JPH01501829A - 光反応効果を用いた超高速光活性マイクロ波スイッチ／モジユレータ - 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】 光反応効果を用いた超高速光活性マイクロ波スイッチ／モソユレータ 発明の背景 １、　発明の分野 この発明は一般的にマイクロ波スイッチ及びモジ−レータに関する。さらに詳細 には、レーザ光源あるいはこれと同様のものからの光照射によって制御されるマ イクロ波スイッチ／モジ−レータに関する。照射がスイッチ／モジ−レータフォ トダイオードのリアクタンスを変化させることによって、共振回路を離調させ、 ＲＦ倍信号吸収したシ送信し°たシせずに反射させる。マイクロ波スイッチ／モ ジュレータは又、フォトダイオードの逆バイアスを調節することにより動作のマ イクロ波周波数を変えることができるように、電気的に同調できるようになって いる。

２、関連技術の説明 高速ＲＦスイッチ及びマイクロ波スイッチは多くの分野で用いられている。これ らのスイッチは感度の高い回路を送信パルス中の損傷から保護するだめの帰線消 去スイッチとしてレーダ受信器によく用いられる。

この場合には、レーダが近接した目標を検出できるように送信ノ母ルスが終了し た後に受信器がディスエーブルする時間間隔を最小にするために、高速スイッチ ングが必要である。

このために、高速ＲＦスイッチ及びマイクロ波スイッチに光導電性によってマイ クロ波スイッチングを達成しているオシドエレクトロニックマイクロ波スイッチ ング技術が導入された。光導電体は光照射によって導電性が増加する。従って先 行技術のオプトエレクトロニックスイッチではスイッチング機能の効果をあげる ために装置の抵抗の変化を利用している。

先行技術のオプトエレクトロニックマイクロ波スイッチは動作の手段に従って分 類することができる。

プラズマスイッチはマイクロ波送信ラインの電気・セスに高い導電プラズマを形 成することによって作用する。

プラズマ形成半導体材料は分路素子としても、直列素子としても、あるいはその 両方としても設けることができる。′オデトエレクトロ二ツクマイクロ波スイッ チング（ＩＥＥＥ会報、第１３２巻、１９８５年４月発行、随２、第１２６頁な いし１３２頁）を参照されたい。

２つの異なる波長の光を用いて半導体基板上のマイクロストリップ伝送ラインの 簡単なギャップとして構成されているプラズマスイッチをオン、オフすることも 提唱されている。この内光の波長の１つは半導体表面に吸収されてＲＦを送信さ せるマイクロストリップギャップに導電プラズマを形成する。もう１つの波長は 半導体を深く透過して入射ＲＦエネルギーを地面に反射する導電プラズマを形成 する。この技術に関してはさらに文献“ピコ秒の光導電性によるマイクロ波スイ ッチング＃（ニー・エム・ジョンソン及びディー・エイチ・オーストン著、ＩＥ ＥＥ　−Ｑ　Ｅ、第ＱＥ−１１巻、ｌ＠６．１９７５年６月発行、第２８３頁な いし第２８７頁）を参照されたい。

プラズマスイッチは非常に速く（１０ないし１００ｐＳ　）オンになるが、キャ リアを一掃する電界が存在しないためにオフになる時間は非常に遅い（１μＳ　 −１ｍ５）。

ターンオフ時間は前記のような分路手段が用いられないならばキャリア再結合に よって決まる。プラズマスイッチの第２の欠点は大きな領域ある旨は表面にデラ ・ズマを形成するのに高出力レーザが必要なことである。

電子雪崩フォトダイオードスイッチは光導電性が高いためにマイクロ波スイッチ として用いられてきた。

このダイオードは通常、照射量が少ないために高電界領域でイオン化させる電子 雪崩降伏の付近でバイアスされる。そして今度は電子・ホール対が原子をイオン 化させて増殖する間に大きな光電流を流す。この効果について詳細には“電子雪 崩オシドエレクトロニックマイクロ波スイッチ′（アール・エイ・キール著、Ｉ ＥＥＫ　−ＭＴＴ、第ＭＴＴ　２７巻、随５．１９７９年５月発行、第５３３頁 ないし第５３９頁）を参照されたい。

