JPH02129616A - 光変調装置と方法 - Google Patents
光変調装置と方法Info
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- JPH02129616A JPH02129616A JP1211540A JP21154089A JPH02129616A JP H02129616 A JPH02129616 A JP H02129616A JP 1211540 A JP1211540 A JP 1211540A JP 21154089 A JP21154089 A JP 21154089A JP H02129616 A JPH02129616 A JP H02129616A
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-
- G—PHYSICS
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- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
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】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は電子光学装置、より詳細に言えば光変調器に関
する。
する。
Ｂ、従来の技術
吸収帯のエツジ付近の制限された量子のシュタルク効果
（ｑｕａｎｔｕｍ ｃｏｎｆｉｎｅｄ ５ｔａｒｋ ｅ
ｆｆｅｃｔ ）に従って動作される量子井戸は、現在の
ところ、常温収態の半導体において測定される最大の光
学的非直線性を表わす。この特性は、例えば光変調器、
光検波器、光スィッチなどを含む種々の電子光学装置を
製造するのに関係がある量子井戸構造を作る。電子光学
的デバイスの一般的な記載は、ケムラ（Ｄ、Ｓ、Ｃｈｅ
ｍｌａ ）の「電子光学用の量子井戸」（Ｑｕａｎｔｕ
ｍ Ｗｅｌｌｓ Ｆｏｒ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ ）、現
在の物理（Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｔｏｄａｙ ） １９８５
年５月、５７頁乃至６４頁を参照されたい。制限された
量子のシュタルク効果に関する詳細な記載は、ミラー（
Ｄ、Ａ、Ｂ。
（ｑｕａｎｔｕｍ ｃｏｎｆｉｎｅｄ ５ｔａｒｋ ｅ
ｆｆｅｃｔ ）に従って動作される量子井戸は、現在の
ところ、常温収態の半導体において測定される最大の光
学的非直線性を表わす。この特性は、例えば光変調器、
光検波器、光スィッチなどを含む種々の電子光学装置を
製造するのに関係がある量子井戸構造を作る。電子光学
的デバイスの一般的な記載は、ケムラ（Ｄ、Ｓ、Ｃｈｅ
ｍｌａ ）の「電子光学用の量子井戸」（Ｑｕａｎｔｕ
ｍ Ｗｅｌｌｓ Ｆｏｒ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ ）、現
在の物理（Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｔｏｄａｙ ） １９８５
年５月、５７頁乃至６４頁を参照されたい。制限された
量子のシュタルク効果に関する詳細な記載は、ミラー（
Ｄ、Ａ、Ｂ。
Ｍｉｌｌｅｒ）等の「量子井戸構造のパシド・ギャップ
付近の光吸収の電界への依存性Ｊ （Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
Ｆｉｅｌｄ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ ｏｆ ０ｐｔｉｃ
ａｌ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｎｅａｒｔｈｅ Ｂａｎ
ｄ Ｇａｐ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ−ｗｅｌｌ ５ｔｒ
ｕｃｔｕｒｅｓ ） 、フィジカル・レビュー（Ｐｈｙ
ｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ ）、第３２巻第２号、１９
８５年６月１５日、１０４３頁乃至１０６０頁を参照さ
れたい。
付近の光吸収の電界への依存性Ｊ （Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
Ｆｉｅｌｄ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ ｏｆ ０ｐｔｉｃ
ａｌ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｎｅａｒｔｈｅ Ｂａｎ
ｄ Ｇａｐ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ−ｗｅｌｌ ５ｔｒ
ｕｃｔｕｒｅｓ ） 、フィジカル・レビュー（Ｐｈｙ
ｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ ）、第３２巻第２号、１９
８５年６月１５日、１０４３頁乃至１０６０頁を参照さ
れたい。
長波長の光を変調するために、量子井戸デバイスを使用
するための文献は、ワキタ（Ｋ、Ｗａｋｉｔａ ）等の
「複数の量子井戸における長波長の光変調」（Ｌｏｎｇ
−Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ０ｐｔｉｃａｌ Ｍｏｄｕｌ
ａｔｉｏｎ ｉｎＭｕｌｔｉｐｌｅ Ｑｕａｎｔｕｍ
Ｗｅｌｌｓ ）、表面科学（５ｕｒｆａｃｅＳｃｉｅｎ
ｃｅ ）、１７４号（１９８６年）、２３３頁乃至２３
７頁を参照されたい。
するための文献は、ワキタ（Ｋ、Ｗａｋｉｔａ ）等の
「複数の量子井戸における長波長の光変調」（Ｌｏｎｇ
−Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ０ｐｔｉｃａｌ Ｍｏｄｕｌ
ａｔｉｏｎ ｉｎＭｕｌｔｉｐｌｅ Ｑｕａｎｔｕｍ
Ｗｅｌｌｓ ）、表面科学（５ｕｒｆａｃｅＳｃｉｅｎ
ｃｅ ）、１７４号（１９８６年）、２３３頁乃至２３
７頁を参照されたい。
電子光学的量子井戸デバイスは、従来から２つのモード
で使用されている。第１のモードは、入射光線が、多層
