(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を搬送する光子を、対応する電気信号を搬送する電荷キャリアに変換する吸収体を含む、連続的に設けられた能動導波路と、
電気信号を搬送する電荷キャリアを輸送し、加速させるキャリア収集層と、
前記キャリア収集層にじかに隣接し、かつ５つよりも少ないモードを持続させる副導波路であって、前記副導波路は光信号を搬送する光子を受信し、かつ前記能動導波路とエバネッセント結合する、副導波路と、
電極としての機能を果たし、かつ伝送線路の一部を構成する複数の金属コンタクトと
を備える光検出器であって、
前記光検出器は、進行波構造を有し、前記進行波構造は、前記金属コンタクトの特性と、前記能動導波路、前記キャリア収集層、及び前記副導波路の材料の特性とに基づいて計算できる前記電極の間隔によって画定されるものであり、
前記光検出器は、前記光検出器に沿った電気信号の位相速度が前記能動導波路における光信号の位相速度とほぼ整合するように構成される、光検出器。
【請求項２】
前記能動導波路から出て行く前記電荷キャリアの高速輸送が可能になる、請求項１記載の光検出器。
【請求項３】
前記副導波路は、エピタキシャル構造の意図的にドープした層の内部に位置する、請求項１または２のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項４】
前記能動導波路から電荷キャリアを輸送する単一走行キャリア構造を備える、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項５】
前記構造は積層状であり、そして前記能動導波路、前記副導波路、及びこれらの導波路に間に組み込まれる全ての中間層の合計膜厚は０．９μｍ〜１．３μｍの範囲である、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項６】
前記副導波路の層の膜厚は０．５μｍ以下である、請求項５記載の光検出器。
【請求項７】
前記能動導波路の層の膜厚は０．０３μｍ〜０．３μｍの範囲である、請求項５又は６記載の光検出器。
【請求項８】
前記中間層の膜厚は０．１５μｍ〜０．３５μｍの範囲である、請求項５、６、又は７記載の光検出器。
【請求項９】
前記副導波路の層の幅は１〜８μｍの範囲である、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項１０】
前記能動導波路は亜鉛をドープした半導体である、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項１１】
前記能動導波路はＩｎＧａＡｓを含む、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項１２】
前記能動導波路の層の膜厚は０．１μｍ未満である、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項１３】
前記副導波路はｎ型ＩｎＧａＡｓＰを含む、請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項１４】
前記キャリア収集層は、ＩｎＰ空乏層を前記能動導波路と前記副導波路との間に含む、請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項１５】
前記能動導波路及び前記副導波路は少なくとも１５μｍの長さである、請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項１６】
更に、検出される光子を光ファイバから前記副導波路に結合させるモード変換器を備える、請求項１ないし１５のいずれか一項に記載の光検出器。
【請求項１７】
前記モード変換器によって、結合が３ｄＢ未満の偏波感度で可能になる、請求項１６記載の光検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を電気信号に変換する光検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミリメートル波光ファイバ通信、高速データレート光ネットワーク、ミリメートル波〜テラヘルツ波（サブミリ波）信号生成、及び電波天文学のような用途において、４０ＧＨｚ超の周波数で変調される光信号を効率的に検出可能な光検出器に対する要求が強くなっている。
