルギより大きくなる。井戸内
の電子および正孔の典型的な確率密度分布を符号10、11
で示す。確率密度分布はほぼ正規分布（pseudo−Gaussi
an）であり、その中心は井戸の中央点にある。
図２は図１に示した井戸の層を横切る電界を印加した
効果を簡略化して示す。電界を印加すると、電子および
正孔から見た井戸のポテンシャルエネルギの形状が大き
く変化する。変化したバンドの端（エッジ）の変動によ
って、電子の確率密度分布は最小状態のバンドエネルギ
の低下の影響を受け、図２における右方向（正ポテンシ
ャル側）に移動する。同様に正孔の確率密度分布は、価
電子帯の最小（正孔）エネルギの低下の影響を受け、図
２における左方向（負ポテンシャル側）に移動する。こ
の結果、バンドギャップが収縮する。これは「量子閉じ
込めシュタルク効果（Quantum−confined Stark effec
t）」と呼ばれる。当然、バンドギャップ内の変化は吸
収帯のエッジのシフトを引き起こし、低光子エネルギで
の吸収が増加する（赤方シフト）。したがって、量子井
戸素子は、バンドのエッジ領域の波長に対する変調器と
して使用することができる。
効果を簡略化して示す。電界を印加すると、電子および
正孔から見た井戸のポテンシャルエネルギの形状が大き
く変化する。変化したバンドの端（エッジ）の変動によ
って、電子の確率密度分布は最小状態のバンドエネルギ
の低下の影響を受け、図２における右方向（正ポテンシ
ャル側）に移動する。同様に正孔の確率密度分布は、価
電子帯の最小（正孔）エネルギの低下の影響を受け、図
２における左方向（負ポテンシャル側）に移動する。こ
の結果、バンドギャップが収縮する。これは「量子閉じ
込めシュタルク効果（Quantum−confined Stark effec
t）」と呼ばれる。当然、バンドギャップ内の変化は吸
収帯のエッジのシフトを引き起こし、低光子エネルギで
の吸収が増加する（赤方シフト）。したがって、量子井
戸素子は、バンドのエッジ領域の波長に対する変調器と
して使用することができる。
残念ながら、所望のバンドエッジのシフトに加えて、
電界を印加したときに吸収係数の大幅な減少が生じる。
米国特許第4,826,295号明細書には、電界を印加しない
状態（以下「無電界」という）のバンドギャップより大
きな光子エネルギに対する吸収係数についての試算例と
して、無電界での約2000cm-1から、電界を印加したとき
には約300cm-1に低下することが示されている。また、
同特許明細書では、無電界のバンドギャップより少し低
く、かつ電界を印加したときのバンドギャップよりは高
い光子エネルギに対して、無電界のときの10cm-1以下か
ら、電界を印加したときには約300cm-1に増加すると試
算された。実際の変調器に量子井戸構造を使用すること
の障害になるわけではないが、そのために必要な電界に
よるバンドエッジのシフトに関係して吸収係数が低下す
るという事実は、公知の量子井戸光素子にとって欠点と
なる。
電界を印加したときに吸収係数の大幅な減少が生じる。
米国特許第4,826,295号明細書には、電界を印加しない
状態（以下「無電界」という）のバンドギャップより大
きな光子エネルギに対する吸収係数についての試算例と
して、無電界での約2000cm-1から、電界を印加したとき
には約300cm-1に低下することが示されている。また、
同特許明細書では、無電界のバンドギャップより少し低
く、かつ電界を印加したときのバンドギャップよりは高
い光子エネルギに対して、無電界のときの10cm-1以下か
ら、電界を印加したときには約300cm-1に増加すると試
算された。実際の変調器に量子井戸構造を使用すること
の障害になるわけではないが、そのために必要な電界に
よるバンドエッジのシフトに関係して吸収係数が低下す
るという事実は、公知の量子井戸光素子にとって欠点と
なる。
本発明は、吸収係数の大きな変化を引き起こすことな
く電界印加によってバンドエッジをシフトさせることの
できる量子井戸構造を提供することを目的とする。
く電界印加によってバンドエッジをシフトさせることの
できる量子井戸構造を提供することを目的とする。
本発明は、量子井戸の幅の小さな変化に対する過敏性
およびまた動作中における素子内の電界の不均一性に対
する過敏性が削減された量子井戸素子、特に量子井戸変
調器を提供することを目的とする。
およびまた動作中における素子内の電界の不均一性に対
する過敏性が削減された量子井戸素子、特に量子井戸変
調器を提供することを目的とする。
本発明はまた、同等の従来例素子に比較して動作電圧
の低い上述したタイプの量子井戸層を提供することを目
的とする。
の低い上述したタイプの量子井戸層を提供することを目
的とする。
［発明の開示］ 本発明の第一の観点によると、井戸を構成する層に垂
直に電界を印加する第一および第二の電極を備えた量子
井戸構造において、傾斜組成変化の領域なしに量子閉じ
込め領域が形成され、この量子閉じ込め領域は、光励起
により生成された電子正孔対が双極子モーメントを形成
するように、電子をその領域の一方の側に押しつける傾
向のある伝導帯プロファイルと、正孔を前記一方の側と
は反対側に押しつける傾向のある価電子帯プロファイル
とを有するように形成されたことを特徴とする量子井戸
構造が提供される。
直に電界を印加する第一および第二の電極を備えた量子
井戸構造において、傾斜組成変化の領域なしに量子閉じ
込め領域が形成され、この量子閉じ込め領域は、光励起
により生成された電子正孔対が双極子モーメントを形成
するように、電子をその領域の一方の側に押しつける傾
向のある伝導帯プロファイルと、正孔を前記一方の側と
は反対側に押しつける傾向のある価電子帯プロファイル
とを有するように形成されたことを特徴とする量子井戸
構造が提供される。
本発明の第二の観点によると、井戸を構成する層に垂
直に電界を印加する第一および第二の電極を備えた量子
井戸構造において、光励起により生成された電子正孔対
が双極子モーメントをもつように、量子閉じ込め領域そ
のものが異なる組成をもつ二つの別個の領域の間のヘテ
ロ構造により形成されたことを特徴とする量子井戸構造
が提供される。
直に電界を印加する第一および第二の電極を備えた量子
井戸構造において、光励起により生成された電子正孔対
が双極子モーメントをもつように、量子閉じ込め領域そ
のものが異なる組成をもつ二つの別個の領域の間のヘテ
ロ構造により形成されたことを特徴とする量子井戸構造
が提供される。
本発明の第三の観点によると、井戸を構成する層に垂
直に電界を印加する第一および第二の電極を備えた量子
井戸構造において、光励起により生成された電子正孔対
が５オングストローム以上の双極子モーメントをもつよ
うに、それ自身がヘテロ構造をもつ量子閉じ込め領域を
備えたことを特徴とする量子井戸構造が提供される。
直に電界を印加する第一および第二の電極を備えた量子
井戸構造において、光励起により生成された電子正孔対
が５オングストローム以上の双極子モーメントをもつよ
うに、それ自身がヘテロ構造をもつ量子閉じ込め領域を
備えたことを特徴とする量子井戸構造が提供される。
以上の観点において、量子閉じ込め領域を定義する第
一および第二のバリア層を備え、この量子閉じ込め領域
内にヘテロ構造が設けられ、このヘテロ構造は伝導帯最
小値および価電子帯最大値が互いに異なる第一の材料お
よび第二の材料で形成され、この第一の材料は伝導帯最
小値が比較的低く、前記第二の材料は価電子帯最大値が
比較的高く、これによるキャリア確率分布の歪のために
光励起時に双極子が生じるように構成することができ
る。
一および第二のバリア層を備え、この量子閉じ込め領域
内にヘテロ構造が設けられ、このヘテロ構造は伝導帯最
小値および価電子帯最大値が互いに異なる第一の材料お
よび第二の材料で形成され、この第一の材料は伝導帯最
小値が比較的低く、前記第二の材料は価電子帯最大値が
比較的高く、これによるキャリア確率分布の歪のために
光励起時に双極子が生じるように構成することができ
る。
また、伝導帯の電子の確率密度分布と価電子帯の正孔
の確率度分布とが重なる量子閉じ込め領域を備え、この
量子閉じ込め領域内のヘテロ構造が前記二つの確率密度
関数を傾斜させてこの量子閉じ込め領域内に双極子モー
メントが生成されるように構成することもできる。この
場合、前記ヘテロ構造が第一の材料層および第二の材料
層により形成され、前記第一の材料層の領域の伝導帯最
小値は前記第二の材料層の領域の伝導帯最小値より低エ