電子雪崩フォトダイオードスイッチは電子雪崩が起こるのに時間がかかるため比 較的スイッチングが遅い。

又雑音があシ温度の面でも問題が生じることがちる。

バイアス制御されたオシドエレクトロニックスイッチは、光検出器をオン・オフ するのにバイアス制御を用いるようなスイッチの種類全体を表す。例えばフォト ダイオードは、検出されたマイクロ波のレーザからの変調照射のスイッチを、逆 バイアスから順ノ々イアスヘ移行させることによってオンオフすることができる 。言い換えると、フォトダイオードは逆バイアスのときのみ機能する。フォトダ イオードが順バイアスに切り替えられると、光キヤリア上の振幅変調マイクロ波 エネルギーは検出されない。同様にして、電子雪崩フォトダイオードはバイアス を電子雪崩状態にしたυ外したシすることによってスイッチをオン・オフしてい る。従ってバイアス制御されたオプトエレクトロニックスイッチはスイッチを切 替えるために／ぐイアスの変化を利用している。その結果このようなスイッチの 速度は、従来のＰＩＮダイオードスイッチ（約１０　ｎＳ程度）と同じである。

発明の概要 本発明は、ＰＩＮダイオードのような従来のバイアス制御マイクロ波スイッチよ りも速く、１０−１０００倍の速度でマイクロ波信号をスイッチングあるいは変 調することができる。この発明は、マイクロ波エネルギーをスイッチングある旨 は変調する機構として抵抗よシもダイオードのりアクタンスの変化を利用した光 学的に制御されたダイオードを使用する。本発明の光学的に制御されたスイッチ では又コントロール回路（レーザのだめの・母ルスモソユレータ）とマイクロ波 スイッチング回路間が完全に絶縁されておシ、スイッチングされた信号に望まし くない干渉やトランジェントは結合しない。従って本発明は妨害信号を選択的に 受信し抹消するために広域同調を導入することができるような、ＥＶ受信機帰線 消去スイッチを含む広い範囲の高速ＲＦ及びマイクロ波スイ゛ツチングに有用で おのに強度変調光信号を用いることができるアナログ変調に有用である。本発明 の適用範囲にはレーダ、ＥＶ、ＲＦ、マイクロ波通信及び信号処理が含まれる。