のへテロ構造の面に対してほぼ平行に差し向けられる、
「エツジ・オン（ｅｄｇｅ−ｏｎ ） Ｊモードである
。このような量子井戸デバイスに関する記載は、ワイナ
ー（Ｊ、Ｓ、Ｗｅｆｎｅｒ ）等のｒＧａＡｓ／ＡｌＧ
ａＡｓの量子井戸の導波管中の強い偏光感知性の電子的
吸収Ｊ （Ｓｔｒｏｒ＋ｇＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−
Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｅｌｅｃｔｒｏａｂｓｏｒｐｔｉ
ｏｎ ｉｎ ＧａＡｓ／ＡＩＧａＡｓＱｕａｎｔｕｍ
Ｗｅｌｌ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ）、応用物理レター（
Ａｐｐｌ ｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ ）
第４７巻第１１号、１９８５年１２月、１１４８頁乃至
１１５０頁を参照されたい。第２のモードは、入射光線
がペテロ構造の面に対してほぼ垂直に差し向けられるも
のである。
で使用されている。第１のモードは、入射光線が、多層
のへテロ構造の面に対してほぼ平行に差し向けられる、
「エツジ・オン（ｅｄｇｅ−ｏｎ ） Ｊモードである
。このような量子井戸デバイスに関する記載は、ワイナ
ー（Ｊ、Ｓ、Ｗｅｆｎｅｒ ）等のｒＧａＡｓ／ＡｌＧ
ａＡｓの量子井戸の導波管中の強い偏光感知性の電子的
吸収Ｊ （Ｓｔｒｏｒ＋ｇＰｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−
Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｅｌｅｃｔｒｏａｂｓｏｒｐｔｉ
ｏｎ ｉｎ ＧａＡｓ／ＡＩＧａＡｓＱｕａｎｔｕｍ
Ｗｅｌｌ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ）、応用物理レター（
Ａｐｐｌ ｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ ）
第４７巻第１１号、１９８５年１２月、１１４８頁乃至
１１５０頁を参照されたい。第２のモードは、入射光線
がペテロ構造の面に対してほぼ垂直に差し向けられるも
のである。
米国特許第４５２５６８７号は、エツジ・オンで動作さ
れるデバイスと、垂直な入射光線で動作するデバイスと
を含む量子井戸デバイスを記載している。更に、この米
国特許は、デバイスの面に対して平行な電界と、垂直な
電界の両方で動作するデバイスを開示している。この特
許は光吸収変調器、光位相変調器、電気的に同調された
ファプリー／ベロー空洞、偏光変調器及び光スィッチを
開示している。
れるデバイスと、垂直な入射光線で動作するデバイスと
を含む量子井戸デバイスを記載している。更に、この米
国特許は、デバイスの面に対して平行な電界と、垂直な
電界の両方で動作するデバイスを開示している。この特
許は光吸収変調器、光位相変調器、電気的に同調された
ファプリー／ベロー空洞、偏光変調器及び光スィッチを
開示している。
米圓特許第４６２０２１４号は、Ｇ ａ Ａ ｓ及びＧ
ａ １−ＸＡ ｌｘＡ ｓが交互に積層された複数の層
を含むデバイスを開示している。この米国特許は、光線
がペテロ構造のエツジに入射するように差し向けられた
「エツジ・オン」検波器が示されている。
ａ １−ＸＡ ｌｘＡ ｓが交互に積層された複数の層
を含むデバイスを開示している。この米国特許は、光線
がペテロ構造のエツジに入射するように差し向けられた
「エツジ・オン」検波器が示されている。
公開欧州特許出願ＥＰＡ第２４９６４５号は、ＧａＡｓ
基体上に形成され、光吸収体として作用する量子井戸構
造と、Ｇ ａ Ａ ｓ基体上に形成され、且つ埋め込ま
れた反射器として作用する超格子（５ｕｐｅｒｌａｔｔ
ｉｃｅ ）とを含む電子光学的電圧制御変調器を開示し
ている。光ビームは、埋め込まれた反射器から量子井戸
構造を通って反射されるように、ペテロの層デバイスに
対して垂直に投射される。制御電圧は、光吸収体によっ
て行われる吸収の程度を決め、反射光線を変調するため
に、デバイスに跨がって印加されている。
基体上に形成され、光吸収体として作用する量子井戸構
造と、Ｇ ａ Ａ ｓ基体上に形成され、且つ埋め込ま
れた反射器として作用する超格子（５ｕｐｅｒｌａｔｔ
ｉｃｅ ）とを含む電子光学的電圧制御変調器を開示し
ている。光ビームは、埋め込まれた反射器から量子井戸
構造を通って反射されるように、ペテロの層デバイスに
対して垂直に投射される。制御電圧は、光吸収体によっ
て行われる吸収の程度を決め、反射光線を変調するため
に、デバイスに跨がって印加されている。
米国特許第４２１８１４３号は、入射光線の波長を測定
するのに使用される複数の層で不整合の格子構造を持つ
半導体デバイスを開示している。
するのに使用される複数の層で不整合の格子構造を持つ
半導体デバイスを開示している。
この装置は、ＧａＡｓ１−８ＳｂＸ（７）複数の層を持
つ構造を含んでいる。入射単色光線はショットキ・バリ
ヤ接点の半導体デバイスを通って反射される。変調され
た電界が、入射光線の変調を行うように印加され、これ
により、格子構造におけるエネルギ・ギャップにおいて
吸収光を検波する。この特許において、入射光線は複数
の層構造に対してほぼ垂直に差し向けられている。
つ構造を含んでいる。入射単色光線はショットキ・バリ
ヤ接点の半導体デバイスを通って反射される。変調され
た電界が、入射光線の変調を行うように印加され、これ
により、格子構造におけるエネルギ・ギャップにおいて
吸収光を検波する。この特許において、入射光線は複数
の層構造に対してほぼ垂直に差し向けられている。
１９６６年４月の１８Ｍテクニカル・ディスクロージャ
・ブレティン第８巻第１１号、１５５７頁乃至１５５９
頁の「電子写真の光増幅器」（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｔ
ｏｇｒａｐｈｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ
）は、光導電体材料と、シュタルク変調用材料の積層体
とを含む複数の層構造を含む光増幅器が示されている。
・ブレティン第８巻第１１号、１５５７頁乃至１５５９