ネルギであり、前記第一の材料層の領域の価電子帯最大
値が前記第二の材料層の領域の価電子帯最大値より高エ
ネルギであることがよい。
の確率度分布とが重なる量子閉じ込め領域を備え、この
量子閉じ込め領域内のヘテロ構造が前記二つの確率密度
関数を傾斜させてこの量子閉じ込め領域内に双極子モー
メントが生成されるように構成することもできる。この
場合、前記ヘテロ構造が第一の材料層および第二の材料
層により形成され、前記第一の材料層の領域の伝導帯最
小値は前記第二の材料層の領域の伝導帯最小値より低エ
ネルギであり、前記第一の材料層の領域の価電子帯最大
値が前記第二の材料層の領域の価電子帯最大値より高エ
ネルギであることがよい。
上記の第一ないし第三の観点において、量子閉じ込め
領域を定義する第一および第二のバリア層を備え、この
二つのバリア層の間に量子閉じ込め領域が設けられ、こ
の量子閉じ込め領域は前記第一のバリア層に隣接する第
一の材料領域と前記第二のバリア層に隣接する第二の材
料領域とを含み、この第一の材料領域と第二の材料領域
とは互いに接して配置され、この第一の材料領域と第二
の材料領域とはそれぞれ厚さ方向に実質的に均質な組成
で形成され、前記第一の材料領域の伝導帯最小値は前記
第二の材料領域に比較して低く、前記第二の材料領域の
価電子帯最大値は前記第一の材料領域に比較して高く、
これにより、前記量子閉じ込め領域の伝導帯の電子の確
率密度分布が前記第一のバリア層の方向に傾き、前記量
子閉じ込め領域の価電子帯の正孔の確率密度分布が前記
第二のバリア層の方向に傾いた構成とすることができ
る。
領域を定義する第一および第二のバリア層を備え、この
二つのバリア層の間に量子閉じ込め領域が設けられ、こ
の量子閉じ込め領域は前記第一のバリア層に隣接する第
一の材料領域と前記第二のバリア層に隣接する第二の材
料領域とを含み、この第一の材料領域と第二の材料領域
とは互いに接して配置され、この第一の材料領域と第二
の材料領域とはそれぞれ厚さ方向に実質的に均質な組成
で形成され、前記第一の材料領域の伝導帯最小値は前記
第二の材料領域に比較して低く、前記第二の材料領域の
価電子帯最大値は前記第一の材料領域に比較して高く、
これにより、前記量子閉じ込め領域の伝導帯の電子の確
率密度分布が前記第一のバリア層の方向に傾き、前記量
子閉じ込め領域の価電子帯の正孔の確率密度分布が前記
第二のバリア層の方向に傾いた構成とすることができ
る。
以上の構成において、双極子モーメントは10オングス
トローム以上であることがよい。
トローム以上であることがよい。
量子井戸構造を形成する材料としては、ガリウム・ア
ンチモンおよびインジウム・ヒ素およびアルミニウム・
アンチモンまたはその混晶を用いることができる。アル
ミニウム・アンチモンまたはその合金で形成されたバリ
ア層と、ガリウム・アンチモンおよびインジウム・ヒ素
またはその混晶で形成された量子閉じ込め領域とを備え
ることもできる。インジウム・アンチモンとカドミウム
・テルルと水銀テルルまたはその混晶を含むこともでき
る。カドミウム・テルルまたはその混晶のバリア層と、
インジウム・アンチモンおよび水銀テルルまたはその混
晶により形成された量子閉じ込め領域とを含むこともで
きる。
ンチモンおよびインジウム・ヒ素およびアルミニウム・
アンチモンまたはその混晶を用いることができる。アル
ミニウム・アンチモンまたはその合金で形成されたバリ
ア層と、ガリウム・アンチモンおよびインジウム・ヒ素
またはその混晶で形成された量子閉じ込め領域とを備え
ることもできる。インジウム・アンチモンとカドミウム
・テルルと水銀テルルまたはその混晶を含むこともでき
る。カドミウム・テルルまたはその混晶のバリア層と、
インジウム・アンチモンおよび水銀テルルまたはその混
晶により形成された量子閉じ込め領域とを含むこともで
きる。
バリア層を設ける場合、バリア層をインジウム・リン
により形成し、量子閉じ込め領域をGaInAsPからなる第
一の領域とGaInAsからなる第二の領域とで構成すること
もできる。この場合、量子閉じ込め領域は幅が40ないし
110オングストロームであることがよい。
により形成し、量子閉じ込め領域をGaInAsPからなる第
一の領域とGaInAsからなる第二の領域とで構成すること
もできる。この場合、量子閉じ込め領域は幅が40ないし
110オングストロームであることがよい。
アルミニウム・ヒ素で形成されたバリア層を備え、量
子閉じ込め領域の第一の材料領域がInGaAsで形成し、前
記量子閉じ込め領域の第二の領域をGaSbAsで形成するこ
ともできる。その場合、量子閉じ込め領域は厚さが100
オングストローム以下、さらには50オングストローム以
下であることがよい。
子閉じ込め領域の第一の材料領域がInGaAsで形成し、前
記量子閉じ込め領域の第二の領域をGaSbAsで形成するこ
ともできる。その場合、量子閉じ込め領域は厚さが100
オングストローム以下、さらには50オングストローム以
下であることがよい。
以上説明した量子井戸構造を複数用い、各々の井戸の
双極子が実質的に同方向に配向して多重量子井戸構造と
して用いることができる。さらに、この多重量子井戸構
造を複数備え、その双極子の方向が交互に逆向きに配向
させて複合多重量子井戸構造として用いることもでき
る。
双極子が実質的に同方向に配向して多重量子井戸構造と
して用いることができる。さらに、この多重量子井戸構
造を複数備え、その双極子の方向が交互に逆向きに配向
させて複合多重量子井戸構造として用いることもでき
る。
以上説明した量子井戸構造は光変調器として用いるこ
とができる。その場合、井戸の層面に対して実質的に直
交する方向に変調された光が伝搬するように構成され
る。
とができる。その場合、井戸の層面に対して実質的に直
交する方向に変調された光が伝搬するように構成され
る。
本発明と同じ技術分野の公知技術について、それぞれ
の要点と本願発明との違いを以下に説明する。
の要点と本願発明との違いを以下に説明する。
欧州特許出願第0324505号の明細書および図面には、
量子井戸構造を備えた第二高調波発生器、すなわち周波
数逓培器が開示されている。この特許出願の明細書およ
び図面には、非線型材料内での角周波数ωの放射光から
角周波数２ωの放射光への変換効率が、その材料の非線
型分極率χ(2)の二乗に比例することが示されている。
さらに、双極子モーメントが量子井戸構造に誘起され、
その構造のχ(2)が双極子モーメントの大きさに比例す
ることが示されている。欧州特許出願第'505号の第一実
施例に示された井戸は、厚さ120ÅのGaAsをAlAsバリア
層で挟んでいる。このような複数の井戸が、それより厚
いAlAs電荷分離層で互いに接続され、ｐ−ｉ−ｎ構造内
の真性領域を形成している。これらの層を横切って電界
を印加すると、井戸内の電子および正孔の波動関数の重
みの中心がシフトし、双極子モーメントを生じる。任意
の強度で電界を印加すると、その構造のχ(2)がLiNbO3
の値の400倍、KDPの値の5000倍となるといわれている。
量子井戸構造を備えた第二高調波発生器、すなわち周波
数逓培器が開示されている。この特許出願の明細書およ
び図面には、非線型材料内での角周波数ωの放射光から
角周波数２ωの放射光への変換効率が、その材料の非線
型分極率χ(2)の二乗に比例することが示されている。
さらに、双極子モーメントが量子井戸構造に誘起され、
その構造のχ(2)が双極子モーメントの大きさに比例す
ることが示されている。欧州特許出願第'505号の第一実
施例に示された井戸は、厚さ120ÅのGaAsをAlAsバリア
層で挟んでいる。このような複数の井戸が、それより厚
いAlAs電荷分離層で互いに接続され、ｐ−ｉ−ｎ構造内
の真性領域を形成している。これらの層を横切って電界
を印加すると、井戸内の電子および正孔の波動関数の重
みの中心がシフトし、双極子モーメントを生じる。任意
の強度で電界を印加すると、その構造のχ(2)がLiNbO3
の値の400倍、KDPの値の5000倍となるといわれている。
アップコンバートすべき放射光の角周波数ωは、2hω
≒Egを満たすように選択される。ここで、Egは井戸材料
のバンドギャップである（GaAsの場合には300Kで1.42e
V）。
≒Egを満たすように選択される。ここで、Egは井戸材料
のバンドギャップである（GaAsの場合には300Kで1.42e
V）。
バリア層としてAlAsの代わりにAlxGa1-xAsを用いるこ
ともできる。AlxGa1-xAsを用いると、量子井戸構造の導
