JPH0440889B2 - - Google Patents

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JPH0440889B2
JPH0440889B2 JP55015918A JP1591880A JPH0440889B2 JP H0440889 B2 JPH0440889 B2 JP H0440889B2 JP 55015918 A JP55015918 A JP 55015918A JP 1591880 A JP1591880 A JP 1591880A JP H0440889 B2 JPH0440889 B2 JP H0440889B2
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resistivity
voltage
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temperature
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Mooroo Jeraaru
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YUNIBAASHITEI OBU ROCHESUTAA ZA
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Publication of JPH0440889B2 publication Critical patent/JPH0440889B2/ja
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    • 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
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/0327—Operation of the cell; Circuit arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/78—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/42—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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    • H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
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    • H03K3/57—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback the switching device being a semiconductor device
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高圧パルスをスイツチングするため
の装置に係り、特に、ピコ秒という精度で光学パ
ルスと同期されうる高圧（数キロボルト）パルス
を発生する装置に係る。
本発明は、ピコ秒（ps）という精度でレーザパ
ルスと同期される調整可能なパルス巾を有する高
圧パルスを発生する場合に特に適している。これ
らのパルスは、ポツケルのセル（PocKel′s
Cells）、ストリークカメラ、或いはレーザパルス
とのピコ秒同期を必要とするその他の装置を作動
させるのに用いられる。
本発明の主たる特徴は、10マイクロ秒（μs）乃
至10ピコ秒（ms）の巾の高圧パルスをスイツチ
ングすることのできる改良されたレーザ作動式半
導体スイツチを提供することである（上記した
10μs乃至10msという巾はスイツチを作動するレ
ーザと容易に同期できる十分な長さである）。こ
れまでに提案された同軸形状のレーザ作動スイツ
チは、非常に短いパルス（ナノ秒程度）をスイツ