頁の「電子写真の光増幅器」（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｔ
ｏｇｒａｐｈｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ
）は、光導電体材料と、シュタルク変調用材料の積層体
とを含む複数の層構造を含む光増幅器が示されている。
アルカワ（Ｙ、 Ａｒｋａｗａ）等の「内部空洞のモノ
リシック損失変調器を持つＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓの複
数の量子井戸のレーザにおける活動Ｑスイッチング」（
Ａｃｔｉｖｅ Ｑ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｉｎ ａ Ｇ
ａＡｓ／ＡＩＧａＡｓＭｕｌｔｉｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅ
ｌｌ Ｌａ５ｅｒ ｗｉｔｈ ａｎ Ｉｎｔｒａｅａｖ
ｉｔｙＭｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｌｏｓｓ Ｍｏｄｕｌａ
ｔｏｒ ） 、応用物理レター（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ ） ｌ ９８６年３月３日
、第４８巻第９号、５６１頁乃至５６３頁は、制限され
た量子のシュタルク効果を示す変調器部分を含む複数の
量子レーザを示している。
リシック損失変調器を持つＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓの複
数の量子井戸のレーザにおける活動Ｑスイッチング」（
Ａｃｔｉｖｅ Ｑ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｉｎ ａ Ｇ
ａＡｓ／ＡＩＧａＡｓＭｕｌｔｉｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅ
ｌｌ Ｌａ５ｅｒ ｗｉｔｈ ａｎ Ｉｎｔｒａｅａｖ
ｉｔｙＭｏｎｏｌｉｔｈｉｃ Ｌｏｓｓ Ｍｏｄｕｌａ
ｔｏｒ ） 、応用物理レター（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒ ） ｌ ９８６年３月３日
、第４８巻第９号、５６１頁乃至５６３頁は、制限され
た量子のシュタルク効果を示す変調器部分を含む複数の
量子レーザを示している。
上述したタイプのへテロ構造の複数の量子井戸を使用し
たデバイスが、入射光線に使用された時、幾つかの問題
がある。これをより詳細に言えば、垂直（または水平）
の入射光線に対して設計されたタイプのデバイスは、入
射光線の吸収を大きくするために、多数の量子井戸を必
要とすることである。このことは、上述の公開欧州特許
出願に示されたデバイスが、入射光線がデバイスを一度
通過し、更に反射光線がもう一度通過するデバイスのよ
うに、吸収層を２度通過する反射式のデバイスでさえも
当て嵌まることである。
たデバイスが、入射光線に使用された時、幾つかの問題
がある。これをより詳細に言えば、垂直（または水平）
の入射光線に対して設計されたタイプのデバイスは、入
射光線の吸収を大きくするために、多数の量子井戸を必
要とすることである。このことは、上述の公開欧州特許
出願に示されたデバイスが、入射光線がデバイスを一度
通過し、更に反射光線がもう一度通過するデバイスのよ
うに、吸収層を２度通過する反射式のデバイスでさえも
当て嵌まることである。
従って、そのようなデバイスにおいては、ヘテロ構造を
、可成りの厚さに成長させる必要があること、即ち、ヘ
テロ構造に多くの量子井戸を構成することが必要である
。結果としての厚いデバイスは、シュタルク・シフトを
発生させるために、大きな電界を必要とし、そのため、
デバイスをバイアスするために、高い電圧が必要である
。
、可成りの厚さに成長させる必要があること、即ち、ヘ
テロ構造に多くの量子井戸を構成することが必要である
。結果としての厚いデバイスは、シュタルク・シフトを
発生させるために、大きな電界を必要とし、そのため、
デバイスをバイアスするために、高い電圧が必要である
。
平行入射光線を変調するように設計されたデバイス、即
ちエツジ・オンのデバイスにおいて、通常、光線の波長
は量子井戸の厚さよりも道かに大きな長さの波長である
。従って、厚さの大きなヘテロ構造を成長することを必
要とするか、または、薄いヘテロ構造中に入射光線を結
合するために、大きな努力を払うことになる。そのよう
な努力は、例えば、ヘテロ構造の表面に光学的導波管を
形成することを含む。
ちエツジ・オンのデバイスにおいて、通常、光線の波長
は量子井戸の厚さよりも道かに大きな長さの波長である
。従って、厚さの大きなヘテロ構造を成長することを必
要とするか、または、薄いヘテロ構造中に入射光線を結
合するために、大きな努力を払うことになる。そのよう
な努力は、例えば、ヘテロ構造の表面に光学的導波管を
形成することを含む。
正の誘電率から負の誘電率への不連続性を持つ半導体の
境界において、表面ポラリトンに転換することによって
、部分的な磁界を設定することが出来ることが従来から
知られている。このプロセスは、部分的に高いエネルギ
密度を持つ領域中の境界に光源の投射を集中するのに使
用することが出来る。この現象については、ミルズ（Ｄ
、Ｌ、Ｍｉｌｌｓ ）等の「媒体の電磁モードＪ （Ｔ
ｈｅ ＥｌｅｃｒｏｍａｇｎｅｔｉｅＭｏｄｅｓ ｏｆ
Ｍｅｄｉａ ）と題するＲｅｐ、Ｐｒｏｇ、Ｐｈｙｓ
、３７．８１７（１９７４年）の文献を参照されたい。
境界において、表面ポラリトンに転換することによって
、部分的な磁界を設定することが出来ることが従来から
知られている。このプロセスは、部分的に高いエネルギ
密度を持つ領域中の境界に光源の投射を集中するのに使
用することが出来る。この現象については、ミルズ（Ｄ
、Ｌ、Ｍｉｌｌｓ ）等の「媒体の電磁モードＪ （Ｔ
ｈｅ ＥｌｅｃｒｏｍａｇｎｅｔｉｅＭｏｄｅｓ ｏｆ
Ｍｅｄｉａ ）と題するＲｅｐ、Ｐｒｏｇ、Ｐｈｙｓ
、３７．８１７（１９７４年）の文献を参照されたい。
同様な系統の文献として、レークス（Ｂ、Ｌａｋｓ ）
等の「小さな凹凸のあるトンネル接合からのホトン・エ
ミッションＪ （Ｐｈｏｔｏｎ ＥｍｉｓｓｉｏｎＦｒ