波路を作ることができ、変換効率を高めることができ
る。
ともできる。AlxGa1-xAsを用いると、量子井戸構造の導
波路を作ることができ、変換効率を高めることができ
る。
印加電圧によって生じる双極子の形状を変化させるた
め、一つの実施例が提案されており、そこでは、井戸の
組成をその幅の方向に（InAs）1-x（GaAs）ｘから（GaS
b）1-y（GaAs）ｙに変化させることにより真性双極子を
形成し、バリア層としてはAlAsを用いている。この構造
は、上述した第一実施例と同程度に高い効率で第二高調
波を発生することが示されている。また、この傾斜構造
は、電界を印加する必要がないので、第一実施例で使用
したような電極および電源を省くことができる。
め、一つの実施例が提案されており、そこでは、井戸の
組成をその幅の方向に（InAs）1-x（GaAs）ｘから（GaS
b）1-y（GaAs）ｙに変化させることにより真性双極子を
形成し、バリア層としてはAlAsを用いている。この構造
は、上述した第一実施例と同程度に高い効率で第二高調
波を発生することが示されている。また、この傾斜構造
は、電界を印加する必要がないので、第一実施例で使用
したような電極および電源を省くことができる。
欧州特許出願第'505号のさらに別の実施例は、バイア
ス電界を変調し、それによりχ(2)を変調して高調波を
変調する変調器を含んでいる。
ス電界を変調し、それによりχ(2)を変調して高調波を
変調する変調器を含んでいる。
さらに別の実施例では、量子井戸構造の光出力にフィ
ルタを設け、そのフィルタで第二高調波を通過させると
ともに、低周波数入力信号を遮断する。この実施例はま
た、上述したような変調器または傾斜組成の井戸を組み
合わせて使用することを提案している。
ルタを設け、そのフィルタで第二高調波を通過させると
ともに、低周波数入力信号を遮断する。この実施例はま
た、上述したような変調器または傾斜組成の井戸を組み
合わせて使用することを提案している。
しかし、欧州特許出願第'505号の明細書および図面を
詳しく調べても、「作り付け」双極子をもつ量子井戸構
造を用いて第二高調波を発生させること以外の利用によ
って得られる利点についての示唆はない。
詳しく調べても、「作り付け」双極子をもつ量子井戸構
造を用いて第二高調波を発生させること以外の利用によ
って得られる利点についての示唆はない。
また、欧州特許出願第'505号には、「作り付け」双極
子に電極を設けた構造の量子井戸の利点についても何ら
示唆されていない。これに関連して注意しておくべきこ
とは、欧州特許出願第'505号では、傾斜構造を用いて双
極子を固定し、それによりχ(2)を固定し、この一方
で、χ(2)が印加電界の大きさに依存する非傾斜井戸構
造に印加されるバイアス電圧を変調し、χ(2)の変調に
よって第二高調波信号に対して所望の変調を施していた
ことである。
子に電極を設けた構造の量子井戸の利点についても何ら
示唆されていない。これに関連して注意しておくべきこ
とは、欧州特許出願第'505号では、傾斜構造を用いて双
極子を固定し、それによりχ(2)を固定し、この一方
で、χ(2)が印加電界の大きさに依存する非傾斜井戸構
造に印加されるバイアス電圧を変調し、χ(2)の変調に
よって第二高調波信号に対して所望の変調を施していた
ことである。
ジャーナル・オブ・アフライド・フィジクス第62巻第
８号第3360頁から第3365頁（Journal of Applied Physi
cs,Vol.62,No.8,pp3360−3365）において、ヒロシマと
ニシは、傾斜ギャップ量子井戸（GGQW）について、実効
的な「内部」電界が存在し、それがキャリアを伝導帯と
価電子帯との双方で井戸の同じ側に集中させることを開
示している。著者は、このような構造が、井戸層の混晶
組成を変化させてバンドギャップを井戸内で線型に変化
させることにより実現できると記載している。この論
文、いわゆる量子閉じ込めシュタルク効果について、エ
キシトンの効果に着目して理論的に解析したものであ
る。その理論的解析の対象となった構造は、アルミニウ
ム混晶比ｘを結晶成長方向に沿って０から0.15まで変化
させた厚さ100ÅのAlxGa1-xAs井戸層と、Al0.6Ga0.4As
バリア層とを備えたGGQWである。著者は、種々の電界を
印加した条件に対する電子および軽い正孔の包絡線関数
はほぼ対称であり、外部からの電界印加による重い正孔
の包絡線関数への影響より小さいと記載している。
８号第3360頁から第3365頁（Journal of Applied Physi
cs,Vol.62,No.8,pp3360−3365）において、ヒロシマと
ニシは、傾斜ギャップ量子井戸（GGQW）について、実効
的な「内部」電界が存在し、それがキャリアを伝導帯と
価電子帯との双方で井戸の同じ側に集中させることを開
示している。著者は、このような構造が、井戸層の混晶
組成を変化させてバンドギャップを井戸内で線型に変化
させることにより実現できると記載している。この論
文、いわゆる量子閉じ込めシュタルク効果について、エ
キシトンの効果に着目して理論的に解析したものであ
る。その理論的解析の対象となった構造は、アルミニウ
ム混晶比ｘを結晶成長方向に沿って０から0.15まで変化
させた厚さ100ÅのAlxGa1-xAs井戸層と、Al0.6Ga0.4As
バリア層とを備えたGGQWである。著者は、種々の電界を
印加した条件に対する電子および軽い正孔の包絡線関数
はほぼ対称であり、外部からの電界印加による重い正孔
の包絡線関数への影響より小さいと記載している。
ヒロシマとニシは、キャップを線型に傾斜させた量子
井戸構造、彼らの言葉によれば「伝導帯と価電子帯との
双方のヘテロ界面の同一側にキャリアが集中する実効的
「内部」電界をもつ」量子井戸構造について記述してい
るだけである。彼らは、「作り付け」電界を用いて井戸
の同一側に電子および正孔を押しつけることが悪いアイ
デアであるということについて、または電子および正孔
を「作り付け」電界により井戸の反対側に押し付ける構
造により何かが得られることについては、何ら示唆して
いない。著者は、「作り付け」双極子を得ることについ
ては言及せず、そのような概念についても示していな
い。上述の論文についての本発明者らの研究から、彼ら
が述べた構造が、たぶん５Å以下の双極子モーメントの
小さな作り付け双極子を含んでいることが明らかになっ
た。
井戸構造、彼らの言葉によれば「伝導帯と価電子帯との
双方のヘテロ界面の同一側にキャリアが集中する実効的
「内部」電界をもつ」量子井戸構造について記述してい
るだけである。彼らは、「作り付け」電界を用いて井戸
の同一側に電子および正孔を押しつけることが悪いアイ
デアであるということについて、または電子および正孔
を「作り付け」電界により井戸の反対側に押し付ける構
造により何かが得られることについては、何ら示唆して
いない。著者は、「作り付け」双極子を得ることについ
ては言及せず、そのような概念についても示していな
い。上述の論文についての本発明者らの研究から、彼ら
が述べた構造が、たぶん５Å以下の双極子モーメントの
小さな作り付け双極子を含んでいることが明らかになっ
た。
本発明の望ましい実施例について添付図面を参照して
説明する。
説明する。
図１は零印加電界における単一量子井戸のエネルギバ
ンドを簡略化して示す図。
ンドを簡略化して示す図。
図２は電界を引加したときの図１に示した量子井戸の
エネルギバンドを簡略化して示す図。
エネルギバンドを簡略化して示す図。
図３は本発明による単一量子井戸のエネルギレベルを
簡略化して示す図。
簡略化して示す図。
図４は本発明による単一量子井戸のエネルギレベルを
簡略化して示す図であり、この井戸は、実質的にガリウ
ム・アンチモンの層と、実質的にインジウム・ヒ素の層
と、アルミニウム・アンチモンを含むバリア層とにより
構成される。
簡略化して示す図であり、この井戸は、実質的にガリウ
ム・アンチモンの層と、実質的にインジウム・ヒ素の層
と、アルミニウム・アンチモンを含むバリア層とにより
構成される。
図５は本発明による可同調ブラック反射器の簡略化し
た断面図。
た断面図。
図６は本発明による最適化されていない単一量子井戸
のエネルギレベルを簡略化して示す図。
のエネルギレベルを簡略化して示す図。
本発明はその概念が非常に広いので、図１、図２に示
したような従来の量子井戸構造のふるまいを参照して説
明するのがよいであろう。従来の量子井戸構造のふるま
いについての以下の記載は例外的であるが、本発明の説