図面の簡単な説明 第１図はレーザ照射によって形成されたプラズマ領域と装置に逆バイアスをかけ ることによって作った空乏領域を示す光反応ダイオードの断面図である。

第２図は領域の限定された光反応ダイオードの簡略化した断面図である。

第３図は半導体の吸収係数対照射波長を示すグラフである。

第４図は導電性対半導体表面からの深さを示すグラフである。

ｇｓＡ■は８デルトのバイアスの照射されないフォトダイオードの測定された反 射係数のスミスチャートである。

第５ＢＩＩは３　ａ４ラメータから発展したフォトダイオードのモデルの概略図 である。

第６図は２つの異なるバイアス電圧に対する２ｍＷ。

０．８３３μｍレーザによる照射による８　ＧＥ（Ｚにおけるスミス係数である 。

第７Ａ図はこの発明と関連して要求される共振インピーダンス整合回路の概略図 である。

第７Ｂ図はマイクロス）　ＩＪツブ基体上の第７人図の回路のレイアウトである 。

第８Ａ図は逆バイアス電圧の同調効果を示す第７Ａ図のインピーダンス整合回路 を使用した反射損失対スイッチ周波数の特性図である。

第８Ｂ図はフォトダイオードノンチスルートシて飽和を示したピーク反射損失対 バイアス電圧の特性図である。

第９図は２ｍＷ　、　０．３３μｍレーザで照射されたフォトダイオードの反射 損失対周波数の特性図であシ、さらに照射された状態および照射されない状態を 示す。

第１０Ａ図は入力および出力信号を分離するためのサーキュレータを使用する反 射／吸収スイッチの概略ブロック図である。

第１０Ｂ図は２つのバイアス電圧に対する実際のスイッチ特性を示す分離／挿入 損失対周波数の特性図である。

第１１Ａ図および第１１Ｂ図は２つの異なった２ポ一ト伝送／反射スイッチング 方式を使用する光反応ダイオードの概略ブロック図である。

望ましい実施例の説明 本発明は、フォトダイオードのりアクタンスが照射に伴って変化するような機構 を導入している。以下この機構を“光反応効果″と呼ぶ。フォトリアクタンスは 装置の活性領域における光子の原子（イオン化されたもの）との衝突から生じる フォトダイオードの表面上のプラズマの形成によって起こる。第１図及び第２図 を参照すると、光反応ダイオード２０はオーム接続２２、非空乏領域２４、空乏 領域２６、プラズマ領域２８及びシｌットキ接続リング３０から構成されている 。プラズマ領域の厚さｔｐはフォトダイオード上に照射される光の増加に伴い増 加する。厚みｔｄの空乏領域は逆バイアスダイオード内に形成される。

フォトダイオードのキャパシタンスは次の簡単な平行板モデルによって近似する ことができる。

大だしＡはフォトダイオードの活性領域の面積である。

この式は、照射を増すことによってプラズマの厚みが増加するとフォトダイオー ドのキャパシタンスが上がることを示している。ショットキダイオードの逆バイ アス電圧の機能としての空乏層の厚みは次の式で与えられる。

ただしＮｄ　＝ドナー不純物密度、Ｖｂｌ＝ビルトイン電位、Ｖｄ　＝逆バイア ス電圧、Ｔ＝湿温度この式は、空乏層の厚みがバイアス電圧と共に増加すること を表している。

従って空乏層の厚みがｔｄ　−ｔｐが小さいようなプラズマの厚みよシわずかに 大きい場合に、最大光反応効果が電圧で起こる。

光子は、そのエネルギーがバンドギャップＰｇよシ大きいかあるいは同等であれ ば電子・ホール対を作る半導体材料に吸収される。すなわち、 孟ν＞Ｅｇ、ただしν＝ｅ／λ　（３）従って、照射の臨界波長があシ、波長が これ以上では光子は伝送され、これ以下では吸収される。すなわち。

その結果本発明を機能させるには、臨界波長よシも小さい波長において（λ〈λ Ｃ）照射することによって光子の吸収が行われなければならない。

吸収係数αは、半導体が光子を吸収する程度であり、勿論第３図に示されるよう に波長の関数である。

半導体の照射によって作られる電子・ホール対の分布は次の式によって与えられ る。

Ｎ（ｘ）　＝Ｎｏｅ　”　（５） ただしＮは表面キャリア密度である。従って半導体の表面からの深さの関数とし て導電°度θは次の式で与えられる。

θ（ｘ　）　＝　ｑＮ（ｘ）　（＋６十Ｍ）＝ｑＮｏ（ｐ、＋ｐ、）ｅ−αｘ＝ θ（Ｉ）・ｅ”　（６） ただし、θ。（Ｉ）は照射密度の関数である表面の導電度である。第４図には導 電度対深さが２つの異なる照射レベルに対して示されている。指数関数的な導電 度の分布は、第４図の破線によって示された導電度θ、と厚みｔ、の方形分布に よって近似させることができる。

効果的なプラズマの厚みは、θ、がおおよそ１０　ムオー／ｃｍかあるいはそれ よシ大きい場合の、はとんど金属の導電性の領域として限定される。式（６）よ り、効果的なプラズマの厚みは、 ｔ　＝α−１６ｎ〔θ。（Ｉ）／θ〕（７）ｐ 式（７）及び（２）を（１）に代入すると、バイアス電圧と照射の関数としてフ ォトダイオードキヤ・ンシタンスが近似的に表わされる。

式（８）はキャノ（シタンスが照射の増加及びバイアス電圧の減少に伴って増加 することを示している。キャパシタンスはｔｐがｔ、に近接すると非常に大きく なる。

ｔａ　＝ｔｄＯ時は式（１）及び（８）の分母がゼロになシキャ・母シタンスが 無限大となる。これはプラズマ領域が空乏領域に拡がるときに起こる。この場合 リアクタンスと同様にフォトダイオードの抵抗は大きく変化するだろう。

第１番目に、プラズマは電子と同じ数のホールを有していて電荷が中性であるた め、空乏層の幅はプラズマの存在には影響されない。プラズマ領域内でのキャリ アの平衡密度は電子及びホールが作られる速度、電子及びホールが流れて拡散す る速度およびその再結合時間によって決まる。