ｏｍ Ｓｌｉｇｈｔｌｙ Ｒｏｕｇｈｅｎｅｄ Ｔｕｎ
ｎｅｌ Ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ ） 、フィジカル・レビ
ュー（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ ） １９７９
年１２月、第２０巻第１２号、４９６２頁乃至４９８０
頁を参照されたい、格子を使用して、同様な現象を記載
した文献として、カートレイ（Ｋｉｒｔｌｅｙ ）等の
「トンネル接合からの光エミッションでエンハンスされ
た屈折型格子」 （Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ−Ｇｒａｔｉｎｇ−Ｅｎｈａ
ｎｃｅｄ Ｌｉｇｈｔ ＥｍｉｓｓｉｏｎＦｒｏｍ Ｔ
ｕｎｎｅｌ Ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ ）、応用物理レター
１９８０年９月、第３７巻第５号、４３５頁乃至４３
７頁を参照されたい。
等の「小さな凹凸のあるトンネル接合からのホトン・エ
ミッションＪ （Ｐｈｏｔｏｎ ＥｍｉｓｓｉｏｎＦｒ
ｏｍ Ｓｌｉｇｈｔｌｙ Ｒｏｕｇｈｅｎｅｄ Ｔｕｎ
ｎｅｌ Ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ ） 、フィジカル・レビ
ュー（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ ） １９７９
年１２月、第２０巻第１２号、４９６２頁乃至４９８０
頁を参照されたい、格子を使用して、同様な現象を記載
した文献として、カートレイ（Ｋｉｒｔｌｅｙ ）等の
「トンネル接合からの光エミッションでエンハンスされ
た屈折型格子」 （Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ−Ｇｒａｔｉｎｇ−Ｅｎｈａ
ｎｃｅｄ Ｌｉｇｈｔ ＥｍｉｓｓｉｏｎＦｒｏｍ Ｔ
ｕｎｎｅｌ Ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ ）、応用物理レター
１９８０年９月、第３７巻第５号、４３５頁乃至４３
７頁を参照されたい。
米国特許第４０２５９３９号は、狭いバンド・ギャップ
領域を含んだレーザ活動領域を持つ量子井戸を用いた半
導体レーザ・デバイスを開示している。この特許におい
て、光を反射させて、レーザの周波数を制御するために
、周期的に凹凸を付された面が、光学的な制限領域の境
界に設けられている。この特許に示された凹凸面は必要
な誘電率の不連続性を与えていないので、表面ポラリト
ンは放出されない。
領域を含んだレーザ活動領域を持つ量子井戸を用いた半
導体レーザ・デバイスを開示している。この特許におい
て、光を反射させて、レーザの周波数を制御するために
、周期的に凹凸を付された面が、光学的な制限領域の境
界に設けられている。この特許に示された凹凸面は必要
な誘電率の不連続性を与えていないので、表面ポラリト
ンは放出されない。
Ｃ０発明が解決しようとする問題点
本発明の目的は、光エネルギを変調するための新規な方
法及び装置を提供することにある。
法及び装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、薄い電子光学的構造を使用して垂
直に入射する光線の照度を大きく変化させる方法及び装
置を提供することにある。
直に入射する光線の照度を大きく変化させる方法及び装
置を提供することにある。
本発明の他の目的は、従来の装置に比べて、高い電圧と
か、または複雑な入射光線結合を必要としない方法及び
装置を提供することにある。
か、または複雑な入射光線結合を必要としない方法及び
装置を提供することにある。
Ｄ４問題点を解決するための手段
本発明に従って、半導体基体に入射する光線を変調する
方法は、半導体基体の境界面において、面プラズモン・
ポラリトン・モード（ｓｕｒｆａｃｅｐｌａｓｍｏｎ
ｐｌａｒｉｔｏｎ ｍｏｄｅ ）に入射光線を結合する
ステップと、面プラズモン・ポラリトン・モードからの
入射光線を減結合するように、半導体による大射光線の
吸収を選択的に変化させるステップとで構成されている
。
方法は、半導体基体の境界面において、面プラズモン・
ポラリトン・モード（ｓｕｒｆａｃｅｐｌａｓｍｏｎ
ｐｌａｒｉｔｏｎ ｍｏｄｅ ）に入射光線を結合する
ステップと、面プラズモン・ポラリトン・モードからの
入射光線を減結合するように、半導体による大射光線の
吸収を選択的に変化させるステップとで構成されている
。
本発明の実施例において、入射光線の吸収を変化させる
ステップは、半導体基体の中の制限された量子の光学的
吸収領域を設定するステップと、制限された量子の光学
的吸収領域のシュタルク・シフトを発生するステップと
を含んでいる。
ステップは、半導体基体の中の制限された量子の光学的
吸収領域を設定するステップと、制限された量子の光学
的吸収領域のシュタルク・シフトを発生するステップと
を含んでいる。
本発明に従った半導体基体に投射する光線を変調する装
置は、半導体基体の境界面において、面プラズモン・ポ
ラリトン・モードに入射光線を結合する手段と、面プラ
ズモン・ポラリトン・モードからの入射光線を減結合す
るように、半導体によって入射光線の吸収を選択的に変
化させる手段とを含んでいる。
置は、半導体基体の境界面において、面プラズモン・ポ
ラリトン・モードに入射光線を結合する手段と、面プラ
ズモン・ポラリトン・モードからの入射光線を減結合す
るように、半導体によって入射光線の吸収を選択的に変
化させる手段とを含んでいる。
本発明の実施例において、入射光線の吸収を変化させる
手段は、半導体基体の中の制限された量子の光学的吸収
領域を設定する手段と、制限された量子の光学的吸収領
域のシュタルク・シフトを発生する手段とを含んでいる
。
手段は、半導体基体の中の制限された量子の光学的吸収
領域を設定する手段と、制限された量子の光学的吸収領
域のシュタルク・シフトを発生する手段とを含んでいる
。
Ｅ、実施例
第１図を参照すると、Ｎ＋でドープされたＧａＡｓの基
体１２を含む本発明に従って作られた光変調器１０が示
されている。基体１２の主面１３上に、Ａ Ｉ ｘＧ
ａ １− 、 Ａ ｓのエピタキシャル層１６と、Ｇａ
Ａｓのエピタキシャル層１８と、ＡｌＸＧａ１−ＸＡＳ