【０００３】
従来から、高速光検出器に関して２つの主要なアプローチが行なわれてきた。第１のアプローチでは、光速度及び電気速度を導波路型フォトダイオード構造において整合させて素子容量によって生じる周波数応答限界の問題を解決する。このような進行波（ＴＷ）構造では、０．２Ａ／Ｗの応答性での３ｄＢ帯域幅が５０ＧＨｚになる。第２のアプローチでは、電子のみを輸送する構造を使用するが、これは電子の輸送が正孔の輸送よりも高速に行なわれるからである。このアプローチの一例が単一走行キャリア（Ｕｎｉ−Ｔｒａｖｅｌｌｉｎｇ  Ｃａｒｒｉｅｒ：ＵＴＣ）構造であり、この構造では、電子が唯一の活性キャリアとして作用し、かつ光応答性を決定する。このＵＴＣ構造では、０．０７Ａ／Ｗの応答性での３ｄＢ帯域幅を３１０ＧＨｚという高い周波数とすることができる。これらの２つの技術はまた、多数の個別ＵＴＣフォトダイオードを光導波路に結合させることにより組み合わされており、これらのフォトダイオードの間隔及び電気的相互接続は、導波路に沿った光速度を、このような相互接続に沿って走行する信号の電気速度に整合させようとする試みにおいて調整されて、１１５ＧＨｚの３ｄＢ帯域幅及び０．０７５Ａ／Ｗの応答性を達成している。
【０００４】
しかしながら、高速光検出器を実現するためには、多数の相容れない要件が存在する。導波路型光検出器では、ＩｎＧａＡｓのような吸収体における９０％超の吸収に対応する吸収長は３μｍである。通常の導波路幅は３μｍ〜６μｍであるので、このような小さな領域における吸収では、光検出器の飽和出力が小さくなってしまう。これに対して、例えば導波路の長さを長くすることにより吸収体の面積を大きくするという解決策が当然ながら思い付く。しかしながら、光検出器が空乏化されると必ず、空乏化容量としても知られる電気容量が関連して発生する。接合面積が大きくなると、容量が大きくなる。或る負荷抵抗が与えられる場合、容量が増加すると、それに比例して、素子の帯域幅が減少する。帯域幅が３００ＧＨｚより小さい場合、導波路型光検出器の吸収層との相互作用長を十分短い値（例えば、１０μｍ）に維持して寄生容量を小さくし、更に十分に高い応答性及び飽和出力を実現することができる（しかしながら、最大長は素子の寄生容量によって制限される）。しかしながら、高い応答性及び飽和出力を実現するためには、導波路の内の光を吸収する部分を長くする必要があるので、光検出器の寄生容量が非常に大きくなり、これによって光検出器の帯域幅が大幅に制限される。
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  ｖｏｌ．  ２３，  ｐｐ．  １８１８−１８２７，  ２００５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、高い帯域幅、高い応答性、及び高い飽和出力を同時に光検出器において実現するという課題を解決する手段を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一の態様によれば、光検出器が提供され、光検出器は：
光信号を搬送する光子を、対応する電気信号を搬送する電荷キャリアに変換する吸収体を含む能動導波路と；
電気信号を搬送する電荷キャリアを輸送するキャリア収集層と；そして
キャリア収集層にじかに隣接し、かつ５つよりも少ないモードを持続(support)させる副導波路と、を備え、副導波路は光信号を搬送する光子を受信し、かつ能動導波路とエバネッセント結合する。
【０００７】
本発明の好適な態様によれば、前記能動導波路から出て行く前記電荷キャリアの高速輸送が、例えば単一走行キャリア（ＵＴＣ）構造を使用することにより可能になる。
【０００８】
本発明の別の好適な態様によれば、光検出器は、さらなる導波路を含む進行波構造を備え、さらなる導波路は、当該さらなる導波路に沿った電気信号の位相速度が能動導波路における光信号の位相速度とほぼ整合するように構成される。
【０００９】
本発明の上述の態様による光検出器では、副導波路と表記される、または受動導波路と等価的に表記される追加の導波路を構造に組み込む。追加の受動導波路によって、能動吸収体導波路とのエバネッセント結合が可能になり、そしてこの構成によって更に、高速キャリア輸送（ＵＴＣ構造におけるような）及び進行波（ＴＷ）構造の一方、または両方が実現する。進行波構造は、光信号が、電気信号の速度と同等の速度（位相速度）で導波路／電極に沿って進行するような構造である。