明を容易にすると考えられる。
したような従来の量子井戸構造のふるまいを参照して説
明するのがよいであろう。従来の量子井戸構造のふるま
いについての以下の記載は例外的であるが、本発明の説
明を容易にすると考えられる。
従来の対称方形量子井戸の基底状態における電子正孔
対を考える。電界が印加されていない場合、または「作
り付け」られていない場合には、電子および正孔のいず
れの電荷密度（10、11）もその「重心」が井戸の中心に
ある。この基底状態を生成するために必要なエネルギ、
すなわち電子を価電子帯の頂部から伝導帯の底に持ち上
げるのに必要なエネルギは、量子井戸のバンドギャップ
９に一致する。（エキシトンを生じさせる電子と正孔と
の間の静電引力については、量子閉じ込めシュタルク効
果では小さな役割しか果たさないので無視する。）電界
が量子井戸に印加されると、上述した電子正孔対を生成
するために必要なエネルギ、すなわちバンドギャップエ
ネルギが変化し、続いて電子吸収が生じる。したがっ
て、電界印加により量子井戸のバンドギャップがどのよ
うに変化するかを理解するために必要なことは、電子正
孔対を生成するために必要な最小エネルギが同じ状況で
どう変化するかを理解することである。
対を考える。電界が印加されていない場合、または「作
り付け」られていない場合には、電子および正孔のいず
れの電荷密度（10、11）もその「重心」が井戸の中心に
ある。この基底状態を生成するために必要なエネルギ、
すなわち電子を価電子帯の頂部から伝導帯の底に持ち上
げるのに必要なエネルギは、量子井戸のバンドギャップ
９に一致する。（エキシトンを生じさせる電子と正孔と
の間の静電引力については、量子閉じ込めシュタルク効
果では小さな役割しか果たさないので無視する。）電界
が量子井戸に印加されると、上述した電子正孔対を生成
するために必要なエネルギ、すなわちバンドギャップエ
ネルギが変化し、続いて電子吸収が生じる。したがっ
て、電界印加により量子井戸のバンドギャップがどのよ
うに変化するかを理解するために必要なことは、電子正
孔対を生成するために必要な最小エネルギが同じ状況で
どう変化するかを理解することである。
電界を印加したときに電子正孔対のエネルギがどのよ
うに変化するかを知るためには、電子正孔対を分極可能
な原子として考えるとよい。電界が印加されると、正に
帯電した正孔は井戸の負電界側に移動し、これに対して
負に帯電した電子は逆方向、すなわち井戸の正電界側に
移動する。二つの電荷分布の「重心」はもはや同じ位置
にはなく、この結果、電気双極子モーメントが誘起され
る。基本的な静電気学によれば、電界Ｆ内に双極子モー
メントｐをもつ電気的に中性の系のエネルギは−pFであ
る。したがって、この場合のように双極子モーメントの
方向が電界の方向と同じであれば、その系は、電界が存
在する場合の方が存在しない場合より小さいエネルギを
もつ。したがって、電子正孔対を生成するために必要な
最小エネルギ、すなわちバンドギャップは、印加電界を
増加するにつれて減少する。関連して赤方シフトが生
じ、吸収エッジの高さが減少する。この高さの減少が生
じる（吸収エッジが尾を引くようになる）のは、電子と
正孔とが電界により分離され、キャリアが同一電荷分布
をもつ電子正孔対を光により生成する場合に比べて、空
間的に分離された電子正孔対を生成することが困難にな
るからである。
うに変化するかを知るためには、電子正孔対を分極可能
な原子として考えるとよい。電界が印加されると、正に
帯電した正孔は井戸の負電界側に移動し、これに対して
負に帯電した電子は逆方向、すなわち井戸の正電界側に
移動する。二つの電荷分布の「重心」はもはや同じ位置
にはなく、この結果、電気双極子モーメントが誘起され
る。基本的な静電気学によれば、電界Ｆ内に双極子モー
メントｐをもつ電気的に中性の系のエネルギは−pFであ
る。したがって、この場合のように双極子モーメントの
方向が電界の方向と同じであれば、その系は、電界が存
在する場合の方が存在しない場合より小さいエネルギを
もつ。したがって、電子正孔対を生成するために必要な
最小エネルギ、すなわちバンドギャップは、印加電界を
増加するにつれて減少する。関連して赤方シフトが生
じ、吸収エッジの高さが減少する。この高さの減少が生
じる（吸収エッジが尾を引くようになる）のは、電子と
正孔とが電界により分離され、キャリアが同一電荷分布
をもつ電子正孔対を光により生成する場合に比べて、空
間的に分離された電子正孔対を生成することが困難にな
るからである。
ここまでは量子閉じ込めシュタルク効果について定性
的に説明したが、本発明の利点から明らかにするために
は定量的な議論も必要であり、そのためには、対生成時
に電子正孔対になされる仕事について説明しなければな
らない。基本的な静電気学によると、双極子を生成する
ためになされる仕事は＋（apF2）/2であり、apは電子正
孔対の分極率である。これは双極子のエネルギをその値
だけ増加させる。したがって、電界の存在による電子正
孔対のエネルギ変化ΔＥは、 ΔＥ＝−pF＋（apF2）/2 （１） となる。しかし、双極子モーメントと分極率との定義か
ら、 ｐ＝apF （２） となるので、 ΔＥ＝−（apF2）/2 （３） となる。ここで、吸収エッジの（赤方向への）シフト
は、電界が印加された方向にかかわらず同一である。
的に説明したが、本発明の利点から明らかにするために
は定量的な議論も必要であり、そのためには、対生成時
に電子正孔対になされる仕事について説明しなければな
らない。基本的な静電気学によると、双極子を生成する
ためになされる仕事は＋（apF2）/2であり、apは電子正
孔対の分極率である。これは双極子のエネルギをその値
だけ増加させる。したがって、電界の存在による電子正
孔対のエネルギ変化ΔＥは、 ΔＥ＝−pF＋（apF2）/2 （１） となる。しかし、双極子モーメントと分極率との定義か
ら、 ｐ＝apF （２） となるので、 ΔＥ＝−（apF2）/2 （３） となる。ここで、吸収エッジの（赤方向への）シフト
は、電界が印加された方向にかかわらず同一である。
吸収エッジのシフトは、電子正孔対が受けた総電界の
二乗によって変化することがわかった。この電界は、通
常は、「作り付け」電界と印加電界とを組み合わせたも
のである。理想上、この総電界を変調器のような素子の
量子井戸全体に一様に印加し、井戸の吸収エッジを一致
して移動させて最適な消光比を得たいと考えるかもしれ
ない。しかし、電界の不均一性は避けられず、それに対
応する吸収帯エッジのシフトの変動が避けられない。素
子全体としての吸収帯エッジのシフトは電界の平方に依
存して大きくなり、その結果、井戸から井戸へのΔＥの
わずかな変化が、井戸から井戸へのＦのわずかな変化を
倍にする。
二乗によって変化することがわかった。この電界は、通
常は、「作り付け」電界と印加電界とを組み合わせたも
のである。理想上、この総電界を変調器のような素子の
量子井戸全体に一様に印加し、井戸の吸収エッジを一致
して移動させて最適な消光比を得たいと考えるかもしれ
ない。しかし、電界の不均一性は避けられず、それに対
応する吸収帯エッジのシフトの変動が避けられない。素
子全体としての吸収帯エッジのシフトは電界の平方に依
存して大きくなり、その結果、井戸から井戸へのΔＥの
わずかな変化が、井戸から井戸へのＦのわずかな変化を
倍にする。
電界の不均質性だけが問題を起こすのではない。井戸
の幅Ｌの変化もまた問題を引き起こす。従来の量子井戸
の分極率を概算すると、それがL4で変化することがわか
る。したがって、面変調器（光が量子井戸層の面と垂直
方向に伝搬する変調器）の量子井戸の幅がわずかでも変
化すると、バンドギャップにはその４倍の変化が生じ
る。この結果、電界を印加したとき、印加電界の不均質
性によってすでに存在するぼけに加えて、吸収エッジの
ぼけが生じる。
の幅Ｌの変化もまた問題を引き起こす。従来の量子井戸
の分極率を概算すると、それがL4で変化することがわか
る。したがって、面変調器（光が量子井戸層の面と垂直
方向に伝搬する変調器）の量子井戸の幅がわずかでも変
化すると、バンドギャップにはその４倍の変化が生じ
る。この結果、電界を印加したとき、印加電界の不均質
性によってすでに存在するぼけに加えて、吸収エッジの
ぼけが生じる。
これらの特性は、従来の量子井戸を用いた変調器、特
に面変調器の設計および製造を非常に困難にする。
に面変調器の設計および製造を非常に困難にする。
従来の量子井戸構造の動作および欠点についての詳細