のエピタキシャル層２０とを含む制限された量子の光学
的吸収領域のへテロ層１４がある。層２０は格子面２１
を与えるための多くの公知の技術の１つを使用して作ら
れ、第１図では、周期性がＡで、振幅がＨの正弦波形で
構成された格子面を持つ実施例が示されている。
体１２を含む本発明に従って作られた光変調器１０が示
されている。基体１２の主面１３上に、Ａ Ｉ ｘＧ
ａ １− 、 Ａ ｓのエピタキシャル層１６と、Ｇａ
Ａｓのエピタキシャル層１８と、ＡｌＸＧａ１−ＸＡＳ
のエピタキシャル層２０とを含む制限された量子の光学
的吸収領域のへテロ層１４がある。層２０は格子面２１
を与えるための多くの公知の技術の１つを使用して作ら
れ、第１図では、周期性がＡで、振幅がＨの正弦波形で
構成された格子面を持つ実施例が示されている。
量子井戸構造゛１４は、以下に説明されるバンド・ギャ
ップ特性を示すように、選択的ドーピングを使用するこ
との出来る任意の半導体材料の積層構造を持っているこ
とは注意を払う必要がある。これらの層に用いられる適
当な材料は、例えばＩＩ −■族、またはＩＩＩ −Ｖ
ｌ族の半導体材料である。基体１２は光変調器デバイス
１０の動作周波数を広げるために、ＡｌＸＧａ１−ＸＡ
Ｓｌまたは蝕刻された開口を含ませることが出来る。更
に、層２０の格子面２１には、例えば三角形の格子を含
む任意の他の格子構造にすることが出来る。
ップ特性を示すように、選択的ドーピングを使用するこ
との出来る任意の半導体材料の積層構造を持っているこ
とは注意を払う必要がある。これらの層に用いられる適
当な材料は、例えばＩＩ −■族、またはＩＩＩ −Ｖ
ｌ族の半導体材料である。基体１２は光変調器デバイス
１０の動作周波数を広げるために、ＡｌＸＧａ１−ＸＡ
Ｓｌまたは蝕刻された開口を含ませることが出来る。更
に、層２０の格子面２１には、例えば三角形の格子を含
む任意の他の格子構造にすることが出来る。
例えば、光の低損失材料である、銀、銅または金のよう
な反射性で、非誘電体材料の被覆２２が層２０の格子面
２１の上に形成される。第１図に示された実施例におい
て、層２２は銀で作られている。例えばＭ ｇ Ｆ ２
を含む無反射性の被覆２４が、主面１３の対向する基板
の主面２６の上に形成されている。電池、即ち電源２７
及びスイッチ２９のような手段が、量子井戸構造１４の
中の層１６．１８．２０の面に対して垂直な電界を選択
的に設定するために、基体１２と被覆２２との間に接続
されている。単色の光線２８が、デバイスの主面に垂直
な線に対して角度θで光変調器１０に入射される。単色
の光ビーム２８は、以下に詳細に説明されるように、量
子井戸構造１４のバンド・ギャップよりも小さなエネル
ギを持つように選択されている。
な反射性で、非誘電体材料の被覆２２が層２０の格子面
２１の上に形成される。第１図に示された実施例におい
て、層２２は銀で作られている。例えばＭ ｇ Ｆ ２
を含む無反射性の被覆２４が、主面１３の対向する基板
の主面２６の上に形成されている。電池、即ち電源２７
及びスイッチ２９のような手段が、量子井戸構造１４の
中の層１６．１８．２０の面に対して垂直な電界を選択
的に設定するために、基体１２と被覆２２との間に接続
されている。単色の光線２８が、デバイスの主面に垂直
な線に対して角度θで光変調器１０に入射される。単色
の光ビーム２８は、以下に詳細に説明されるように、量
子井戸構造１４のバンド・ギャップよりも小さなエネル
ギを持つように選択されている。
第２図を参照すると、エネルギの大きさを示す縦軸と、
光変調器の面２４の垂直線に沿って測った距離Ｘを表わ
す横軸を含むグラフ３０が示されている。量子井戸構造
１４は、第２図のグラフ３０において夫々プロット３２
．３４によって示されているように、この分野で公知の
価電子帯及び導電帯の特性、即ちバンド・ギャップ特性
を有している。また、この分野で公知のように、層１６
．１８及び２０の厚さと、層１６及び２０の「Ｘ」の値
は、量子「井戸」内の制限された量子のレベル闇の所望
の光学的遷移エネルギＥを与えるように選択される。層
２０及び２２の間の境界面に現われるバンドの曲りによ
って、小さな規模の個有な電界が量子井戸構造１４中に
作られる。この電界は、以下に説明されるように、電圧
源２７及びスイッチ２９を使用することによって設定さ
れる電界に対して非常に小さい。
光変調器の面２４の垂直線に沿って測った距離Ｘを表わ
す横軸を含むグラフ３０が示されている。量子井戸構造
１４は、第２図のグラフ３０において夫々プロット３２
．３４によって示されているように、この分野で公知の
価電子帯及び導電帯の特性、即ちバンド・ギャップ特性
を有している。また、この分野で公知のように、層１６
．１８及び２０の厚さと、層１６及び２０の「Ｘ」の値
は、量子「井戸」内の制限された量子のレベル闇の所望
の光学的遷移エネルギＥを与えるように選択される。層
２０及び２２の間の境界面に現われるバンドの曲りによ
って、小さな規模の個有な電界が量子井戸構造１４中に
作られる。この電界は、以下に説明されるように、電圧
源２７及びスイッチ２９を使用することによって設定さ
れる電界に対して非常に小さい。
本発明に従って、量子井戸構造１４及び格子面２１の特
性は、単色の光ビーム２８が量子井戸の吸収波長におけ
る格子の境界の面プラズモン・ポラリトン・モードに結
合されるように選択される。
性は、単色の光ビーム２８が量子井戸の吸収波長におけ
る格子の境界の面プラズモン・ポラリトン・モードに結
合されるように選択される。
これは、格子面２１によって、位相整合入射光ビーム２
８と、量子井戸１４の吸収波長における表面ブラスモン
とを位相結合させることによって達成される。物理学で
知られている原理に従って、この位相整合は次の数式（
１）に従って達成される。
８と、量子井戸１４の吸収波長における表面ブラスモン
とを位相結合させることによって達成される。物理学で
知られている原理に従って、この位相整合は次の数式（
１）に従って達成される。
（ｎω／ｃ）ｓｉｎθ＝ｋ ±（２ｒｃ ｎ ／ Ａ
）ｐ 上式において、ｎω／Ｃは単色光ビーム２８の光波番号
であり、 ｋ は放出された表面ブラスモンの光波番号でｐ あり、 Ａは格子面２１の周期性であり、 ｎは整数であり、 θは光変調器１０の垂直線に対する光ビームの入射角で
ある。
）ｐ 上式において、ｎω／Ｃは単色光ビーム２８の光波番号