【００１０】
副導波路は、検出される光を受信し、この光は本明細書においては、光子または電磁放射線と等価的に表記される。本明細書において使用される「ｌｉｇｈｔ（光）」または「ｐｈｏｔｏｎｓ（光子）」という用語は、決して電磁スペクトルの特定部分への制限を意味するのではなく、例えばこれらの用語は、スペクトルの可視光部分に制限されず、かつこれらの用語は、赤外放射線、近赤外放射線、中赤外放射線、遠赤外放射線、テラヘルツ放射線（ＴＨｚ波）、及びミリメートル波放射線を明示的に含む。追加の導波路によって可能になるエバネッセント結合によって、飽和出力を更に高めることができるが、これは、エバネッセント結合によって、吸収が生じる長さが長くなるからであり、そして、検出器の応答性も高める。
【００１１】
構造のパラメータによって変わるが、エバネッセント結合は、導波路型光検出器が相対的に長くなることを意味するので、寄生容量が相対的に大きくなることを意味する。しかしながら、本発明の一の態様によれば、副導波路が空乏層またはキャリア収集層にじかに隣接するという状態は、この状態を、光位相速度及び電気位相速度を整合させることにより解決することができる（進行波法）ことを意味する。効果的なことであるが、容量は、検出器の単位長当たり容量、及び電極の単位長当たりインダクタンスによって形成される伝送線路（さらなる導波路）の一部分とされる。進行波構造が良好に構成される場合、検出器に関して帯域幅を制限する主要な要素は、吸収体（能動導波路）を通過する電子走行時間であり、素子の容量ではない。副導波路からのエバネッセント結合とともに進行波（ＴＷ）法を使用することにより、電子走行時間を決定する吸収体の厚さを薄くすることができるので、帯域幅を更に広くすることができる。
【００１２】
任意であるが、副導波路は、ほんのわずかのモードのみを持続させて、検出器が速度整合進行波動作を実現し、容量による制限を回避して、構造の追加層との適合性を維持しながら可能な最大帯域幅を達成するような寸法で設計される。例えば、副導波路は、２つ、または３つのモードを持続させるように、シングルモードとする、またはマルチモードにやや近いモードとすることができるとともに、エバネッセント波結合を応用した素子のスキームの範囲内で動作することができる。
【００１３】
本発明の別の態様による光検出器は、材料の固有帯域幅を、キャリアが走行する速度を高速化した最適化構造（例えば、空乏層またはキャリア収集層を通過する電子輸送のみを利用する単一走行キャリア構造のような）を利用して、走行時間を更に短くする、すなわち吸収層において生成される電荷キャリアを吸収層から出て行く方向に高速に輸送することにより広くするように構成される。
【００１４】
本発明の更に別の態様によれば、モード変換器を使用して、ファイバからの光を更に効率的に、副／受動導波路に結合させる。本発明による素子は、副／受動導波路を使用するので光検出器の能動部分のパラメータを変化させることなく、結合を最適化することができるという利点を有する。偏光に依存しない検出器も、適切に構成されるモード変換器を使用することにより形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態について例示としてのみ、添付の図を参照しながら説明することとする。
【００１６】
本発明の一の実施形態による光検出器に関するＵＴＣエピタキシャル構造の例を図１に示す。このＵＴＣエピタキシャル構造は、以下に挙げる層を上部から下部に向かって備えている：すなわち、電子を阻止し、かつ上部コンタクト層ともなるｐ型Ｑ１．３拡散バリア１；ｐ型ＩｎＧａＡｓ吸収層２（この層は最終形態の素子において、能動導波路を構成する）；正孔を阻止するｎ型Ｑ１．３グレーディング層３；キャリア収集層４を構成するｎ型ＩｎＰ空乏層；ｎ型Ｑ１．３導波路層５（この層は最終形態の素子において、追加の副／受動導波路を構成する）；ｎ型ＩｎＰバッファ６；及び半絶縁性基板７を備えている。ｐ型ＩｎＧａＡｓ上部コンタクト層のような他の層を任意にバリア層１の上方に追加することができる。Ｑｘ．ｘという表記は、ｘ．ｘμｍ（この実施形態では１．３μｍ）の波長に固有の吸収端を持つバンドギャップを有する４元材料（この場合は、ＩｎＧａＡｓＰ）を指すことに留意されたい。材料内の歪みによって変わるが、バンドギャップによってインジウム、ガリウム、砒素、及びリンの４元材料における割合が決定される。
