JPH02174182A - 光双安定素子 - Google Patents
光双安定素子Info
- Publication number
- JPH02174182A JPH02174182A JP32876588A JP32876588A JPH02174182A JP H02174182 A JPH02174182 A JP H02174182A JP 32876588 A JP32876588 A JP 32876588A JP 32876588 A JP32876588 A JP 32876588A JP H02174182 A JPH02174182 A JP H02174182A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- receiving elements
- saturable absorption
- wavelength
- bistable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F3/00—Optical logic elements; Optical bistable devices
- G02F3/02—Optical bistable devices
- G02F3/026—Optical bistable devices based on laser effects
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は集積化された光双安定素子に関するものである
。
。
第４図に従来の光双安定素子の一例を示す。同図におい
て、１はｐ型、１ＩｌＧａＡｓコンタクト層、２は無添
加多重量子井戸（ＭＱＷ）層、３はｎ型Ａｔ１ＧａＡｓ
コンタクト層、４は抵抗、５は電源である。この素子は
通常シード（Ｓ Ｅ Ｅ Ｄ、５ｅｌｆＥｌｅｃｔｒｏ
−ｏｐｔｉｃ Ｅｆｆｅｃｔ Ｄｅｖｉｃｅ）と呼ばれ
る。
て、１はｐ型、１ＩｌＧａＡｓコンタクト層、２は無添
加多重量子井戸（ＭＱＷ）層、３はｎ型Ａｔ１ＧａＡｓ
コンタクト層、４は抵抗、５は電源である。この素子は
通常シード（Ｓ Ｅ Ｅ Ｄ、５ｅｌｆＥｌｅｃｔｒｏ
−ｏｐｔｉｃ Ｅｆｆｅｃｔ Ｄｅｖｉｃｅ）と呼ばれ
る。
次に、この素子の動作について説明する。このシードは
キュー・シー・ニス・イー（ＱＣ３Ｅ。
キュー・シー・ニス・イー（ＱＣ３Ｅ。
Ｑｕａｎｔｕｍ Ｃｏｎｆｉｎｅ ５ｐａｌｋ Ｅｆｆ
ｅｃｔ）と呼ばれる効果を利用する。つまり、ＭＱＷ層
２に電界を印加したとき励起子の吸収ピークが低エネル
ギー側にシフトする効果を利用する。
ｅｃｔ）と呼ばれる効果を利用する。つまり、ＭＱＷ層
２に電界を印加したとき励起子の吸収ピークが低エネル
ギー側にシフトする効果を利用する。
この効果を第５図に示す。第５図は第４図の素子におけ
る吸収の波長特性図であり、横軸は入力光の波長、縦軸
は吸収の大きさを示す。また、Ｓｌは無電界時、Ｓ２は
強電界印加時の特性曲線である。入力光の波長を無電界
時の励起子吸収ピークに相当する波長λｉに選ぶと、第
５図から分かるように、強電界印加時には吸収ピークの
シフトにより入力光に対する吸収が減少する。
る吸収の波長特性図であり、横軸は入力光の波長、縦軸
は吸収の大きさを示す。また、Ｓｌは無電界時、Ｓ２は
強電界印加時の特性曲線である。入力光の波長を無電界
時の励起子吸収ピークに相当する波長λｉに選ぶと、第
５図から分かるように、強電界印加時には吸収ピークの
シフトにより入力光に対する吸収が減少する。
第４図において入力光ａの強度が弱い場合、ＭＱＷ層２
の抵抗が外部抵抗４に比べて大きいため、加えた電圧の
大部分はＭＱＷ層２にかかり、入力光ａに対する吸収は
小さい。入力光ａの強度が強くなるにつれて、ＭＱＷ層
２で生じた光電流が増加し、それと共にＭＱＷ層２に加
わる電圧が低下する。そのため、入力光ａに対する吸収
が増大し、ＭＱＷ層２に加わる電圧が減少する。一方、
逆に入力光ａの強度を減少させていく場合には、全く逆
の正帰還、つまり光電流の減少＝ＭＱＷ層２の印加電圧
の増加−吸収の減少が起こり、透過光すの強度が急激に
増加する。その結果、第６図に示すように、入力光ａの
パワーｐ ｉｎに対する透過光すのパワーＰ ｏｕｔの
間に双安定状態の関係が得られる。
の抵抗が外部抵抗４に比べて大きいため、加えた電圧の
大部分はＭＱＷ層２にかかり、入力光ａに対する吸収は
小さい。入力光ａの強度が強くなるにつれて、ＭＱＷ層
２で生じた光電流が増加し、それと共にＭＱＷ層２に加