であり、 ｋ は放出された表面ブラスモンの光波番号でｐ あり、 Ａは格子面２１の周期性であり、 ｎは整数であり、 θは光変調器１０の垂直線に対する光ビームの入射角で
ある。
第３図を参照すると、被覆２２を持つ層２０の格子面２
１における面プラズモン・ポラリトン・モードに対する
光ビームの位相整合のための一次の（即ち、ｎ＝１）ｕ
態を表わすグラフ３８が示されている。グラフ３８の縦
軸は、電子ボルト単位でエネルギＥを表わしており、他
方、横軸は光波番号を表わしている。プロット４０は、
垂直線に平行な光ビーム２８の光波ベクトルと、格子周
期性２π／Ａとを加算した値（即ち、（ｎω／ｃ）ｓｉ
ｎθ＋２π／Ａ）を表わしている。プロット４２は格子
面２１と被覆２２の境界面における表面ブラスモンの理
論的な光波ベクトル（即ちｋｓｐ＞ｅ表わしている。
１における面プラズモン・ポラリトン・モードに対する
光ビームの位相整合のための一次の（即ち、ｎ＝１）ｕ
態を表わすグラフ３８が示されている。グラフ３８の縦
軸は、電子ボルト単位でエネルギＥを表わしており、他
方、横軸は光波番号を表わしている。プロット４０は、
垂直線に平行な光ビーム２８の光波ベクトルと、格子周
期性２π／Ａとを加算した値（即ち、（ｎω／ｃ）ｓｉ
ｎθ＋２π／Ａ）を表わしている。プロット４２は格子
面２１と被覆２２の境界面における表面ブラスモンの理
論的な光波ベクトル（即ちｋｓｐ＞ｅ表わしている。
本発明の実施例を説明する目的で、層１６．１８及び２
０の電界を設定する厚さ及びｒＸＪの値は、１，４電子
ボルト（ｅＶ）の最小限の光学的遷移エネルギＥを与え
るように選ばれているものとする。従って、単色光ビー
ム２８は１．４電子ボルト、または８３００オングスト
ロームの波長を持つように選択されている。光ビーム２
８のエネルギ・レベルが選択された後、数式（１）が、
格子面２１の周期性と、入射光ビームの入射角θとを選
択するのに使用される０図示の実施例において、角度θ
はＯ″に選択される。格子面２１は２００ナノメートル
の周期性を持つように選択されている。格子面の振幅Ｈ
は、５ナノメートルの長さ、即ち表面ブラスモンに対し
て良好な結合を与えるのに十分な長さであり、且つ表面
ブラスモンを減衰する長さではない寸法に選ばれている
。
０の電界を設定する厚さ及びｒＸＪの値は、１，４電子
ボルト（ｅＶ）の最小限の光学的遷移エネルギＥを与え
るように選ばれているものとする。従って、単色光ビー
ム２８は１．４電子ボルト、または８３００オングスト
ロームの波長を持つように選択されている。光ビーム２
８のエネルギ・レベルが選択された後、数式（１）が、
格子面２１の周期性と、入射光ビームの入射角θとを選
択するのに使用される０図示の実施例において、角度θ
はＯ″に選択される。格子面２１は２００ナノメートル
の周期性を持つように選択されている。格子面の振幅Ｈ
は、５ナノメートルの長さ、即ち表面ブラスモンに対し
て良好な結合を与えるのに十分な長さであり、且つ表面
ブラスモンを減衰する長さではない寸法に選ばれている
。
第２図に戻って説明を続けると、光ビーム２８、量子井
戸構造１４及び格子面２１の変数が上述したような値に
選択された時、光ビームは面プラズモン・ポラリトン・
モードに結合するように位相整合されて、金属層２２に
隣接した領域にフォトン・フィールドを励起する。格子
面２１の境界から延びているフォトン・フィールドの衰
退の長さは、層２０の中に５００ナノメートル、そして
層２２の中に２００ナノメートルであると計算されてい
る。第１図の参照数字１４で示された単一の量子井戸構
造は、５００ナノメートルの深さの井戸の厚さで製造す
ることが出来るから、この構造は第２図の４４で示した
ように、励起されたフォトン・フィールドの範囲内に設
けることが出来る。
戸構造１４及び格子面２１の変数が上述したような値に
選択された時、光ビームは面プラズモン・ポラリトン・
モードに結合するように位相整合されて、金属層２２に
隣接した領域にフォトン・フィールドを励起する。格子
面２１の境界から延びているフォトン・フィールドの衰
退の長さは、層２０の中に５００ナノメートル、そして
層２２の中に２００ナノメートルであると計算されてい
る。第１図の参照数字１４で示された単一の量子井戸構
造は、５００ナノメートルの深さの井戸の厚さで製造す
ることが出来るから、この構造は第２図の４４で示した
ように、励起されたフォトン・フィールドの範囲内に設
けることが出来る。
第４図を参照すると、量子井戸構造１４の透過率Ｔｔｒ
：縦軸に、そしてエネルギＥを横軸に取ったグラフ４６
が示されている。光ビーム２８の１゜４電子ボルトのエ
ネルギが破線で示されている。
：縦軸に、そしてエネルギＥを横軸に取ったグラフ４６
が示されている。光ビーム２８の１゜４電子ボルトのエ
ネルギが破線で示されている。
第１のプロット４８は外部電圧が印加されていない時に
おける量子井戸構造１４の透過率を示している。上述し
たような量子井戸構造の特性において、構造１４は急峻
で、狭い吸収範囲を持っており、選択された１、４電子
ボルトのエネルギ・レベルにおいて最小の透過率を生じ
る。然しながら、電池２７とスイッチ２９によって量子
井戸構造１４に跨がって電圧が印加された時、１．４電
子ボルトから離れた吸収エネルギ・レベルにシフトする
ように、シュタルク・シフトが作用する。このシュタル
ク・シフトは、第４図のプロット５０の破線で示されて
いる。従って、量子井戸構造１４は、同じ１．４電子ボ
ルトのエネルギ・レベルにおいて実質的に高い透過率を
呈する。第４図のグラフ４６は、量子井戸構造１４の透
過率の実測値とか、計算値を示すために意図したもので
はなく、単に、上述した光変調器１０中で生じるシュタ
ルク・シフトの概念を示すためのものであることは注意
を要する。第１図に示したタイプの単一の量子井戸構造
１４の実際の作用は、非常に小さい。
おける量子井戸構造１４の透過率を示している。上述し
たような量子井戸構造の特性において、構造１４は急峻
で、狭い吸収範囲を持っており、選択された１、４電子
ボルトのエネルギ・レベルにおいて最小の透過率を生じ
る。然しながら、電池２７とスイッチ２９によって量子
井戸構造１４に跨がって電圧が印加された時、１．４電
子ボルトから離れた吸収エネルギ・レベルにシフトする
ように、シュタルク・シフトが作用する。このシュタル
ク・シフトは、第４図のプロット５０の破線で示されて
いる。従って、量子井戸構造１４は、同じ１．４電子ボ