チングすることしかできない。（1997年12月の
Antonetti，Malley，MourouおよびOrszagによ
るOptics Communications第23巻、第３号の435
乃至439頁、並びにマイクロストリツプ形状のス
イツチについて開示した1975年11月４日付の米国
特許第3917943号を参照されたい。） このようなレーザ作動スイツチでは、その作動
中に生じる熱的な不安定さのために、より長いパ
ルスをスイツチングすることができなかつた。ポ
ツケルのセルやストリークカメラを制御したり、
その他の使用目的に使うためには、レーザパルス
と同期した高圧の数キロボルトのピコ秒パルスが
必要とされてきている。このようにレーザパルス
との同期をとるためには、スイツチングすべきパ
ルスは、レーザと容易に同期できるものでなけれ
ばならない。ナノ秒（ns）というレンジでこのよ
うな同期をとることは困難である。従つて、これ
までに入手できる形式のレーザ作動式半導体スイ
ツチは、ピコ秒という精度でレーザパルスと同期
した高圧のパルスを与えることができないもので
あつた。
半導体の熱的な不安定さが、光作動式半導体ス
イツチに対して、長い持続時間を有するパルスを
保持する上での制約を与えるようになつてしまう
のは何故かという理由が解明され、本発明は、こ
のような解明に基づき、電圧が10KV程度で且つ
パルス巾が10μs乃至10msであるような高圧パル
スをピコ秒という精度でスイツチングできるレー
ザ作動スイツチング装置を提供することに成功し
たのである。本発明によれば、パルスを使用する
装置の作動条件を満たすようにレーザパルスエネ
ルギ、バイアスパルス電圧およびパルス巾を選択
することができる。
従つて、本発明の目的は、高圧スイツチング用
の改良された装置を提供することである。
本発明の別の目的は、ピコ秒という精度でレー
ザパルスと同期される高圧パルスを発生する装置
を提供することである。
本発明の更に別の目的は、改良されたレーザ作
動式の半導体スイツチング装置を提供することで
ある。
本発明によれば、10KV程度の大きさと約10ミ
リ秒以下のパルス巾とを有する高圧パルスをピコ
秒程度の時間中にスイツチングする装置におい
て、伝送ラインと、半導体物質の本体と、１対の
電極と、該１対の電極の間に前記本体を支持し且
つそれら１対の電極および本体を前記伝送ライン
内に保持するための支持手段と、前記伝送ライン
をその入力端で充電して前記本体に前記高圧パル
スを与える手段と、前記伝送ラインの出力端に接
続された負荷手段と、吸収エネルギEaジユール
を有し且つピコ秒程度のパルス巾を有する光学エ
ネルギビームを発生して該光学エネルギビームを
前記本体に向ける光学エネルギビーム照射手段
と、前記高圧パルスを与える手段と前記光学エネ
ルギビーム照射手段とに関連付けられ、前記高圧
パルスを与える手段による高圧パルスの発生と前
記光学エネルギビーム照射手段による光学エネル
ギビームの発生とを同期させて行なうようにする
ための制御パルス発生手段とを備えており、前記
吸収エネルギEaジユールの値は、プランクの定
数をｈ、電子の電荷をｅとし、前記光学エネルギ
ビームの毎秒当りの光学周波数をνとし、前記半
導体物質のキヤリヤ飽和速度をVscm／秒、前記
伝送ラインのインピーダンスをZ0、前記両電極間
の前記本体の長さをＬcm、前記高圧パルスの電圧
をV0とすると、 Ea＝5hνVpＬ／ZpeVs で表され、前記半導体物質は、前記光学エネルギ
ビームで照射されるときはその抵抗率の大きさが
数桁減少し、また温度の上昇と共にその抵抗率が
減少するものであり、前記本体の長さＬは、前記
高圧パルスの電圧V0、前記本体の温度Ｔの初期
温度T0からの変化に対して、前記光学エネルギ
ビームの照射がない場合に、前記本体の抵抗率ｐ
が前記初期温度T0における前記本体の抵抗率p0
からその50％以上変化しない長さであり、前記本
体の初期温度をT0〓、瞬時温度をＴ〓とし、前
記本体の初期温度における抵抗率をp0Ω・cmと
し、温度Ｔにおける抵抗率をpΩ・cmとし、前記
本体の長さをＬcmとし、前記半導体物質の比熱を
ｃ、バンドギヤツプエネルギーをEgジユール、