わる電圧が低下する。そのため、入力光ａに対する吸収
が増大し、ＭＱＷ層２に加わる電圧が減少する。一方、
逆に入力光ａの強度を減少させていく場合には、全く逆
の正帰還、つまり光電流の減少＝ＭＱＷ層２の印加電圧
の増加−吸収の減少が起こり、透過光すの強度が急激に
増加する。その結果、第６図に示すように、入力光ａの
パワーｐ ｉｎに対する透過光すのパワーＰ ｏｕｔの
間に双安定状態の関係が得られる。
従来の光双安定素子は以上のように構成されているので
、次に示すような問題があった。
、次に示すような問題があった。
■入力光ａの波長を精度良（励起子吸収ピークに合わせ
なければならない。そのため、光源に要求される条件は
極めて厳しくなる。
なければならない。そのため、光源に要求される条件は
極めて厳しくなる。
■受動デバイスであるため、透過光（出力光）ｂの強度
は入力光ａの強度に比べて小さくなり、多段接続に適さ
ない。また、オンオフ比も小さい。
は入力光ａの強度に比べて小さくなり、多段接続に適さ
ない。また、オンオフ比も小さい。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、入力光の波長に要求される条件
を緩和し、出力光強度が入力光強度に比べて大きくなる
ような光双安定素子を得ることにある。
の目的とするところは、入力光の波長に要求される条件
を緩和し、出力光強度が入力光強度に比べて大きくなる
ような光双安定素子を得ることにある。
このような課題を解決するために本発明は、可飽和吸収
領域と活性領域とを有する双安定半導体レーザの活性領
域の一部又は可飽和吸収領域の一部に１個または複数個
の受光素子を集積化するようにしたものである。
領域と活性領域とを有する双安定半導体レーザの活性領
域の一部又は可飽和吸収領域の一部に１個または複数個
の受光素子を集積化するようにしたものである。
Ｃ作用〕
本発明による光双安定素子においては、受光素子の波長
依存性が小さく、双安定半導体レーザは能動性を有する
。
依存性が小さく、双安定半導体レーザは能動性を有する
。
本発明は、能動デバイスである双安定半導体レーザと受
光素子とを集積化することを特徴とする。
光素子とを集積化することを特徴とする。
上記受光素子は波長依存性が小さいという特徴を有し、
例としてホトトランジスタやダイオードがある。
例としてホトトランジスタやダイオードがある。
第１図は、本発明による光双安定素子の一実施例を示す
構成図である。同図において、１１は電極、１２は基板
、１３は下部クラッド層、１４は活性層、１５は上部ク
ラッド層、１６はコンタクト層、１７はコレクタ層、１
８はベース層、１９はエミツタ層であり、１１〜１６で
能動デバイスである双安定半導体レーザを構成し、１７
〜１９で受光素子としてのホトトランジスタを構成する
。
構成図である。同図において、１１は電極、１２は基板
、１３は下部クラッド層、１４は活性層、１５は上部ク
ラッド層、１６はコンタクト層、１７はコレクタ層、１
８はベース層、１９はエミツタ層であり、１１〜１６で
能動デバイスである双安定半導体レーザを構成し、１７
〜１９で受光素子としてのホトトランジスタを構成する
。
また、ａは入力光、ｃ、ｄは出力光である。双安定半導
体レーザは中央に可飽和吸収領域２０、その両側に２つ
の活性領域２１．２２を持ち、ホトトランジスタは活性
領域２２上に集積されている。
体レーザは中央に可飽和吸収領域２０、その両側に２つ
の活性領域２１．２２を持ち、ホトトランジスタは活性
領域２２上に集積されている。
次に、このように構成された光双安定素子の動作につい
て説明する。双安定半導体レーザにおいて活性領域２１
および２２に流れる電流をそれぞれＩ ！Ｉ＋ Ｉ
！ｚとすると、全電流！＝Ｉｚ＋＋Ｉｚｚに対する出力
光のパワーＰ ｏｕＬの変化は第２図に示すように双安
定特性となる。いま、Ｉ２□の値をレーザが発振する直
前の値１１とし、■２□の値を０から１．−４１までホ
トトランジスタの光電流によって変化させると、ホトト
ランジスタへの人力光ａのパワーｐ ｉｎと双安定半導
体レーザからの出力光Ｃ又はｄのパワーＰ ｏｕＬとの
間には第３図に示すような双安定特性が得られる。
て説明する。双安定半導体レーザにおいて活性領域２１
および２２に流れる電流をそれぞれＩ ！Ｉ＋ Ｉ
！ｚとすると、全電流！＝Ｉｚ＋＋Ｉｚｚに対する出力
光のパワーＰ ｏｕＬの変化は第２図に示すように双安
定特性となる。いま、Ｉ２□の値をレーザが発振する直