電子及びホールは分離し、空乏領域にある電界によって運ばれる。電子は外部の 光電流を作る空乏領域を越えて運ばれ、ホールは反対方向に移動して直接ショッ トキ接続で集められる。ドリフト領域を動く電子の空間電荷は電界を降下させる が、これは２次的効果であシ無視できると考えられる。

照射されない５０μｍの直径、ＧａＡｓ、ショットキフォトダイオードの周波数 の関数として、計測された反射係数（Ｓ２Ｚ）は第５Ａ因のスミスチャートで示 されている。ＳＡラメータデータは、Ｃｄを空乏層キャパシタンスとし、Ｒｄを 接触抵抗として、稀を結合ワイヤインダクタンスとする第５Ｂ図のモデルに適合 している。

フォトダイオードの活性領域を小型ＧａＡｌＡｓレーザダイオードからの２ｍＷ の光エネルギーで照射すると。

第６図に示されるように８　ＧＨｚでの反射係数がわずかに変換する。Ｓ１１に おける変化は純粋にリアクタンス性であり、８デルトバイアスでの照射で空乏層 キャパシタンスが０．５２　ｐＦから０．５９ｐＦに増加する。２デルトのバイ アスでキャパシタンスは１．４７ｐＦから１．８１ｐＦに増加する。２ぎルトバ イアスにおける接合キヤ・母シタンスの変化は８デルトバイアスにおける変化よ りも大きい（２３％対７６３％）。これは空乏層の幅が２？ルトバイアスにおい ては８ぎルト／々イアスにおいてよりもかなシ狭いためである。

８　ＧＨｚにおける非照射ダイオードのインピーダンスに５００オームを整合さ せる簡単なマイクロ波適合回路が構成され又製造されている。整合回路は第７ｍ 図に示されるように、直列のインダクタ及び４分の１波長インピーダンス変換器 から成る。直列のインダクタはフォトダイオードＣｄｕの非照射キャノ（シタン スと８　ＧＨｚで共振するように選択される。

Ｌｍはフォトダイオードインピーダンスのりアクチブ部を除去して実部のＲ６を 残す。Ｒ４は、Ｚｍ＝５０＊Ｒｄ＝１２オーム　（２）の場合標本４分の１波長 変換器を用いて５０オームに整合される。

誘電定数が高く薄い基板を用いることによって。

マイクロストリップ上にこのようにインピーダンスの低い変換器を構成すること ができ、好都合である。このため厚さ１０ミルのアルミニウムが選択される。マ イクロストリップ上には高インーーダンス送信ラインの短いセクションとして直 列整合インダクタが構成される。回路の形状は第７ｂ図に示されている。２素子 から成る別の適合回路もこのような応用に適している。

この整合回路は、同軸線路、導波管及びストリップラインのような別のマイクロ 波送信メディア上に構成されることもできる。

インピーダンス整合回路は、中心周波数（８ＧＨｚ）を中心とする狭い帯域でそ の入力のリターンロスが高くなるように構成される。リターンロスがピークとな る中心周波数は、フォトダイオードの逆バイアスを調節することによって変化さ せることができる。式（９）に示されるように、同調はバイアス電圧と共に空乏 層キャパシタンスの変動から起こる。第８Ａ図にはリターンロス対いくつかの逆 バイアス電圧に対する周波数が示されている。第８Ｂ図にはリターンロスのピー クがバイアス電圧の関数として生じる周波数が示されている。ダイオードがパン チスルーすると、周波数がよシ高いバイアス電圧でレベルがずれることに注目さ れたい。

ダイオードを照射することによって、また前記のように接合キャパシタンスを変 化させることができる。

第９図には又リターンロス対照射された（波長が０．８３３ｍのＧａＡｌＡｓを 用いて）フォトダイ万一ド及び８デルトバイアスで非照射のフォトダイオードに 対する周波数が示されている。共振周波数は非照射状態の０．５５ｐＦから照射 状態の０．５９　ｐＦのＣ８の変化に相当する３　００　ＭＨｚだけシフトする 。キャパシタンスの増加は上記のようにダイオードにおけるプラズマ領域の形成 に寄与する。