な解析は、本発明により提供される可能性のある利点を
本発明者らが理解した結果である。本発明者らが知る限
り、これまで誰も量子井戸構造の動作を静電気学に基づ
いて考えたり記述したりした者はいない。本発明者ら
は、従来の量子井戸素子、例えば変調器で問題が生じる
のは、基本的に電子吸収が二つの対立するプロセスの結
果だからであると気がついた。一つは、電界を印加する
と、双極子の生成の間に行われる仕事により系のエネル
ギが増加することである。もう一つの、電界の存在が、
双極子の存在によって、系のポテンシャルエネルギを低
下させることである。このような観点によれば、最終結
果すなわち吸収エッジのシフトがＦおよびＬのようなパ
ラメータに敏感であることは、それほど驚くにはあたら
ない。他にも不満足な点がある。吸収エッジをシフトさ
せるには、双極子を作らなければならないことである。
そのためには、吸収が困難になるようにし、そして、得
ようとした正にその特性、すなわち高いバンドエッジ吸
収を実際には犠牲にしなければならない。
な解析は、本発明により提供される可能性のある利点を
本発明者らが理解した結果である。本発明者らが知る限
り、これまで誰も量子井戸構造の動作を静電気学に基づ
いて考えたり記述したりした者はいない。本発明者ら
は、従来の量子井戸素子、例えば変調器で問題が生じる
のは、基本的に電子吸収が二つの対立するプロセスの結
果だからであると気がついた。一つは、電界を印加する
と、双極子の生成の間に行われる仕事により系のエネル
ギが増加することである。もう一つの、電界の存在が、
双極子の存在によって、系のポテンシャルエネルギを低
下させることである。このような観点によれば、最終結
果すなわち吸収エッジのシフトがＦおよびＬのようなパ
ラメータに敏感であることは、それほど驚くにはあたら
ない。他にも不満足な点がある。吸収エッジをシフトさ
せるには、双極子を作らなければならないことである。
そのためには、吸収が困難になるようにし、そして、得
ようとした正にその特性、すなわち高いバンドエッジ吸
収を実際には犠牲にしなければならない。
静電気学のアプローチにより最初に気がついたこと
は、印加電界が、最初は双極子を形成し、次に双極子に
そのエネルギを低下させるように作用する結果としてバ
ンドギャップを変化させることである。次に気がついた
のは、これらの問題の多くが、「作り付け」双極子をも
つ非対称の量子井戸構造を生成することにより解決でき
ることである。
は、印加電界が、最初は双極子を形成し、次に双極子に
そのエネルギを低下させるように作用する結果としてバ
ンドギャップを変化させることである。次に気がついた
のは、これらの問題の多くが、「作り付け」双極子をも
つ非対称の量子井戸構造を生成することにより解決でき
ることである。
適切な非対称量子井戸を用いると、電子正孔対がすで
に真性（intrinsic）双極子モーメントpiをもち、双極
子モーメントを生成する必要がなく、電子および正孔の
電荷分布の「重心」は自然に別々の場所に配置される。
さらに、狭い井戸を使用すると、その井戸がキャリアを
強く束縛できる程度に十分に狭くかつ深いなら、分極率
を小さくすることができる。よい近似として、電界Ｆの
存在下におけるバンドギャプの変化ΔＥは、 ΔＥ＝−piF （４） で与えられる。すなわち、式（１）でap＝０と近似でき
る。式（４）は直接、「作り付け」双極子が設けられた
量子井戸の利点を示す。なぜなら、piは電界に対して独
立であり、ΔＥは電界のみに線型に依存するからであ
る。piは基本的に二つの電荷分布の「重心」の間の変位
で表されるので、piは井戸幅Ｌにほぼ線型に変化すると
予想される。これにより、吸収エッジのシフトは、従来
の量子井戸に比べて、電界および井戸幅の変化の影響を
ほとんど受けない。したがって、適切に設計された量子
井戸および多重量子井戸構造に対し、より「明確な」電
子吸収特性が期待される。
に真性（intrinsic）双極子モーメントpiをもち、双極
子モーメントを生成する必要がなく、電子および正孔の
電荷分布の「重心」は自然に別々の場所に配置される。
さらに、狭い井戸を使用すると、その井戸がキャリアを
強く束縛できる程度に十分に狭くかつ深いなら、分極率
を小さくすることができる。よい近似として、電界Ｆの
存在下におけるバンドギャプの変化ΔＥは、 ΔＥ＝−piF （４） で与えられる。すなわち、式（１）でap＝０と近似でき
る。式（４）は直接、「作り付け」双極子が設けられた
量子井戸の利点を示す。なぜなら、piは電界に対して独
立であり、ΔＥは電界のみに線型に依存するからであ
る。piは基本的に二つの電荷分布の「重心」の間の変位
で表されるので、piは井戸幅Ｌにほぼ線型に変化すると
予想される。これにより、吸収エッジのシフトは、従来
の量子井戸に比べて、電界および井戸幅の変化の影響を
ほとんど受けない。したがって、適切に設計された量子
井戸および多重量子井戸構造に対し、より「明確な」電
子吸収特性が期待される。
「作り付け」双極子が設けられた井戸を使用すること
には別の利点もあり、それは式（３）および（４）の近
似式から明らかになる。式（３）を従来の量子井戸に誘
起される双極子モーメントpcを用いて書き直すと、 ΔＥ＝−（pcF）/2 （５） となる。
には別の利点もあり、それは式（３）および（４）の近
似式から明らかになる。式（３）を従来の量子井戸に誘
起される双極子モーメントpcを用いて書き直すと、 ΔＥ＝−（pcF）/2 （５） となる。
与えられたΔＥに対して、従来の量子井戸で誘起され
る双極子pcは、非対称量子井戸に必要な真性双極子piの
二倍となることがわかる。これは、電子および正孔の電
荷分布がより重なり合っていることになるので、電界を
印加したとき、真性双極子を有する量子井戸は井戸あた
りの吸収に優れることを意味する。狭い井戸を使用する
場合には、従来の厚さの井戸に比べてμｍあたりにより
多くの狭い井戸を設けることができるので、材料のμｍ
あたりの吸収がさらに増加する。さらに、ΔＥおよびｐ
（＝pc＝pi）を固定すると、固定双極子構造に必要な電
界（電圧）は従来の構造に必要な値の半分になる。
る双極子pcは、非対称量子井戸に必要な真性双極子piの
二倍となることがわかる。これは、電子および正孔の電
荷分布がより重なり合っていることになるので、電界を
印加したとき、真性双極子を有する量子井戸は井戸あた
りの吸収に優れることを意味する。狭い井戸を使用する
場合には、従来の厚さの井戸に比べてμｍあたりにより
多くの狭い井戸を設けることができるので、材料のμｍ
あたりの吸収がさらに増加する。さらに、ΔＥおよびｐ
（＝pc＝pi）を固定すると、固定双極子構造に必要な電
界（電圧）は従来の構造に必要な値の半分になる。
以上説明した議論は、従来の対称量子井戸をもつ変調
器、特に面変調器の電子吸収特性に必要な特徴に、井戸
幅および印加電圧の不均一の害を被りやすい性質が内在
していることを示した。このため、そのような量子井戸
を用いて変調器を動作させることは困難である。単純な
議論により示唆されることであるが、真性双極子を有す
る非対称な量子井戸は、（１）不均一性に対する変調器
の感度を減らす方法、（２）消光比を増加させること、
または低電圧で従来素子と同等の消光比を得ること、を
実現できる。
器、特に面変調器の電子吸収特性に必要な特徴に、井戸
幅および印加電圧の不均一の害を被りやすい性質が内在
していることを示した。このため、そのような量子井戸
を用いて変調器を動作させることは困難である。単純な
議論により示唆されることであるが、真性双極子を有す
る非対称な量子井戸は、（１）不均一性に対する変調器
の感度を減らす方法、（２）消光比を増加させること、
または低電圧で従来素子と同等の消光比を得ること、を
実現できる。
非常に低い動作電圧（１ないし5V）に制限されるので
なければ、最適な結果を得るために、井戸幅、すなわち
電子と正孔との双方が保持される領域の幅は、約50Å以
下にすればよいと考えられる。この領域は少なくとも二
つの材料で形成される。これは、真性双極性モーメント
を生成するために必要なキャリアの空間的分離を行うた
め、少なくとも二つのオフセット・バンドギャップが必
要だからである。井戸領域を形成する材料としては、実
質的に同一元素を含む組成で形成された三元系または四
元系材料、またはそれぞれを一以上含む材料が用いられ
る。
なければ、最適な結果を得るために、井戸幅、すなわち
電子と正孔との双方が保持される領域の幅は、約50Å以