密度をdg／cm3とし、ボルツマン定数をＫとした
とき、次式 dT／dt＝Vp 2／dcL2p および ｐ＝pp（Ｔ／Tp）3/2exp−Eg／2K（１／Ｔ−１／Tp） が成立することを特徴とする。
上記した本発明のスイツチング装置は、ピコ秒
の精度でレーザパルスと同期する可調整パルス巾
の高圧パルスを発生させせために使用するのに特
に適している。これらの高圧パルスは、ポツケル
のセル、ストリークカメラ、またはレーザパルス
とピコ秒同期を要求されるその他の装置を作動さ
せるために使用することができる。上記のような
本発明のスイツチング装置の主要な特徴は、10μs
から10msまでのパルス巾（スイツチを作動させ
るレーザと容易に同期可能なパルス巾）を有する
高圧（数KV）パルスをスイツチングすることが
可能な改良されたレーザ作動半導体スイツチを提
供するために実施することができることである。
簡単に説明すれば、大きさが10KV程度で且つ
巾がマイクロ秒程度（即ち10μs乃至10ms）であ
るような高圧パルスをピコ秒程度（例えば、30乃
至40ピコ秒）の時間にスイツチングする装置は、
半導体物質の本体を用いる。この物質の抵抗率
は、上記本体の長さ（ギヤツプ長さと呼ぶことも
ある）、印加電圧の大きさ及び初期の抵抗率に基
づいて熱的な不安定さを受ける。上記本体に印加
される電圧は、“バイアスパルス”と称するパル
スである。レーザによりある波長の充分な光学エ
ネルギが照射された時には、上記半導体物質の本
体の抵抗率がほぼ５桁（10進数で）減少する。上
記半導体物質の本体は、バイアスパルスによつて
充電される伝送ラインの一部である広帯域、例え
ば10GHzの構造体に含ませることができる。バイ
アスパルスは、レーザパルスと同期して発生され
る。バイアスパルスの最大パルス巾を決定するた
めには、伝送ラインに沿う方向における上記本体
の長さＬが次のように選定される。すなわち、バ
イアスパルスの時間中に、伝送ラインにより上記
本体に供給されるバイアスパルスの電圧V0、例
えば、室温である初期温度T0からの本体の温度
Ｔの変化Ｔ−T0に対して、上記本体の抵抗率ｐ
が初基温度T0の抵抗率p0からその50％以上低下
しないような長さであり、次式 dT／dt＝Vp 2／dcL2p (1) および ｐ＝pp（Ｔ／Tp）3/2exp−Eg／2K（１／Ｔ−１／Tp）
(2) が成立する長さに選定される。ただし、式中のＴ
は時間ｔにおける本体の瞬時温度〓、T0は本体
の初期温度〓、ｐは温度Ｔにおける本体の抵抗率
Ω・cm、p0は初期温度のT0における本体の抵抗
率Ω・cm、Ｌは本体の長さcm、ｃは本体の半導
体物質の比熱、Egは本体の半導体物質のバンド
ギヤツプエネルギＪ、ｄは本体の半導体物質の密
度ｇ／cm3、Ｋはボルツマン定数であり、V0はバ
イアスパルス電圧である。本体の抵抗率を約５桁
減少させるため（すなわち、伝送ラインを通して
の伝送をカツトオフ（無伝送）から約90％伝送ま
で増大させ、それによつて伝送ラインを放電させ
て、ピコ秒精度でレーザパルスとの同期した出力
パルスを発生させるため）には、本体に照射する
レーザパルスの吸収エネルギEa（ジユール）は、
次式で示すようなものでなくてはならない。
Ea＝5hνVpＬ／ZpeVs (3) 但し、式中ｈはプランクの定数、νはレーザパル
スの毎秒当りの光学周波数、ｅは電子の電荷、
Vsは本体の半導体物質の（強電界107cm／秒にお
ける）キヤリア飽和速度、Ｌは本体の長さcm、Z0
は伝送ラインのインピーダンス、V0はバイアス
パルスの電圧である。本体としてはほぼ真性のシ
リコンを使用し、バイアスパルスおよびレーザパ
ルスとしては低い繰り返し率（10−100Hz）を使
用するのが好ましい。この場合の放熱効果は無視
できる。
本発明の以上の目的、効果及び特徴並びにその
好ましい実施例は、添付図面を参照した以下の詳
細な説明より明らかとなろう。
さて、第１図を参照すれば、１つのパルス抽出
器が設けられたモードロツクレーザであつてもよ
いレーザ１０は、ポンプランプ１２を発光するこ
とによつてポンピングされた時に、ミラー１４に
より定められ点線１６で示された経路に沿つて光
学パルスを発生する。このパルスは、半導体物質