【００１７】
次に、これらの層の内の幾つかの層の材料及び寸法の選択について説明する。本発明の一の実施形態による進行波検出器の帯域幅ＢＷは１次近似により次の等式のように表現することができる：
【００１８】
【数１】
0005981086.tif 000002
【００１９】
上の式では、Γは閉じ込め係数であり、αは吸収係数であり、νｅは電気位相速度であり、ｄｄは吸収領域厚さであり、そしてνｄは一様な電子ドリフト速度である。寄生容量による制限はない、というのは、等式の第１項（進行波の項）が寄生容量による制限を表わす項の代わりに用いられるからである。第２項はキャリアドリフト速度制限項であり、この制限項は、本発明の実施形態としてここに提案される構造において最適化される。進行波項は、構造及び素子設計によって変わる。構造によって、素子に対応する等価回路の容量及びコンダクタンスだけでなく、光結合特性が決まる。本発明を用いる素子では、副導波路を空乏層またはキャリア収集層に隣接して配置することにより、容量、抵抗、及び光結合に対する制御を確保する。素子設計によって、直列抵抗及びインダクタンスが決まる（導波路の幅、及びコンタクトの種類によって変わる）。最後に、並列抵抗は材料、及び電極の間隔によって決まる。容量、抵抗、及び光結合を最終項に関連付けながら制御することによって、高い周波数での速度の整合を得ることができる。通常、速度の整合を得ることができるということは、副／受動導波路層を含む層または層群の上の複数の層と、副／受動導波路層自体との合計膜厚を、通常の不純物添加濃度、及び通常のＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ構造に関して０．９μｍ〜１．３μｍにする必要があることを意味する。この膜厚は：副／受動導波路層を含む層または層群の膜厚を含み、この副／受動導波路層の膜厚は０．５μｍ以下に、好ましくは０．０５μｍ〜０．５μｍに、更に好ましくは０．２５μｍ〜０．５μｍにして、入射光を高い効率で結合させ、かつエバネッセント結合によって高い効率で結合させる必要があり；吸収層の膜厚を含み、吸収層の膜厚は０．０３μｍ〜０．３μｍにして、固有の帯域幅を広くするとともにエバネッセント結合によって高い効率で結合させる必要があり；そして上述の層の間の層群の膜厚を含み、これらの層の膜厚は、０．１５μｍ〜０．３５μｍにして、エバネッセント結合によって高い効率で結合させ、単位長当たりの容量を適切な値にし、そしてキャリア走行時間を短くする必要がある。
【００２０】
ＵＴＣ検出器の一の態様（本発明は、一の態様によるＵＴＣ検出器として具体化される）では、検出器の速度を普通のＰＩＮダイオードの速度よりも、単一の高速キャリアタイプ（電子）のみを電荷輸送に使用することにより大きくする（速度の低い正孔は寄与しない）。電子は正孔よりも熱平衡状態において速度が大きく、短距離を弾道的に移動することができる、すなわち熱平衡状態の飽和速度よりも速い速度で移動することができる。適切なバイアスを素子に印加することにより、電子は、電子の熱平衡状態の速度の最大６倍の速度で移動することができる。
【００２１】
ＵＴＣ（単一走行キャリア）の動作による高速キャリア輸送を実現するために、光子吸収層２及びキャリア収集層４は離れて配置される。吸収層２にはｐ型不純物が高濃度にドープされ、そして生成される電子は、キャリア収集層４を含むキャリア濃度の低い空乏層にドリフトし、この空乏層では、電子が加速されて空乏層から出て行く。吸収層２と空乏層またはキャリア収集層４との界面は、この界面で再結合が促進されることがあってはならない、または電子の流れが阻止される（ヘテロバリアが形成されると必ず発生する）ことがあってはならないので非常に重要となる。従来、高不純物濃度の吸収層と、キャリア濃度の低い空乏層、またはキャリア収集層との間の急峻な遷移は、ベリリウムの拡散係数が小さいという理由で吸収層内のベリリウムのようなドーパントを使用し、かつ４元グレーディング層を吸収層と収集層との間に使用してヘテロバリアを無くすことにより得られている。本明細では、空乏層及びキャリア収集層という用語は普通、同じ意味に使用される。空乏層はキャリア収集機能を備える層の一例である。
【００２２】