下にすればよいと考えられる。この領域は少なくとも二
つの材料で形成される。これは、真性双極性モーメント
を生成するために必要なキャリアの空間的分離を行うた
め、少なくとも二つのオフセット・バンドギャップが必
要だからである。井戸領域を形成する材料としては、実
質的に同一元素を含む組成で形成された三元系または四
元系材料、またはそれぞれを一以上含む材料が用いられ
る。
図３はキャリアの確率密度分布の大きさを最小エネル
ギレベルについて簡略化して示す。伝導帯および価電子
帯に深い井戸が存在することから、最小エネルギレベル
がその深い井戸のエネルギ範囲より「上」であるにもか
かわらず、キャリア分布が傾く。
ギレベルについて簡略化して示す。伝導帯および価電子
帯に深い井戸が存在することから、最小エネルギレベル
がその深い井戸のエネルギ範囲より「上」であるにもか
かわらず、キャリア分布が傾く。
上述したように、分極可能性を小さくするため、電子
および正孔に対して深い井戸が必要である。
および正孔に対して深い井戸が必要である。
量子井戸構造は低印加電圧、例えば5V以下で駆動さ
れ、最適な性能は一般に広めの井戸、例えば約100Å程
度の井戸で達成される。
れ、最適な性能は一般に広めの井戸、例えば約100Å程
度の井戸で達成される。
材料 本発明による量子井戸構造は、井戸内の電子をその井
戸の一方の側に押しつける傾向のある伝導帯プロファイ
ルと、井戸内の正孔をその井戸の反対側に押しつける傾
向のある価電子帯プロファイルとを有する。適当な材料
系の一例として、バリアにアルミニウム・アンチモン
（AlSb）を用い、量子井戸には、正孔閉じ込めのために
ガリウム・アンチモン（GaSb）、電子閉じ込めのために
インジウム・ヒ素（InAs）を用いる。このような量子井
戸構造の簡略化したエネルギレベル図を図４に示す。図
４の実線はバルク半導体の伝導帯レベルおよび価電子帯
レベルを示し、InAsの伝導帯とGaAsの価電子帯とのオー
バラップを示す。ただし、前にも説明したように、「量
子閉じ込め」があるときのエネルギレベルの量子化は井
戸内の電子および正孔に対する最小許容エネルギの増加
を引き起こし、オーバラップは消失する。特にInAs内の
電子は非常に軽く、容易に量子化される。量子井戸の典
型的なエネルギレベルを破線で示す。
戸の一方の側に押しつける傾向のある伝導帯プロファイ
ルと、井戸内の正孔をその井戸の反対側に押しつける傾
向のある価電子帯プロファイルとを有する。適当な材料
系の一例として、バリアにアルミニウム・アンチモン
（AlSb）を用い、量子井戸には、正孔閉じ込めのために
ガリウム・アンチモン（GaSb）、電子閉じ込めのために
インジウム・ヒ素（InAs）を用いる。このような量子井
戸構造の簡略化したエネルギレベル図を図４に示す。図
４の実線はバルク半導体の伝導帯レベルおよび価電子帯
レベルを示し、InAsの伝導帯とGaAsの価電子帯とのオー
バラップを示す。ただし、前にも説明したように、「量
子閉じ込め」があるときのエネルギレベルの量子化は井
戸内の電子および正孔に対する最小許容エネルギの増加
を引き起こし、オーバラップは消失する。特にInAs内の
電子は非常に軽く、容易に量子化される。量子井戸の典
型的なエネルギレベルを破線で示す。
当然ではあるが、この系の組成および元素については
混合が可能であり、素子特性を所望の特性に合わせるこ
とができる。例えば、量子井戸層の混合組成を選択すれ
ば、所望のバンドギャップが得られる。特に、InAsおよ
びGaSbからなる組成のうちInAs分の多い組成で正孔閉じ
込め領域を形成するとよい。
混合が可能であり、素子特性を所望の特性に合わせるこ
とができる。例えば、量子井戸層の混合組成を選択すれ
ば、所望のバンドギャップが得られる。特に、InAsおよ
びGaSbからなる組成のうちInAs分の多い組成で正孔閉じ
込め領域を形成するとよい。
本発明による量子井戸構造としては上述した材料系を
基本とすることが望ましいが、他の材料系を使用するこ
とも可能である。そのような系、すなわち本発明による
量子井戸構造を得ることのできる系としては、例えば、
インジウム・アンチモン（InSb）、カドミウム・テルル
（CdTe）および水銀テルル（HgTe）などがある。量子井
戸構造にはHgTeおよびCdTeだけを使用することは公知で
あり、例えば、ガルドナー他、フィジクス・レビュー・
レターズ第51巻第907頁1983年（Guldner et al.,Physic
s Review Letters,Vol.51,p.907,1983）に示されてい
る。InSbはCdTeに格子整合しており、既知の二つの組成
系に組み込むことが可能である。CdTeはバリア層に用い
ることができる。バルクInSbはバンドギャップが0.2eV
しかなく、バルクHgTeはバンドギャップが無い。量子閉
じ込めはHgTe内のバンドギャップで生じ、InSbのバンド
ギャップを増加させる。
基本とすることが望ましいが、他の材料系を使用するこ
とも可能である。そのような系、すなわち本発明による
量子井戸構造を得ることのできる系としては、例えば、
インジウム・アンチモン（InSb）、カドミウム・テルル
（CdTe）および水銀テルル（HgTe）などがある。量子井
戸構造にはHgTeおよびCdTeだけを使用することは公知で
あり、例えば、ガルドナー他、フィジクス・レビュー・
レターズ第51巻第907頁1983年（Guldner et al.,Physic
s Review Letters,Vol.51,p.907,1983）に示されてい
る。InSbはCdTeに格子整合しており、既知の二つの組成
系に組み込むことが可能である。CdTeはバリア層に用い
ることができる。バルクInSbはバンドギャップが0.2eV
しかなく、バルクHgTeはバンドギャップが無い。量子閉
じ込めはHgTe内のバンドギャップで生じ、InSbのバンド
ギャップを増加させる。
GaSb/InAs/AlSb量子井戸構造にはGaSb基板を用いる。
この選択の理由は、InAsとAlSbとの双方ともにGaAsに対
してわずかな格子不整合があり、それが反対方向となっ
ているからである。適当な寸法のInAs層およびAlSb層を
GaSb上に交互に成長させると、全体としてある程度の厚
さを成長させると、応力が互いに相殺される傾向があ
る。
この選択の理由は、InAsとAlSbとの双方ともにGaAsに対
してわずかな格子不整合があり、それが反対方向となっ
ているからである。適当な寸法のInAs層およびAlSb層を
GaSb上に交互に成長させると、全体としてある程度の厚
さを成長させると、応力が互いに相殺される傾向があ
る。
図４は本発明の最も単純な実施例を示しているのであ
り、量子井戸内にただ二つの領域、すなわち一方が正孔
を閉じ込めるための領域、他方が電子を閉じ込めるため
の領域を備えるだけである。たしかにこの構造は、結晶
成長の観点からいうと、構成要素数および異なる種類の
層数を最小に維持できるので望ましいことではあるが、
異なる組成系の使用を可能にすること、あるいは電子お
よび正孔を良好に閉じ込めたり分離したりすることので
きるより複雑な構造を製造できるようにすることから
は、すでに知られているように、多数の構成要素および
または多数の異なる種類の層を収容することが有効であ
る。バリアの幅の典型値は50ないし100Åである。
り、量子井戸内にただ二つの領域、すなわち一方が正孔
を閉じ込めるための領域、他方が電子を閉じ込めるため
の領域を備えるだけである。たしかにこの構造は、結晶
成長の観点からいうと、構成要素数および異なる種類の
層数を最小に維持できるので望ましいことではあるが、
異なる組成系の使用を可能にすること、あるいは電子お
よび正孔を良好に閉じ込めたり分離したりすることので
きるより複雑な構造を製造できるようにすることから
は、すでに知られているように、多数の構成要素および
または多数の異なる種類の層を収容することが有効であ
る。バリアの幅の典型値は50ないし100Åである。
通常は、バリア層は単純な半導体で形成されるが、化
合物半導体、あるいはほぼ絶縁性の材料をバリア層に利
用することもできる。単純な半導体は、結晶成長が容易
である利点がある。
合物半導体、あるいはほぼ絶縁性の材料をバリア層に利
用することもできる。単純な半導体は、結晶成長が容易
である利点がある。
バリアの幅は通常は50ないし100Åの範囲であるが、
特別の応用における最適な幅は型通りの実験により決定
できる。バリア幅は、少なくとも動作電位において井戸