の円筒本体１８に入射し、この半導体物質は、こ
の実施例では、ほぼ真性のシリコンよりなる。こ
のシリコンは、若干ｎ型又はｐ型にドープされて
もよい（即ち、1012乃至1013電荷キヤリヤ／cm3）。
シリコンの抵抗率は、1.06μｍ又はそれ以下の
波長の光学エネルギによつて急激に減少するの
で、モードロツクレーザは、1.06μｍ波長のパル
スを発生するNd+++；YAGレーザであつてもよ
い。この例では、スイツチを作動する光学パルス
は、パルス巾が40psであり且つ光学エネルギが30
マイクロジユール（μJ）である。
スイツチされるバイアスパルスによつて本体へ
一般的に印加されるような大きなバイアス電界
（104ボルト／cm以上）及び吸収光学エネルギEa
に対しては、互いに対向した電極２４及び２６の
端２０と２２との間の長手方向の本体１８の抵抗
値は、次式で表される。
ＲhνVpＬ／2EaeVs (4) 但し、Ｒは抵抗値Ωであり、ｈはプランクの定数
であり、νは光学周波数cm-1であり、V0は本体
１８の両端間に印加される電圧であり、Eaはレ
ーザパルスから本体によつて吸収される光学エネ
ルギであり、ｅは電子の電荷であり、そしてVs
はキヤリア飽和速度cm／秒である。表皮効果は無
視できることが分かつている。レーザパルスがな
い場合は、抵抗値が非常に高く、抵抗率p0は、約
２×104Ω・cmでる。バイアスパルスがスイツチ
される時、即ちレーザパルスが存在する時は、本
体１８の抵抗値が数桁（例えば、５桁乃至６桁）
低下する。
本体１８並びに電極２４及び２６は、伝送ライ
ン２８を形成する同軸ケーブルの中心導体の１部
である。本体１８は、円筒状であつてもよいし、
長方形であつてもよい。本体１８をこのラインに
装着するため、金属（例えばCu）電極２４及び
２６が円筒状の金属管３４内の絶縁（例えばテト
ラフルオロエチレン）（テフロン）円筒３０に保
持されたロツドによつて与えられている。この管
３４にテフロン円筒３０を通して開口３２が切ら
れる。この開口３２内に電極２４および２６が露
出され、そして本体１８がそれらの対向端２０と
２２との間のギヤツプに装着される。本体は、透
明なエポキシと共に詰め込まれ、エポキシを管３
４の窓３６まで開口３２に充填することによつて
コロナ放電が防止される。それにより、レーザパ
ルスを本体１８に入射することができる。伝送ラ
イン２８の特性インピーダンスZ0は、負荷３８の
インピーダンスZLに等しくされる。この負荷は、
ポツケルのセルでもよいし、ケル（Kerr）のセ
ルでもよいし、ストリークカメラでもよいし、或
いはその他の装置でもよいが、これらは、ピコ秒
の精度でレーザパルスと同期される高圧パルスを
必要とするものである。本体１８の抵抗値をライ
ンのインピーダンスZ0の少なくとも1/10に減少す
るに要する光学エネルギは、本体１８の長さＬ
（電極２４及び２６の対向端２０と２２との間の
ギヤツプの長さ）と、本体間に印加される電圧
と、半導体物質の特性との関数である。光学エネ
ルギの所要量は、前記(3)式で与えられる。例え
ば、本体の長さＬが５mmであり且つ印加電圧が
8KVである時は、レーザパルスエネルギは30μJ
である。次いで、ラインが放電され、大きさ
4KV及び巾約２28／Vpの出力パルスが発生さ
れる。28はライン２８の長さであり、Vpはライ
ン２８における電気的な伝搬速度である。
本体１８へ印加されるバイアスパルスの巾は、
本体の長さ及び電圧の大きさの関数である。本発
明では、10msまでのパルスを発生できるパルス
発生器を使用することができる。典型的には、こ
れらのバイアスパルスは、10μs乃至10msという
パルス巾である。本体１８の長さＬが５mmである
ような上記の例では、レーザパルスが1.06μmの
波長において30μJのエネルギを有する。レーザ
パルスの巾は、約40psである。与えられるバイア
スパルスは、30μsであるのが適当である。
伝送ラインは、パルス形成回路網４０によりレ
ーザの作動（即ち、ポンプランプ１２の発光）と
同期して充電され、回路網４０は、レーザパルス
が所望される時にトリガパルスが印加される。抵
抗４２は、パルス形成回路網からの電圧の１部を
結合し、そしてランプ１２を発光させるパルスと