亜鉛は適切なドーパントにはならないと予測される、というのは、亜鉛は非常に高い拡散係数を持つことが知られているからである。しかしながら、本発明の或る実施形態では、亜鉛は非常に適切なドーパントであることが判明している、というのは、亜鉛はＩｎＧａＡｓに対してよりもＩｎＰに対して溶解し難く、かつ硫黄をドープしたＩｎＰには更に溶解し難くなるからである。図１は、硫黄を少量だけドープした（１０１６ｃｍ−３）ＩｎＰを空乏層またはキャリア収集層４に使用し、ｎ型Ｑ１．３層をグレーディング層３に使用し、そして亜鉛を高濃度にドープした（＞２ｘ１０１８ｃｍ−３）ＩｎＧａＡｓを吸収層２に使用する構造を示している。成長している間に、Ｑ１．３層を通ってＩｎＰに達する非常に少ない量の亜鉛の拡散が生じる。これによって、ＩｎＧａＡｓとＱ１．３との間に、そしてＱ１．３とＩｎＰとの間に残されたヘテロバリアの全てが大幅に小さくなる。これにより、高い量子効率を有する所望の高速ＵＴＣ素子が得られる。
【００２３】
図２は、本発明を用いた光検出器の代表的な進行波構造（ｔｒａｖｅｌｌｉｎｇ  ｗａｖｅ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を示している。図１に示す層状構造を、例えばエピタキシーによって成長させた後、当該構造を、例えばエッチングにより処理して、素子の層の幅及び長さを画定し、図２の基板の上に示すように、吸収層２が能動導波路を構成し、そしてＱ１．３導波路層５が副／受動導波路を構成するようにする。例えば、導波路の幅は４〜６μｍとすることができ、そして導波路の長さは１５μｍ以上とすることができる。金属を更に、従来のリソグラフィ法を使用して堆積形成することにより上部ｐ型コンタクト８、及びｎ型コンタクトペア９を設ける。この構造では、電気位相速度及び光位相速度を整合させて、電気帯域が寄生容量によって制限されるという問題を解決する。進行波構造は、検出器材料、及びコンタクトに使用される堆積金属の特性に基づいて計算することができる電極群の間隔によって画定される。従って、進行波素子を画定するためには通常、ｐ型コンタクト８の導電型、ｎ型コンタクト９の導電型、導波路の幅１０、及び電極群の間隔１１を定義する必要がある。
【００２４】
本発明のこの実施形態では、コンタクト８及び９の材料は金、またはＴｉ−Ａｕ，Ｐｔ−Ａｕ，Ｃｒ−Ａｕのような金を主成分として含有する合金、或いは下地半導体材料とのオーム接触（非整流性接触）を形成する適切な材料とすることができる。中心電極９は、２〜８μｍの範囲の幅であり；側部電極幅は＞５μｍであり、そして電極間の間隔１１は通常、５〜２５μｍである。コンタクト８，９の厚さは３００ｎｍ〜８００ｎｍである。
【００２５】
使用状態では、入射光Ｌを副／受動導波路５に結合させることにより、能動導波路（吸収層）２とエバネッセント結合させる。
【００２６】
図３は、副／受動導波路５と能動導波路２との間のエバネッセント結合を表わす模式断面を示している。光は、受動導波路から能動導波路に、受動導波路５におけるモード（群）のエバネッセント場１２が能動導波路２と相互作用することにより結合される。光のほとんどが受動導波路に吸収される（例えば、９０％が吸収される）ときの長さは、２つの導波路２と５との間隔１４、受動導波路５の膜厚１５、能動導波路２の膜厚１６、及び能動導波路の材料の吸収係数によって変わる。本発明のこの実施形態における副導波路は、一つの導波モードを持続させる、または幾つかの導波モードのみを持続させて、結合長を長くし、そして結合の均質性を高めるように構成される。モードの数は、導波路の幅及び膜厚だけでなく、コアとクラッド（周囲材料）との屈折率差によって決まる。屈折率は材料によって変わり、そしてＩｎＰの場合は３．１７であり、そしてＱ１．３の場合は約３．４である。これらの材料は、高い検出精度を実現するように選択されるので、導波路の寸法は、所望の性能を達成するように選択することができる。副導波路の幅は、能動導波路（吸収層）の幅によって決まり、能動導波路の幅は、素子の容量を小さくするように相対的に狭くする必要があり；例えば１〜８μｍの範囲とする必要がある。従って、副導波路の幅は、一つのモードのみを、または数モードのみを持続させる導波路を画定する主要な自由パラメータであり、そして本実施形態による構造では、膜厚は０．５μｍ以下、好ましくは０．０５〜０．５μｍの範囲、更に好ましくは０．２５〜０．５μｍの範囲となるように選択される。