間に実質的にトンネリングを防止できる程度に設定さ
れ、その目的は、隣接する井戸が互いに影響しないよう
にするものである。トンネリングの確率は実効的なバリ
アの高さにより決定されるので、他の条件が同等であれ
ば、井戸を薄くするほど、通常はより厚いバリア層が必
要となる。同様に、実効的なバリアの高さをやむを得ず
低くするような組成系の場合には、通常は、GaSb/InAs/
AlSb系に必要な場合よりも厚いバリア層を使用する必要
がある。必要以上に厚いバリア層を使用する必要はな
い。これは、バリアが厚すぎると、印加された電圧に対
して量子井戸から「見た」電界強度が減ってしまうから
である。厚すぎるバリアのさらに大きな欠点はエピタキ
シャル成長に時間がかかることであり、それならば、例
えばより多くの井戸を含む多重量子井戸を成長させたほ
うが良い。
特別の応用における最適な幅は型通りの実験により決定
できる。バリア幅は、少なくとも動作電位において井戸
間に実質的にトンネリングを防止できる程度に設定さ
れ、その目的は、隣接する井戸が互いに影響しないよう
にするものである。トンネリングの確率は実効的なバリ
アの高さにより決定されるので、他の条件が同等であれ
ば、井戸を薄くするほど、通常はより厚いバリア層が必
要となる。同様に、実効的なバリアの高さをやむを得ず
低くするような組成系の場合には、通常は、GaSb/InAs/
AlSb系に必要な場合よりも厚いバリア層を使用する必要
がある。必要以上に厚いバリア層を使用する必要はな
い。これは、バリアが厚すぎると、印加された電圧に対
して量子井戸から「見た」電界強度が減ってしまうから
である。厚すぎるバリアのさらに大きな欠点はエピタキ
シャル成長に時間がかかることであり、それならば、例
えばより多くの井戸を含む多重量子井戸を成長させたほ
うが良い。
次にInP/GaInAsP/InGaAs系を基本とした例について説
明するが、これは、それほど深い井戸を実現できるわけ
ではない材料を用いても、大きくかつ有益な双極子モー
メントを形成できる可能性を示すことを含んでいる。本
発明の観点からは、この材料系は最適といえるものでは
ない。しかし、このような「日常的」な材料系で本発明
を実施してもそれなりの利点は得られる。これらの実施
例では井戸幅を60Åとするが、これは重要なことではな
い。
明するが、これは、それほど深い井戸を実現できるわけ
ではない材料を用いても、大きくかつ有益な双極子モー
メントを形成できる可能性を示すことを含んでいる。本
発明の観点からは、この材料系は最適といえるものでは
ない。しかし、このような「日常的」な材料系で本発明
を実施してもそれなりの利点は得られる。これらの実施
例では井戸幅を60Åとするが、これは重要なことではな
い。
実施例 InPバリアの間にGaInAsPおよびInGaAsの二つの部分か
らなる量子井戸を得るため、リン混晶比の異なるGaInAs
Pについて、電子および正孔に対する双極子モーメント
を計算した。InP基板を用い、InGaAsはInPに格子整合し
ている。
らなる量子井戸を得るため、リン混晶比の異なるGaInAs
Pについて、電子および正孔に対する双極子モーメント
を計算した。InP基板を用い、InGaAsはInPに格子整合し
ている。
図６はリンのモル混晶比が0.40の構造に対するバンド
ギャップと電子および正孔の概念的な確率密度分布とを
示す。電子および正孔の分布の「重心」の概念的な変位
位置を星印＊で示す。
ギャップと電子および正孔の概念的な確率密度分布とを
示す。電子および正孔の分布の「重心」の概念的な変位
位置を星印＊で示す。
本発明による変調器は、他の量子井戸変調器を用いた
場合と同様に、真性領域に量子井戸が設けられたPIN構
造の形で用いられる。また、従来は、電界を均一にする
ため、量子井戸の両側に真性材料の電荷分離層を用いて
いる。電荷分離層は、通常は量子井戸のバリア層に用い
られたと同じ材料で形成されるが、いずれにしろ、量子
井戸内の低ギャップ材料によりバンドギャップの大きな
ものが選択される。真性領域の両側にはそれぞれｐ領域
およびｎ領域が設けられ、それぞれに素子の電極が接続
される。典型的には、ｐ領域およびｎ領域にオーミック
接触を形成する金属電極が用いられる。
場合と同様に、真性領域に量子井戸が設けられたPIN構
造の形で用いられる。また、従来は、電界を均一にする
ため、量子井戸の両側に真性材料の電荷分離層を用いて
いる。電荷分離層は、通常は量子井戸のバリア層に用い
られたと同じ材料で形成されるが、いずれにしろ、量子
井戸内の低ギャップ材料によりバンドギャップの大きな
ものが選択される。真性領域の両側にはそれぞれｐ領域
およびｎ領域が設けられ、それぞれに素子の電極が接続
される。典型的には、ｐ領域およびｎ領域にオーミック
接触を形成する金属電極が用いられる。
本発明の別の実施態様として、多重量子井戸を多重に
積み重ねたスタック構造により可同調ブラッグ反射器を
構成することもできる。各々の多重量子井戸は本発明に
よる量子井戸構造を含み、一部の多重量子井戸は一つの
方向で、他は逆方向で形成される。各々の多重量子井戸
を一つの方向に、すなわち真性電子正孔双極子を同じ方
向に配向させて形成し、次の電子正孔双極子をもつ多重
量子井戸を反対方向に形成し、これを繰り返すと、そこ
に適当なポテンシャルを加えたときに交互の層の屈折率
が反対方向に変化する構造が得られる。
積み重ねたスタック構造により可同調ブラッグ反射器を
構成することもできる。各々の多重量子井戸は本発明に
よる量子井戸構造を含み、一部の多重量子井戸は一つの
方向で、他は逆方向で形成される。各々の多重量子井戸
を一つの方向に、すなわち真性電子正孔双極子を同じ方
向に配向させて形成し、次の電子正孔双極子をもつ多重
量子井戸を反対方向に形成し、これを繰り返すと、そこ
に適当なポテンシャルを加えたときに交互の層の屈折率
が反対方向に変化する構造が得られる。
このような構造の例を図５に簡略化して示す。このよ
うな構造は、導波路素子と面素子とのいずれの場合にも
可同調ブラッグ反射器として使用できる。図５には面素
子の場合を示す。この構造では、光が垂直方向に入射す
るように設計され、多重量子井戸が素子の動作波長の1/
4に実質的に等しい厚さ、すなわちそれぞれの層がλ/4n
の厚さで形成されている。ここでｎは波長λにおけるこ
の層の屈折率である。動作波長は、バンドギャップに等
価な波長に近い波長、または長い波長に設定される。バ
ンドギャップに等価な波長に近い場合には、強い屈折作
用が得られるが、正の吸収を伴う。波長が長い場合には
それに応じて屈折率が低下する。電界は、この構造の端
面50、51に設けられた電極から、層面に垂直に印加され
る。この構造の端面の電極として、インジウム・スズ酸
化物（ITO）などの透明導電膜を用いることもできる。
一般的には、端面には金属接触が設けられる。この構造
内における各々の多重量子井戸内の層数および多重量子
井戸の数はそれほど重要ではなく、最適な数はその応用
毎に型通りの実験を行うことにより決定できる。双方の
数の上限は、一般には、良好なエピタキシャル成長を維
持しながら成長させることのできる最大の厚さ、導波波
長範囲、および駆動電界と光学的性能とに対する要求に
より決定される。
うな構造は、導波路素子と面素子とのいずれの場合にも
可同調ブラッグ反射器として使用できる。図５には面素
子の場合を示す。この構造では、光が垂直方向に入射す
るように設計され、多重量子井戸が素子の動作波長の1/
4に実質的に等しい厚さ、すなわちそれぞれの層がλ/4n
の厚さで形成されている。ここでｎは波長λにおけるこ
の層の屈折率である。動作波長は、バンドギャップに等
価な波長に近い波長、または長い波長に設定される。バ
ンドギャップに等価な波長に近い場合には、強い屈折作
用が得られるが、正の吸収を伴う。波長が長い場合には
それに応じて屈折率が低下する。電界は、この構造の端
面50、51に設けられた電極から、層面に垂直に印加され
る。この構造の端面の電極として、インジウム・スズ酸
化物（ITO）などの透明導電膜を用いることもできる。
一般的には、端面には金属接触が設けられる。この構造
内における各々の多重量子井戸内の層数および多重量子
井戸の数はそれほど重要ではなく、最適な数はその応用
毎に型通りの実験を行うことにより決定できる。双方の
数の上限は、一般には、良好なエピタキシャル成長を維
持しながら成長させることのできる最大の厚さ、導波波
長範囲、および駆動電界と光学的性能とに対する要求に
より決定される。