同期して可変時間遅延回路４４へパルスを印加す
る。この回路は、高圧パルス発生器４６のサイラ
トロン乃至はSCRスイツチをトリガする。この
発生器４６は、高圧バイアスパルス、例えば、
8KVの大きさで、FWHM（最大値の半分のとこ
ろでの全巾）で30μsのパルスを発生する。このバ
イアスパルスの巾は、10μsから10msまで調整で
きる。このパルスは、電流制限抵抗４８を通つて
ライン２８へと行く。又、この抵抗４８は、パル
ス発生器４６をライン２８から減結合する。
次いで、ライン２８は、充電され、そしてバイ
アスパルスを本体１８間に印加する。このパルス
は、第２図の波形ａによつて示されている。この
波形は、その色々な部分で時間スケールが異なる
（μs及びns）ので３つに分割されている。光学パ
ルス（波形ｂで示された）が生じた時には、本体
１８の抵抗値が５乃至６桁減少し、そしてライン
の伝送が０から90％乃至95％まで増加する。ライ
ンが放電する時に生じる波形が第２図に波形ｃで
示されている。放電は、レーザパルスの40ピコ秒
の時間中に開始され、ライン２８の電気的な伝搬
時間（長さl28によつて指定される）に基づいて
いる。ライン２８の長さを変えることにより出力
パルスの巾を変えることができる。（スイツチは
広帯域形態であるので）立ち上り時間が40ピコ秒
の出力パルスが負荷３８に現れる。このパルスが
第２図の波形ｄに示されている。このパルスの大
きさは、ラインに印加されたパルスの半分（例え
ば4KV）である。この出力パルスは、第２図に
示したようにピコ秒の精度でレーザパルスと正確
に同期される。
本体１８へ印加される高圧バイアスパルスと、
レーザパルスとの時間的な相対位置は、可変時間
遅延回路４４により且つ光学路１６の調整により
調整することができる。光パイプ乃至はオプチカ
ルフアイバを用いて経路を定め且つ時間遅延の長
さを決定してもよい。本体１８に印加されるバイ
アスパルスはパルス巾が長いので、レーザパルス
は、このバイアスパルスと容易に同期される。
このようなより長いパルスは、レーザパルスと
容易に同期されうるのであるが、半導体物質の本
体の電圧保持特性は、その物質の熱的不安定さに
よつて制限されている。電圧保持時間は、前記し
た(1)式及び(2)式によつて決まつてくるものである
ことが分かつた。これらの式は、スイツチされる
べきバイアスパルスの巾を温度上昇に関して表し
ている。熱暴走が生じないようにするには、本体
の初期温度（即ち、本体１８に電圧パルスが印加
される前の温度）における抵抗値が充分に大きい
ように本体の長さが選択される。初期温度が室温
であり、T0＝293〓、そして初期抵抗率p0が３×
104Ω・cmである場合において、(1)式および(2)式
から導き出される曲線が第３図に点線で示されて
いる。実線で示された曲線は、(3)式をプロツトす
ることにより得られる。これらの曲線は、本体の
長さＬの両端間の抵抗値を約5Ωまで減少して
50Ωラインを90％スイツチ状態にするに要するレ
ーザエネルギを示している。
第３図は、半導体物質の本体１８の適当な寸法
を選択乃至は設計するのに用いられる。例えば、
本体の両端間の電圧が8KVであり、そしてギヤ
ツプ長さＬが0.2cmである場合には、下から２番
目の点線曲線で示されたように250μsまでのバイ
アス電圧パルス巾の使用が許される。また、0.2
cmの長さに対して下から２番目の実線曲線を用い
ると、本体１８によつて与えられるラインの抵抗
値を5Ωまで下げてこのラインを放電させ負荷３
８をまたいで4KVの出力パルスを生じさせるに
は、15μJのレーザパルスエネルギが必要である
ことが分かろう。
以上の説明より、ピコ秒の精度が高圧パルスを
スイツチングする改良された装置が提供されたこ
とが明らかであろう。本発明の範囲内で前記実施
例の変型及び変更が当業者に明らかとなろう。例
えば、半導体物質は、シリコン以外のものでもよ
く、例えばクロムでドープされたGaAsでもよい
し、その他のほぼ真性な半導体でもよい。それ
故、前述の説明は、単に本発明を例示的に説明し
ただけのものであり、本発明をこれに限定しよう
とするものではない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、高圧パルスをスイツチングする本発