ルトのエネルギ・レベルにおいて実質的に高い透過率を
呈する。第４図のグラフ４６は、量子井戸構造１４の透
過率の実測値とか、計算値を示すために意図したもので
はなく、単に、上述した光変調器１０中で生じるシュタ
ルク・シフトの概念を示すためのものであることは注意
を要する。第１図に示したタイプの単一の量子井戸構造
１４の実際の作用は、非常に小さい。
第５図を参照すると、光変調器１０に入射された光ビー
ムの比Ａ（吸収された光エネルギ／入射された光エネル
ギの比）を縦軸に、そしてエネルギＥを横軸に取ったグ
ラフ５１を示している。光ビーム２８に対して選択され
た１、４電子ボルトのエネルギが細線で示されている。
ムの比Ａ（吸収された光エネルギ／入射された光エネル
ギの比）を縦軸に、そしてエネルギＥを横軸に取ったグ
ラフ５１を示している。光ビーム２８に対して選択され
た１、４電子ボルトのエネルギが細線で示されている。
動作について説明すると、第４図のプロット５０によっ
て示されたように、シュタルク・シフトが量子井戸構造
１４に跨がって作用し、量子井戸構造の吸収が光ビーム
２８の１．４電子ボルトのレベルからシフトした時、光
ビームの結合によって、格子面２１の面ブラズモシ・ポ
ラリトン・モードに入射光ビーム２８の大部分の吸収が
達成される。面プラズモン・ポラリトン・モード中への
この吸収は、理論上、十分に大きな格子振幅Ｈに対して
殆ど１００％近いものと計算されている。グラフ５１の
プロット５４は、シュタルク・シフトが、量子井戸構造
１４に跨がって発生された時、デバイス１０によって達
成される相対的に大きな吸収を示している。
て示されたように、シュタルク・シフトが量子井戸構造
１４に跨がって作用し、量子井戸構造の吸収が光ビーム
２８の１．４電子ボルトのレベルからシフトした時、光
ビームの結合によって、格子面２１の面ブラズモシ・ポ
ラリトン・モードに入射光ビーム２８の大部分の吸収が
達成される。面プラズモン・ポラリトン・モード中への
この吸収は、理論上、十分に大きな格子振幅Ｈに対して
殆ど１００％近いものと計算されている。グラフ５１の
プロット５４は、シュタルク・シフトが、量子井戸構造
１４に跨がって発生された時、デバイス１０によって達
成される相対的に大きな吸収を示している。
印加された電圧２７が除去されることによって、第４図
のプロット４８によって示されたように、シュタルク・
シフトが光ビーム２８の１．４電子ボルトのエネルギ・
レベルに量子井戸構造の吸収をシフトした時、光ビーム
の入射エネルギ及び反射エネルギは、量子井戸構造によ
って最小の率で吸収される。制限された量子の光学的吸
収が、入射光ビーム２８の１．４Ｎ子ボルトのエネルギ
から離れてシュタルク・シフトされた時、単一の量子井
戸構造１４だけが使用されているので、この吸収は入射
光の約１４％であると計算されている。
のプロット４８によって示されたように、シュタルク・
シフトが光ビーム２８の１．４電子ボルトのエネルギ・
レベルに量子井戸構造の吸収をシフトした時、光ビーム
の入射エネルギ及び反射エネルギは、量子井戸構造によ
って最小の率で吸収される。制限された量子の光学的吸
収が、入射光ビーム２８の１．４Ｎ子ボルトのエネルギ
から離れてシュタルク・シフトされた時、単一の量子井
戸構造１４だけが使用されているので、この吸収は入射
光の約１４％であると計算されている。
然しながら、量子井戸構造１４によって影響される吸収
は小さいけれども、これは、表面ブラスモン・ブラリト
ン・モードから入射光ビーム２８を減結合するのに十分
であることを、本発明の発明者が見出している。この減
結合は面プラズモン・ポラリトン・モードの比例的に大
きくなる吸収効果を除去し、そして、光変調器１０によ
る入射光ビームの吸収を実質的に減小する。光変調器１
０による入射光ビーム２８の吸収に対するこの減小は、
第５図のプロット５２で示されている。
は小さいけれども、これは、表面ブラスモン・ブラリト
ン・モードから入射光ビーム２８を減結合するのに十分
であることを、本発明の発明者が見出している。この減
結合は面プラズモン・ポラリトン・モードの比例的に大
きくなる吸収効果を除去し、そして、光変調器１０によ
る入射光ビームの吸収を実質的に減小する。光変調器１
０による入射光ビーム２８の吸収に対するこの減小は、
第５図のプロット５２で示されている。
本発明の動作を要約すると、部分的に高い磁界によって
、入射光源を半導体領域に集中することによって、半導
体領域の吸収特性の小さな変化が、非常に大きな電子光
学的効果を生じることを本発明の発明者が見出したこと
である。良好な実施例において、強い磁界の領域は、層
２０及び被覆２２の面の面プラズモン・ポラリトン・モ
ード中に入射光ビーム２８を結合することによって与え
られる。境界２１から延びるポラリトン・フィールドの
減衰距離は、層２０の中に約５００ナノメートル、そし
て被Ｗ２２の中に約２００ナノメートルであり、厚さが
７５乃至１２０オングストロームの単一の量子井戸構造
も、反射エネルギ中の上述した大きな変調に影響するの
に使用することが出来る。
、入射光源を半導体領域に集中することによって、半導
体領域の吸収特性の小さな変化が、非常に大きな電子光
学的効果を生じることを本発明の発明者が見出したこと
である。良好な実施例において、強い磁界の領域は、層
２０及び被覆２２の面の面プラズモン・ポラリトン・モ
ード中に入射光ビーム２８を結合することによって与え
られる。境界２１から延びるポラリトン・フィールドの
減衰距離は、層２０の中に約５００ナノメートル、そし
て被Ｗ２２の中に約２００ナノメートルであり、厚さが
７５乃至１２０オングストロームの単一の量子井戸構造
も、反射エネルギ中の上述した大きな変調に影響するの
に使用することが出来る。
本発明は、大きな変調を与えるのに、単一で非常に薄い
量子井戸構造が使用出来るので、以下の利点を持ってい
る。即ち、それらは、デバイスの層の成長時間が短いこ
と、本質的に小型であること、電界発生用の電位及びバ
イアス用電位が低くてすむこと、従来の装置に比べて、
動作速度が高速であることである。更に、光変調器１０
は垂直入射光対平行人射光で動作する。この特性は、デ
ィスクリート・デバイスの技術に対して互換性を持つと
考えられる。
量子井戸構造が使用出来るので、以下の利点を持ってい
る。即ち、それらは、デバイスの層の成長時間が短いこ
と、本質的に小型であること、電界発生用の電位及びバ