【００２７】
図４は、エバネッセント結合した検出器に関する２次元シミュレーションから得られる結果を示しており、この場合、この検出器は、図２及び３に示すような検出器であり、他のパラメータは次の通りである：すなわち、導波路２の幅１０は４μｍ；受動導波路の膜厚１５は０．４μｍ；導波路間の間隔１４は０．３３μｍ；そして能動導波路の膜厚１６は０．０５μｍ〜０．２５μｍの範囲であるが、この膜厚は、当該膜厚が小さいコンタクト抵抗を実現するために十分大きく、かつコンタクト抵抗の変化、インダクタンス、及び寄生容量が、素子を設計する際に考慮に入れられるとすると重要ではない。グラフは、入射光の９０％を吸収するのに必要な導波路の長さが、能動導波路（吸収層２）の膜厚が変化するとともに変化する様子を示している。
【００２８】
図示しないモード変換器として動作する更に別の傾斜型導波路を設けて、劈開光ファイバからの光を副／受動導波路５に高い効率で結合させることができる。モード変換用導波路は、素子の偏波無依存化を可能にする構造とすることもできる。適切なモード変換器、及び偏波無依存化に関する更なる詳細は、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  ｖｏｌ．  ２３，  ｐｐ．  １８１８−１８２７，  ２００５に掲載されたＣｈｅｅ−Ｗｅｉ  Ｌｅｅ，  Ｍｅｅ−Ｋｏｙ  Ｃｈｉｎ，  Ｍａｈａｄｅｖａｎ  Ｋ．  Ｉｙｅｒ，及びＡｌｅｘａｎｄｒｅ  Ｐｏｐｏｖによる「偏波無依存光結合及び偏波モードスプリットを行う非対称導波路縦型結合器(Asymmetric Waveguide Vertical Couplers for Polarization-Independent Coupling and Polarization-Mode Splitting)」と題する論文に記載されている。
【００２９】
図４は、吸収層の膜厚（すなわち、能動導波路２の膜厚１６）が、この膜厚が吸収長の決定に重要な役割を果たすので重要であることを示している。吸収層の膜厚を薄くすると、吸収層の膜厚が更に減少して吸収長が再び増加し始める値（この場合、約０．１２μｍの厚さ）までは、吸収長が短くなることが分かる。進行波構造を使用する利点の全てを引き出すためには相対的に長い吸収長が望ましい。しかしながら、この特性を薄い膜厚で実現すると、固有の帯域幅が広くなるという更に別の利点が得られるが、これは、電子が走行する距離が短くなるからである。従って、吸収層２は通常、０．１μｍ未満の膜厚を有する。これによって更に寄生容量が大きくなるが、本発明の一の態様を用いる素子では、この問題は、進行波構造を使用することにより解決することができる。
【００３０】
図５ａ及び５ｂは、本発明を用いる光検出素子サンプルから得られた結果を示している。この事例では、シングルモードファイバからの入射光の４０％しか光検出器に結合させることができなかったことに注目されたい。最適化されていないこの素子が、図５ａのグラフから分かるように、１１０ＧＨｚ超という広い３ｄＢ帯域幅を、そして図５ｂのグラフから分かるように、１１０ＧＨｚで０．２Ａ／Ｗの高い応答性を既に示していることが分かる。この素子は、光を吸収する１５μｍの長さの能動導波路を有し、これによって飽和出力が制限されるのではあるが、それでも１００ｍＷ超の飽和出力を達成している。飽和出力は、長い能動導波路を使用することにより更に大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一の実施形態による光検出器の代表的なエピタキシャル構造を模式的に示す。
【図２】本発明の一の実施形態による光検出器の代表的な進行波構造を示す。
【図３】本発明において使用されるエバネッセント結合を説明する模式図である。
【図４】エバネッセント結合を示し、そして本発明の一の実施形態による素子における吸収層の膜厚に対する、９０％吸収に必要な導波路長の関係を示すグラフである。
【図５】図ａ及び図ｂは、本発明を用いる素子により得られる結果に関する２つのグラフを示す。
【図１】
0005981086.tif 000003
【図２】
0005981086.tif 000004
【図３】
0005981086.tif 000005
【図４】
0005981086.tif 000006
【図５】
0005981086.tif 000007