明の装置を例示する概略ブロツク図、第２図は、
レーザパルスによつてスイツチされる典型的な電
圧パルス、レーザパルス、及び第１図の装置によ
り発生される出力パルスを示した一連の波形図、
そして第３図は、式(1)、(2)、(3)に基づいて導き出
されて、高圧バイアスパルスを色々なエネルギレ
ベルのレーザパルスでスイツチングできるように
スイツチング装置の半導体本体の長さを選択する
のに用いられる一連の曲線を示す図である。 １０……レーザ、１２……ポンプランプ、１４
……ミラー、１６……経路、１８……円筒状本
体、２０，２２……電極の端、２４，２６……電
極、２８……伝送ライン、３０……絶縁円筒、３
２……開口、３４……円筒状金属管、３６……
窓、３８……負荷、３８……負荷、４０……パル
ス形成回路網、４２……抵抗、４４……可変時間
遅延回路、４６……高圧パルス発生器、４８……
抵抗。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 10KV程度の大きさと約10ミリ秒以下のパル
    ス巾とを有する高圧パルスをピコ秒程度の時間中
    にスイツチングする装置において、伝送ライン
    と、半導体物質の本体と、１対の電極と、該１対
    の電極の間に前記本体を支持し且つそれら１対の
    電極および本体を前記伝送ライン内に保持するた
    めの支持手段と、前記伝送ラインをその入力端で
    充電して前記本体に前記高圧パルスを与える手段
    と、前記伝送ラインの出力端に接続された負荷手
    段と、吸収エネルギEaジユールを有し且つピコ
    秒程度のパルス巾を有する光学エネルギビームを
    発生して該光学エネルギビームを前記本体に向け
    る光学エネルギビーム照射手段と、前記高圧パル
    スを与える手段と前記光学エネルギビーム照射手
    段とに関連付けられ、前記高圧パルスを与える手
    段による高圧パルスの発生と前記光学エネルギビ
    ーム照射手段による光学エネルギビームの発生と
    を同期させて行なうようにするための制御パルス
    発生手段とを備えており、前記吸収エネルギEa
    ジユールの値は、プランクの定数をｈ、電子の電
    荷をｅとし前記光学エネルギビームの毎秒当りの
    光学周波数をνとし、前記半導体物質のキヤリヤ
    飽和速度をVscm／秒、前記伝送ラインのインピ
    ーダンスをZ0、前記両電極間の前記本体の長さを
    Ｌcm、前記高圧パルスの電圧をV0とすると、 Ea＝5hνVpＬ／ZpeVs で表され、前記半導体物質は、前記光学エネルギ
    ビームで照射されるときはその抵抗率の大きさが
    数桁減少し、また温度の上昇と共にその抵抗率が
    減少するものであり、前記本体の長さＬは、前記
    高圧パルスの電圧V0、前記本体の温度Ｔの初期
    温度T0からの変化に対して、前記光学エネルギ
    ビームの照射がない場合に、前記本体の抵抗率ｐ
    が前記初期温度T0における前記本体の抵抗率p0
    からその50％以上変化しない長さであり、前記本
    体の初期温度をT0〓、瞬時温度をＴ〓とし、前
    記本体の初期温度における抵抗率をp0Ω・cmと
    し、温度Ｔにおける抵抗率をpΩ・cmとし、前記
    本体の長さをＬcmとし、前記半導体物質の比熱を
    ｃ、バンドギヤツプエネルギーをEgジユール、
    密度をdg／cm3とし、ボルツマン定数をＫとした
    とき、次式 dT／dt＝Vp 2／dcL2p および ｐ＝pp（Ｔ／Tp）3/2exp−Eg／2K（１／Ｔ−１／Tp） が成立することを特徴とするスイツチング装置。
JP1591880A 1979-02-21 1980-02-12 Device for switching high voltage pulse in accuracy of picoosecond Granted JPS55113382A (en)

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