前の値１１とし、■２□の値を０から１．−４１までホ
トトランジスタの光電流によって変化させると、ホトト
ランジスタへの人力光ａのパワーｐ ｉｎと双安定半導
体レーザからの出力光Ｃ又はｄのパワーＰ ｏｕＬとの
間には第３図に示すような双安定特性が得られる。
本実施例においては受光素子としてホトトランジスタを
用いたが、ホトダイオードであっても同様の効果を奏す
る。
用いたが、ホトダイオードであっても同様の効果を奏す
る。
また、本実施例の場合は活性領域の一部に受光素子を集
積したが、可飽和吸収領域の一部に受光素子を集積し、
吸収飽和を光電流によって補うようにすることによって
、光スイツチ特性を得ることができる。
積したが、可飽和吸収領域の一部に受光素子を集積し、
吸収飽和を光電流によって補うようにすることによって
、光スイツチ特性を得ることができる。
さらに、本実施例では受光素子は１個としたが、受光素
子を複数個としてもよく、複数個とすることにより光論
理素子を構成できる。複数個とするためには、活性領域
を２つ以上の領域に分けて、各々の領域に受光素子を設
けてもよい。
子を複数個としてもよく、複数個とすることにより光論
理素子を構成できる。複数個とするためには、活性領域
を２つ以上の領域に分けて、各々の領域に受光素子を設
けてもよい。
また、入力光ａは、電極１１を円環状にするなどして、
電極１１の上側からも入れるようにすることができる。
電極１１の上側からも入れるようにすることができる。
以上説明したように本発明は、可飽和吸収領域と活性領
域とを有する双安定半導体レーザの活性領域の一部又は
可飽和吸収領域の一部に１個または複数個の受光素子を
集積化したことにより、受光素子の波長依存性は小さい
ので応答波長領域が広くなり、人力光の波長に対する要
求が大きく緩和される効果がある。
域とを有する双安定半導体レーザの活性領域の一部又は
可飽和吸収領域の一部に１個または複数個の受光素子を
集積化したことにより、受光素子の波長依存性は小さい
ので応答波長領域が広くなり、人力光の波長に対する要
求が大きく緩和される効果がある。
また、双安定半導体レーザはアクティブな集積デバイス
であるため、オンオフ比も大きくとれ、多段接続が可能
となる。
であるため、オンオフ比も大きくとれ、多段接続が可能
となる。
さらに、複数個の受光素子を設けることにより、アンド
やオア等の光論理素子を構成することができる。
やオア等の光論理素子を構成することができる。
第１図は本発明による光双安定素子の一実施例を示す構
成図、第２図は第１図の素子における出力光パワ一対電
流の特性図、第３図は第１図の素子における出力光パワ
一対入力光パワーの特性図、第４図は従来の光双安定素
子を示す構成図、第５図は従来素子における吸収特性を
示す特性図、第６図は従来素子における出力光パワ一対
入力光パワーの特性図である。 １１・・・電極、１２・・・基板、１３・・・下部クラ
ッド層、１４・・・活性層、１５・・・上部クラッド層
、１６・・・コンタクト層、１７・・・コレクタ層、１
８・・・ペース層、１９・・・エミツタ層、２０・・・
可飽和吸収領域、２１．２２・・・活性領域。
成図、第２図は第１図の素子における出力光パワ一対電
流の特性図、第３図は第１図の素子における出力光パワ
一対入力光パワーの特性図、第４図は従来の光双安定素
子を示す構成図、第５図は従来素子における吸収特性を
示す特性図、第６図は従来素子における出力光パワ一対
入力光パワーの特性図である。 １１・・・電極、１２・・・基板、１３・・・下部クラ
ッド層、１４・・・活性層、１５・・・上部クラッド層
、１６・・・コンタクト層、１７・・・コレクタ層、１
８・・・ペース層、１９・・・エミツタ層、２０・・・
可飽和吸収領域、２１．２２・・・活性領域。
Claims (1)
- 可飽和吸収領域と活性領域とを有する双安定半導体レー
ザの活性領域の一部又は可飽和吸収領域の一部に、１個
または複数個の受光素子を集積化したことを特徴とする
光双安定素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32876588A JPH02174182A (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | 光双安定素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32876588A JPH02174182A (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | 光双安定素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02174182A true JPH02174182A (ja) | 1990-07-05 |