電界の均一性を得るためには、電極と多重量子井戸構
造との間に真性材料の電荷分層を設ける必要がある。こ
の真性材料としては、多重量子井戸内のバリア層と同じ
組成を用いることが便利である。この構造にショトキイ
電極を設けることもできる。また、多重量子井戸と電荷
分離層とを真性領域としてPIN構造とすることもでき
る。
造との間に真性材料の電荷分層を設ける必要がある。こ
の真性材料としては、多重量子井戸内のバリア層と同じ
組成を用いることが便利である。この構造にショトキイ
電極を設けることもできる。また、多重量子井戸と電荷
分離層とを真性領域としてPIN構造とすることもでき
る。
各々の多重量子井戸は、典型的には10ないし100層、
より典型的には25ないし50層、例えば40層の量子井戸を
含む。全体では、典型的には３ないし50、より典型的に
は10ないし40、例えば30の多重量子井戸が多重に形成さ
れる。
より典型的には25ないし50層、例えば40層の量子井戸を
含む。全体では、典型的には３ないし50、より典型的に
は10ないし40、例えば30の多重量子井戸が多重に形成さ
れる。
導波路型の可同調ブラッグ反射器を容易に形成でき
る。ただし、層の厚さおよびその数、ならびに多重量子
井戸の数については、上述した面型の場合とは通常は異
なる。
る。ただし、層の厚さおよびその数、ならびに多重量子
井戸の数については、上述した面型の場合とは通常は異
なる。
本発明による可同調ブラッグ反射器はInP、InGaAsお
よびGaInAsPからなる材料系を用いて製造することが便
利である。GaInAsPのうち井戸の幅に対して最も大きな
双極子モーメントを与えるリン混晶比の材料を選択すれ
ば、良好な光学特性が得られる。上述した例１、２およ
び３から、適当な井戸幅、組成およびリン混晶比が得ら
れる。
よびGaInAsPからなる材料系を用いて製造することが便
利である。GaInAsPのうち井戸の幅に対して最も大きな
双極子モーメントを与えるリン混晶比の材料を選択すれ
ば、良好な光学特性が得られる。上述した例１、２およ
び３から、適当な井戸幅、組成およびリン混晶比が得ら
れる。
上述の材料系とは別の他の材料系から形成された量子
井戸を用いたブラッグ反射器でも、InP、InGaAsおよびG
aInAsPからなる材料系で得られた以上の特性が得られる
と予想できる。
井戸を用いたブラッグ反射器でも、InP、InGaAsおよびG
aInAsPからなる材料系で得られた以上の特性が得られる
と予想できる。
Claims (21)
- 【請求項１】井戸を構成する層に垂直に電界を印加する
第一および第二の電極を備えた量子井戸構造において、 傾斜組成変化の領域なしに量子閉じ込め領域が形成さ
れ、 この量子閉じ込め領域は、光励起により生成された電子
正孔対が双極子モーメントを形成するように、電子をそ
の領域の一方の側に押しつける傾向のある伝導帯プロフ
ァイルと、正孔を前記一方の側とは反対側に押しつける
傾向のある価電子帯プロファイルとを有するように形成
された ことを特徴とする量子井戸構造。 - 【請求項２】井戸を構成する層に垂直に電界を印加する
第一および第二の電極を備えた量子井戸構造において、 光励起により生成された電子正孔対が双極子モーメント
をもつように、量子閉じ込め領域そのものが異なる組成
をもつ二つの別個の領域の間のヘテロ構造により形成さ
れた ことを特徴とする量子井戸構造。 - 【請求項３】井戸を構成する層に垂直に電界を印加する
第一および第二の電極を備えた量子井戸構造において、
光励起により生成された電子正孔対が５オングストロー
ム以上の双極子モーメントをもつように、それ自身がヘ
テロ構造をもつ量子閉じ込め領域を備えた ことを特徴とする量子井戸構造。 - 【請求項４】量子閉じ込め領域を定義する第一および第
二のバリア層を備え、 この量子閉じ込め領域内にヘテロ構造が設けられ、 このヘテロ構造は伝導帯最小値および価電子帯最大値が
互いに異なる第一の材料および第二の材料で形成され、 この第一の材料は伝導帯最小値が比較的低く、前記第二
の材料は価電子帯最大値が比較的高く、これによるキャ
リア確率分布の歪のために光励起時に双極子が生じるよ
うに構成された 請求項１ないし３のいずれか記載の量子井戸構造。 - 【請求項５】伝導帯の電子の確率密度分布と価電子帯の
正孔の確率密度分布とが重なる量子閉じ込め領域を備
え、 この量子閉じ込め領域内のヘテロ構造が前記二つの確率
密度関数を傾斜させてこの量子閉じ込め領域内に双極子
モーメントが生成されるように構成された 請求項１ないし３のいずれか記載の量子井戸構造。 - 【請求項６】前記ヘテロ構造が第一の材料層および第二
の材料層により形成され、前記第一の材料層の領域の伝
導帯最小値は前記第二の材料層の領域の伝導帯最小値よ
り低エネルギであり、前記第一の材料層の領域の価電子
帯最大値が前記第二の材料層の領域の価電子帯最大値よ
り高エネルギである請求項５記載の量子井戸構造。 - 【請求項７】量子閉じ込め領域を定義する第一および第
二のバリア層を備え、 この二つのバリア層の間に量子閉じ込め領域が設けら
れ、 この量子閉じ込め領域は前記第一のバリア層に隣接する
第一の材料領域と前記第二のバリア層に隣接する第二の
材料領域とを含み、 この第一の材料領域と第二の材料領域とは互いに接して
配置され、 この第一の材料領域と第二の材料領域とはそれぞれ厚さ
方向に実質的に均質な組成で形成され、 前記第一の材料領域の伝導帯最小値は前記第二の材料領
域に比較して低く、前記第二の材料領域の価電子帯最大
値は前記第一の材料領域に比較して高く、これにより、
前記量子閉じ込め領域の伝導帯の電子の確率密度分布が
前記第一のバリア層の方向に傾き、前記量子閉じ込め領
域の価電子帯の正孔の確率密度分布が前記第二のバリア
層の方向に傾いた 請求項１ないし３のいずれか記載の量子井戸構造。 - 【請求項８】双極子モーメントは10オングストローム以
上である請求項１ないし７のいずれか記載の量子井戸構
造。 - 【請求項９】ガリウム・アンチモンおよびインジウム・
ヒ素およびアルミニウム・アンチモンまたはその混晶で
形成された請求項１ないし８のいずれか記載の量子井戸
構造。 - 【請求項１０】アルミニウム・アンチモンまたはその合
金で形成されたバリア層と、ガリウム・アンチモンおよ
びインジウム・ヒ素またはその混晶で形成された量子閉
じ込め領域とを備えた請求項１ないし９のいずれか記載
の量子井戸構造。 - 【請求項１１】インジウム・アンチモンとカドミウム・
テルルと水銀テルルまたはその混晶を含む請求項１ない
し10のいずれか記載の量子井戸構造。 - 【請求項１２】カドミウム・テルルまたはその混晶のバ
リア層と、インジウム・アンチモンおよび水銀テルルま
たはその混晶により形成された量子閉じ込め領域とを含
む請求項１ないし11のいずれか記載の量子井戸構造。 - 【請求項１３】バリア層はインジウム・リンにより形成
され、量子閉じ込め領域は別個の材料の第一の領域およ
び第二の領域を含み、この第一の領域はGaInAsPにより
形成され、前記第二の領域はGaInAsにより形成された請
求項４または８記載の量子井戸構造。 - 【請求項１４】量子閉じ込め領域は幅が40ないし110オ
ングストロームである請求項13記載の量子井戸構造。 - 【請求項１５】アルミニウム・ヒ素で形成されたバリア
層を備え、量子閉じ込め領域の第一の材料領域がInGaAs
で形成され、前記量子閉じ込め領域の第二の領域がGaSb
Asで形成された請求項１ないし８のいずれか記載の量子
井戸構造。 - 【請求項１６】量子閉じ込め領域は厚さが100オングス
トローム以下である請求項15記載の量子井戸構造。 - 【請求項１７】量子閉じ込め領域は厚さが50オングスト
ローム以下である請求項１ないし16のいずれか記載の量
子井戸構造。 - 【請求項１８】請求項１ないし17のいずれか記載の量子
井戸構造を複数備えた多重量子井戸構造において、各々
の井戸の双極子が実質的に同方向に配向されたことを特
徴とする多重量子井戸構造。 - 【請求項１９】請求項18記載の多重量子井戸構造を複数
備え、その双極子の方向が交互に逆向きに配向された複
合多重量子井戸構造。 - 【請求項２０】請求項１ないし19のいずれか記載の量子
井戸構造を備えた光変調器。 - 【請求項２１】井戸の層面に対して実質的に直交する方
向に変調された光が伝搬するように構成された請求項20
記載の光変調器。
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