イアス用電位が低くてすむこと、従来の装置に比べて、
動作速度が高速であることである。更に、光変調器１０
は垂直入射光対平行人射光で動作する。この特性は、デ
ィスクリート・デバイスの技術に対して互換性を持つと
考えられる。
本発明は、上述したように動作した時、光増幅変調器と
して使用することが明らかになったが、本発明の装置は
偏光変調器としても使用することが出来る。より詳細に
言えば、量子井戸構造１４の吸収特性が入射光ビーム２
８のエネルギ・レベルに同調された時、ｐに偏光された
光は反射され、Ｓに偏光された光は弱く吸収される。
して使用することが明らかになったが、本発明の装置は
偏光変調器としても使用することが出来る。より詳細に
言えば、量子井戸構造１４の吸収特性が入射光ビーム２
８のエネルギ・レベルに同調された時、ｐに偏光された
光は反射され、Ｓに偏光された光は弱く吸収される。
このように、本発明によって、従来の電子光学的デバイ
スに比較して良好な動作特性を与える新規な電子光学的
デバイスが与えられる。本発明の装置は、特に光増幅変
調器に適しているが、偏光変調器にも使用することが出
来る。本発明のデバイスは通常の半導体製造技術を用い
て製造することが出来る。
スに比較して良好な動作特性を与える新規な電子光学的
デバイスが与えられる。本発明の装置は、特に光増幅変
調器に適しているが、偏光変調器にも使用することが出
来る。本発明のデバイスは通常の半導体製造技術を用い
て製造することが出来る。
Ｆ９発明の効果
上述したように、電子光学的の薄膜構造を使用して、垂
直の入射光線の照度を大きく変化させる本発明のデバイ
スは、デバイスの層の成長時間が短く、本質的に小型で
あり、電界発生用の電位及びバイアス用電位が低くてす
み、従来の装置に比べて、動作速度が高速であることな
どの効果を持つている。
直の入射光線の照度を大きく変化させる本発明のデバイ
スは、デバイスの層の成長時間が短く、本質的に小型で
あり、電界発生用の電位及びバイアス用電位が低くてす
み、従来の装置に比べて、動作速度が高速であることな
どの効果を持つている。
第１図は本発明を適用した光変調器の構造を示す模式図
、第２図は第１図の光変調器の中での量子井戸と、磁界
の作用を説明するためのグラフ、第３図はエネルギに対
して表面プラズモン・ポラリトンの波長を示す図、第４
図は第１図の量子井戸構造１４の吸収特性を説明するた
めの模式図、第５図は第１図の光変調器１０の吸収特性
を説明するためのグラフである。 １０・・・・光変調器、１２・・・・基体、１４・・・
・量子井戸構造、２１・・・・格子面、２２・・・・反
射性被覆、２４・・・・無反射性被覆、２７・・・・電
源、２８・・・・単色光ビーム、２９・・・・スイッチ
。 出 願 人 インターナショナル・ビジネス・マシー
ンズ・コーポレーション 代 理 人 弁理士 山 本 仁 朗（外１
名） Ｅ（ｅＶ） Ｇ４ −８・
、第２図は第１図の光変調器の中での量子井戸と、磁界
の作用を説明するためのグラフ、第３図はエネルギに対
して表面プラズモン・ポラリトンの波長を示す図、第４
図は第１図の量子井戸構造１４の吸収特性を説明するた
めの模式図、第５図は第１図の光変調器１０の吸収特性
を説明するためのグラフである。 １０・・・・光変調器、１２・・・・基体、１４・・・
・量子井戸構造、２１・・・・格子面、２２・・・・反
射性被覆、２４・・・・無反射性被覆、２７・・・・電
源、２８・・・・単色光ビーム、２９・・・・スイッチ
。 出 願 人 インターナショナル・ビジネス・マシー
ンズ・コーポレーション 代 理 人 弁理士 山 本 仁 朗（外１
名） Ｅ（ｅＶ） Ｇ４ −８・
Claims (3)
- （１）半導体の基体に入射する光を変調するための方法
であつて、 （ａ）上記基体の界面で、上記入射光を面プラズモン・
ポラリトン・モードに結合する段階と、（ｂ）上記入射
光を上記面プラズモン・ポラリトン・モードから減結合
するように、上記基体による上記入射光の吸収を選択的
に変化させる段階を有する、 光変調方法。 - （２）半導体の基体に入射する光を変調するための装置
であつて、 （ａ）上記基体の界面で、上記入射光を面プラズモン・
ポラリトン・モードに結合するための手段と、 （ｂ）上記入射光を上記面プラズモン・ポラリトン・モ
ードから減結合するように、上記基体による上記入射光
の吸収を選択的に変化させるための手段とを具備する、 光変調装置。 - （３）（ａ）正の誘電率と、周期的な格子面をもつ半導
体基体と、 （ｂ）上記周期的な格子面を覆う負の誘電率の金属層と
、 （ｃ）上記周期的な格子面に近接し、上記周期的な格子
面にほぼ平行な、上記半導体基体中の第２のバンドギャ
ップ材料の間に挟まれた第１のバンドギャップ材料を有
する少なくとも１つの量子井戸と、 （ｄ）上記半導体基体を横切るように電界を印加するた
めの手段とを具備する、 光変調装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US263743 | 1988-10-27 | ||
| US07/263,743 US4915482A (en) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | Optical modulator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02129616A true JPH02129616A (ja) | 1990-05-17 |
Family
ID=23003060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1211540A Pending JPH02129616A (ja) | 1988-10-27 | 1989-08-18 | 光変調装置と方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4915482A (ja) |
| EP (1) | EP0365766B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02129616A (ja) |
| DE (1) | DE68920541T2 (ja) |
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