式（４）に示されているように、ＧａＡｌＡｓレーザ光学制御信号の波長（０， ８３３μｍ）はＧａＡｓフォトダイオードの臨界波長（０，９００μｍ）よシわ ずかに短いため、光子はフォトダイオードに吸収されてプラズマを形成する。

第９図では、８ＧＨｚにおけるリターンロスを、単に２ｍＷの光でフォトダイオ ードを照射することによって２５　ｄＢから３ｄＢに変化させることができるこ とを示している。光は光ファイバによってフォトダイオードの活性領域に導かれ る。

この回路はサーキュレータを入力に接続することによって有効なスイッチとする ことができる（第１０Ａ図参照）。回路を出るリターンロスが高いと、入射エネ ルギーが吸収されてスイッチは高絶縁状態となる。

リターンロスが低い場合は、入射エネルギーが反射して装置が低挿入損失状態と なる。２つの異なるバイアス電圧におけるスイッチの性能は第１０Ｂ図に示され ている。照射による周波数のシフトは式（８）で示されているように、逆バイア ス電圧が小さい方がずっと大きい。

本発明は帯域が狭い（５％）ことが特徴的となりでいるが、逆バイアス電圧を変 化させることによって動作の中心周波数は２５％の帯域幅にわたって電子的に同 調させることができる。本発明は蘭周波数において機能する光反応スイッチ／モ ジュレータを構成することを理論的に可能にするものでおるが、Ｘ帯域における 動作が強調されている。

この発明ではおおよそ１０ｐＳの程度で状態を切シ替えるが、これは導電プラズ マを形成する時間である。

ターンオフ時間は、プラズマが再結合し、拡散し、あるいは電界によって一掃さ れるのに必要な時間で決まる。このスイッチの利点は照射が停止した時にキャリ アの殆どが速やか九−掃されるように、プラズマが高電界領域で形成されること である。技術雑誌に記載されている光伝導によって動作する別のプラズマスイッ チはキャリアを一掃する電界がないバルク半導体中でプラズマを形成する。別の プラズマスイッチのターンオフ時間はキャリアの再結合時間によって決まる。

この発明では光学制御／ぐロスあるいは変調を起こすのに低ノ４ワーレーザを用 いることができる。レーザはスレスホールド装置であシ、バイアス電流があるし きい値を越えるとほとんど瞬時にレーザ光線が発光する。オルチルコーポレーシ ョンのレーザは本発明をピ゛コ秒速度でスイッチをオン／オフに切り替えるのに 用いることができる。このようなピコ秒の高速パルスの計測を行えるような試験 装置はない。そのかわり、レーザ制御信号をＸ帯域周波数でのサイン波で変調す ることによって装置のスイッチング速度を決めた。フォトダイオードは１０ｐＳ のオーダーのスイッチング速度を指示するＸ帯域光学制御信号に反応したが、こ れは従来のＰＩＮダイオードスイッチの１０００もの改良にあたる。

いくつかの実用面では、上記の１ポ一ト反射／吸収スイッチよシも光反応ダイオ ードを用いた２ポ一ト送信／反射スイッチが特に興味深−０２ポ一ト送信／反射 スイッチは入力信号と出力信号とを分離するのにサーキュレータを必要とせず、 よ＃）／４ワーの高いＲＦエネルギーを切シ替えるのに用いることができる。第 １１図に２？−トスパンチが概略的に示されている。

この２つの概略図ではフォトダイオードが照射される時に高いＱ共振回路を離調 させることによって機能するようになっている。共振回路は照射されないフォト ダイオードのキャパシタンスＣｄａとインダクタンスＬＲと］でよって形成され 、共振回路のインダクタンスＬＲは次式に従って選択される。