Family
ID=18213893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32876588A Pending JPH02174182A (ja) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | 光双安定素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02174182A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6130089A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-12 | Nec Corp | 光論理回路 |
| JPS61114588A (ja) * | 1984-11-09 | 1986-06-02 | Nec Corp | 光双安定集積素子 |
-
1988
- 1988-12-26 JP JP32876588A patent/JPH02174182A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6130089A (ja) * | 1984-07-20 | 1986-02-12 | Nec Corp | 光論理回路 |
| JPS61114588A (ja) * | 1984-11-09 | 1986-06-02 | Nec Corp | 光双安定集積素子 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO1988008553A3 (en) | Symmetrical optical device | |
| JPH0656908B2 (ja) | 波長変換素子 | |
| JPH0338887A (ja) | 半導体受光素子 | |
| JPH02174182A (ja) | 光双安定素子 | |
| JPS6432694A (en) | Manufacture of semiconductor device in which laser diode and photodiode with expanded light receiving plane are unified | |
| JPS63116489A (ja) | 光集積回路 | |
| JP3198169B2 (ja) | 光不安定装置 | |
| JPS6246290Y2 (ja) | ||
| JPS6130089A (ja) | 光論理回路 | |
| WO1986005598A1 (en) | Nonlinear and bistable optical device | |
| JP2797512B2 (ja) | 光多重安定素子 | |
| JPH0667244A (ja) | 半導体光微分器 | |
| JPS6244833B2 (ja) | ||
| JPS60145690A (ja) | 光双安定発光受光集積素子 | |
| JPH0497613A (ja) | 光電子回路および光半導体装置 | |
| JPS55107280A (en) | Photoamplification semiconductor device | |
| JPS55153388A (en) | Semiconductor laser device for oscillating multiple wavelength | |
| JPH01239986A (ja) | 双安定半導体レーザ | |
| JPH02246391A (ja) | 半導体レーザ | |
| JPS63301573A (ja) | 発光ダイオ−ド | |
| JPH04199884A (ja) | 全光学的光非線形素子 | |
| JPS55123182A (en) | Light emitting diode | |
| JPS60242688A (ja) | 光増幅発光受光集積素子 | |
| JPS60239057A (ja) | 逆光トリガ−型トライアツク | |
| JPH01235927A (ja) | 半導体光双安定素子 |