ただしωはスイッチの動作周波数である。いずれのスパンチもフォトダイオード が照射された時に周波数ω。

で入射マイクロ波信号を反射する。共振回路は照射された時離調するので信号が 伝送される。スイッチの構成と機能は基本的に上記と同じである。

本発明は０．８μｍの波長で照射するためのガリウムアーセナイド（ＧａＡｓ） 半導体に関して説明したが、他の半導体材料を用いることもできる。一般的に半 導体材料はある特別々波長の照射に適合するように選択される。適切な材料とし ては、０．８畑の照射にはシリコン（Ｓｔ）、砒化ゲルマニウムアーセナイド（ ＧｅＡｓ　）、砒化ガリウム（ＧｍＡｓ　）があシ、１．３μｍの照射には砒化 インジウムガリウム（Ｉｎ　ＧａＡｓ）及び砒化燐化インジウム（Ｉｎ　ＧａＡ ｓＰ　）があシ、１．５５　μｍの照射には砒化インジウムガリウム（ＩｎＧａ Ａｓ）がある。

以上の説明から、本発明は超高速で切シ替えるために光反応機構を導入したマイ クロ波スパンチ／モジェレータを提供するものであることが理解されるであろう 。本発明はマイクロ波ＲＦ及びｍｕ周波数を含む広い範囲の周波数に適用できる 。本発明は望ましい実施例によって説明したが、請求の範囲に示された発明の技 術的範囲から逸脱することなく変形変更が可能であることが理解されるであろう 。

周板数（ＧＨ２）

Claims (35)

【特許請求の範囲】
1. １．接合を限定する半導体材料と、 空乏領域及び非空乏領域を設定するために前記接合を逆バイアスする手段と、 前記半導体上の光照射を受ける活性領域と、前記活性領域に隣接するプラズマ領 域であって、その深さが前記活性領域が受ける光照射のエネルギーに関して可変 であるようなプラズマ領域とから構成された光学的に制御されるダイオードであ って、前記ダイオードのリアクタンスが前記プラズマ領域の深さに伴って可変で あり、それによって前記ダィオードに結合した電磁信号が前記リアクタンスに従 って制御されることを特徴とするダイオード。
2. ２．前記半導体材料には少なくとも１つのオーム接続が含まれている請求の範囲 第１項記載のダイオード。
3. ３．前記半導体材料には少なくとも１つのショッツキ接続が含まれている請求の 範囲第１項記載のダイオード。
4. ４．前記ダイオードを電磁信号パスに挿入する手段が備えられている請求の範囲 第１項記載のダイオード。
5. ５．前記半導体材料がシリコン、砒化ガリウム、砒化ゲルマニウム、砒化インジ ウムガリウム、砒化燐化インジウムガリウムから成るグループから選択される請 求の範囲第１項に記載のダイオード。
6. ６．ダイオード接合を限定する半導体材料と、空乏領域及び非空乏領域を設定す るために前記接合を逆バイアスする手段と、 前記半導体上の光照射を受けるための活性領域と、 前記活性領域に隣接するプラズマ領域であって、その深さが前記活性領域が受け る光照射のエネルギーに関して可変であるプラズマ領域と、 前記活性領域に向けられた制御可能な光照射源と、 前記ダイオードを電磁信号路中に挿入する手段とから構成され、 前記ダイオードのリアクタンスが前記プラズマ領域の深さに伴って可変であり、 それによって前記電磁信号が前記光照射源を制御することによって切り替えられ ることがてき、 前記ダイオードに結合され前記装置が照射されるときに選択的に離調させる共振 回路を具備することを特徴とするマイクロ波スイッチ。
7. ７．前記光照射源がレーザである請求の範囲第６項記載のスイッチ。
8. ８．前記共振回路が、前記ダイオードに結合してダイオードのリアクタンスを実 質的に否定して非照射状態で共振させるインピーダンス整合回路である請求の範 囲第６項記載のスイッチ。
9. ９．前記インピーダンス整合回路がフォトダイオードの抵抗を公称５０オームの システムインピーダンスに変換させる請求の範囲第８項記載のスイッチ。
10. １０．前記インピーダンス整合回路及び前記フォトダイオードが１ポートの反射 ／吸収スイッチを限定する請求の範囲第８項記載のスイッチ。
11. １１．前記ダイオードに分離入力及び出力ポートを与えるサーキュレータを備え た請求の範囲第６項記載のスイッチ。
12. １２．２ポート伝送／反射スイッチを限定するための前記フォトダイオードに結 合された共振インダクタンスを備えた請求の範囲第６項記載のスイッチ。
13. １３．前記半導体材料が少なくとも１つのオーム接続を含む請求の範囲第６項記 載のスイッチ。
14. １４．前記半導体材料が少なくとも１つのショッツキ接続を含む請求の範囲第６ 項記載のスイッチ。
15. １５．前記ダイオードを電磁信号路中に挿入する手段を備えた請求の範囲第６項 記載のスイッチ。
16. １６．バイアスＴ回路を通して前記スィッチに接続されたスイッチの作動周波数 を制御するための可変電圧源を備えた請求の範囲第６項記載のスイッチ。
17. １７．ダイオード接合を限定する半導体材料と、空乏領域及び非空乏領域を設定 するために前記接合を逆バイアスする手段と、 前記半導体上の光照射を受けるための活性領域と、 前記活性領域に隣接するプラズマ領域であって、その深さが前記活性領域が受け る光照射のエネルギーに関して可変であるようなプラズマ領域と、前記活性領域 に向けられた制御可能な光照射源と、 前記ダイオードを電磁信号路中に挿入する手段とから構成され、 前記ダイオードのリアクタンスが前記プラズマ領域の深さに伴って可変であり、 それによって前記電磁信号が前記光照射源を制御することによって変調されるこ とがてき、 前記ダイオードに結合され前記装置が照射されるときに選択的に離調させる共振 回路を具備していることを特徴とするマイクロ波モジュレータ。
18. １８．前記光照射源がレーザてある請求の範囲第１７項記載のモジュレータ。
19. １９．前記共振回路が、前記ダイオードに結合してダイオードのリアクタンスを 実質的に否定して非照射状態で共振させるインピーダンス整合回路てある請求の 範囲第１７項記載のモジュレータ。
20. ２０．前記インピーダンス整合回路がフォトダイオードの抵抗を公称５０オーム のシステムインピーダンスに変換させる請求の範囲第１９項記載のモジュレータ 。
21. ２１．前記インピーダンス整合回路及び前記フォトダイオードが１ポートの反射 ／吸収モジュレータを限定する請求の範囲第１９項記載のモジュレータ。
22. ２２．前記ダイオードに分離入力及び出力ポートを与えるサーキュレータを備え た請求の範囲第１７項記載のモジュレータ。
23. ２３．２ポート伝送／反射モジュレータを限定するために前記フォトダイオード に結合された共振インダクタンスを備えた請求の範囲第１７項記載のモジュレー タ。
24. ２４．前記半導体材料が少なくとも１つのオーム接続を含む請求の範囲第１７項 記載のモジュレータ。
25. ２５．前記半導体材料が少なくとも１つのショッツキ接続を含む請求の範囲第１ ７項記載のモジュレータ。
26. ２６．前記ダイオードを電磁信号路中に挿入する手段を備えた請求の範囲第１７ 項記載のモジュレータ。
27. ２７．バイアスＴ回路を通して前記モジュレータに接続されたモジュレータの作 動周波数を制御するための可変電圧源を備えた請求の範囲第１７項記載のモジュ レータ。
28. ２８．前記電磁波信号を光反応材料に送信し、前記光反応材料を照射し、 前記照射を変えることによって前記光反応材料のリアクタンスを変化させ、 前記光反応材料のリアクタンスが変わることによって前記電磁信号が変化される ことを特徴とする電磁信号を変化させる方法。
29. ２９．前記照射がレーザーによって与えられる請求の範囲第２８項記載の方法。
30. ３０．前記電磁信号の変化は電磁信号をオン−オフ間て切り替えることを含む請 求の範囲第２８項記載の方法。
31. ３１．前記電磁信号の変化は電磁信号の変調を含む請求の範囲第２８項記載の方 法。
32. ３２．電磁回路内で結合するように構成された材料と、材料上にあり、リアクタ ンスが前記光照射に伴って可変である光反応領域とを具備し、それによって前記 材料に結合された電磁信号が前記リアクタンスに従って制御されることを特徴と する光学的に制御される装置。
33. ３３．材料が半導体材料である請求の範囲第３２項記載の装置。
34. ３４．材料がさらにショッツキ接続を含む請求の範囲第３２項記載の装置。
35. ３５．光反応領域が材料内に延在している請求の範囲第３２項記載の装置。