(57)【要約】【課題】広い波長領域に対して変調可能で、素子温度の制御が不要な電界吸収型の半導体光変調素子を実現する。【解決手段】ＧａＡｓ基板１上に設けたｐ型クラッド層２と、このクラッド２層上に設けられ、第１の量子井戸層５と、第２の量子井戸層６とを障壁層４を介して交互に積層してなる二重量子井戸構造３と、この二重量子井戸構造３上に設けたｎ型クラッド層７とを有し、第２の量子井戸層６の伝導帯の下端のエネルギが、第１の量子井戸層５の伝導帯の下端のエネルギより大きく、第２の量子井戸層６のバンドギャップエネルギが、第１の量子井戸層５のバンドギャップエネルギ１３大きく、第１の量子井戸層５の電子の基底準位のエネルギが、第２の量子井戸層６の電子の基底準位のエネルギより小さい構成になっている。【選択図】    図１
2004347650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けた第１伝導型の第１のクラッド層と、
前記第１のクラッド層上に設けられ、第１の量子井戸層と、第２の量子井戸層とを障壁層を介して交互に積層してなる二重量子井戸構造と、
前記二重量子井戸構造上に設けた第２伝導型の第２のクラッド層とを有し、
前記第２の量子井戸層の伝導帯の下端のエネルギが、前記第１の量子井戸層の伝導帯の下端のエネルギより大きく、
前記第２の量子井戸層のバンドギャップエネルギが、前記第１の量子井戸層のバンドギャップエネルギより大きく、
前記第１の量子井戸層の電子の基底準位のエネルギが、前記第２の量子井戸層の電子の基底準位のエネルギより小さいことを特徴とする半導体光変調素子。
【請求項２】
前記二重量子井戸構造に電圧を印加した際の、電子の量子準位の共鳴／非共鳴による光吸収係数の波長依存性の差を利用して当該半導体光変調素子の光の透過する割合を制御することを特徴とする請求項１記載の半導体光変調素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信などで用いられる電気の変調信号を光の変調信号に変換するための電界吸収型の半導体光変調素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献】特許第２６７００５１号公報。
【０００３】
従来、半導体光変調素子の一つとして、量子井戸構造における励起子のシュタルク効果による吸収端のレッドシフトを利用した電界吸収型光変調素子が提案されている。上記特許文献には、この素子の典型例が示されている。以下、図７と図８を用いてこの従来例について説明する。図７はこの従来の素子構造の斜視図、図８は図７の素子の光吸収スペクトルを示す特性図である。
図７において、７１はＩｎＰ基板、７２はＩｎＰ基板７１上に配置したｎ型ＩｎＰからなる第１のクラッド層、７３は厚さ１００ÅのＩｎ０．５５Ｇａ０．４５Ａｓ０．９７Ｐ０．０３量子井戸層で、その光の吸収端は波長１．５０μｍに保たれている。７４は厚さ１５０ÅのＩｎＰ障壁層で、量子井戸層７３と障壁層７４とが交互に２０周期積層され活性層である多重量子井戸層構造が形成されている。７５はＰ型ＩｎＰからなる第２のクラッド層で、その上部は図示のごとくストライプ状をなしている。第２のクラッド層７５は厚さ０．４μｍで、その上部に高さ１．６μｍ、幅６μｍのストライプを形成して装荷クラッド部７６としてある。７７はストライプ上に形成された厚さ０．１５μｍのｐ型Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓキャップ層、７８および７９は電極、８１は入力光、８２は出力光である。この構造は、光を多重量子井戸層構造に平行に入射して光の変調器あるいはスイッチとして動作させる。
ｐ型およびｎ型クラッド層７５、７２で挟まれた活性層に電圧を印加した場合の光吸収係数の変化は図８（ａ）のようになる。この図の横軸は波長、縦軸は吸収係数を示し、λｇは吸収端を示す。破線は電界有り、実線は電界無しを示す。図のように、吸収係数のピークは、電圧の印加によって長波長側ヘシフトする。従って、図８（ｂ）に示すように、電界の有無により吸収端λｇ付近で吸収係数が大きく変化することになる。これにより電極７８と７９間の電位差を制御することで、素子を通過する光の強度を変えることが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図８（ｂ）から分かるように、吸収係数が変化するのは波長１．５５μｍ付近の１０ｎｍの限られた波長領域だけで、この領域以外の波長の光に対する変調効率は急激に劣化することになる。そのため、波長１．５４μｍ以下の光を変調する光変調器を実現するためには、量子井戸層７３に用いる材料のＩｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓに対するＩｎＰ組成を増加させて、吸収端λｇを短波長側に調整する必要がある。また、波長１．５６μｍ以上の光を変調する光変調器を実現するためには、量子井戸層１１０３に用いる材料のＩｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓに対するＩｎＰ組成を減少させて、吸収端λｇを長波長側に調整する必要がある。そのため、大容量波長多重伝送に従来例による電界吸収型光変調器を適用することを考えた場合、数種類の結晶構造を準備する必要があり、非常に非効率的である。
さらに素子温度が変わった場合、バンドギャップエネルギのシフトに伴い、吸収端λｇがシフトするので変調可能な波長領域もシフトする。従って、想定していた波長の光が、素子温度の変化で変調可能な波長領域から外れることも起こり得る。これを避けるため、従来の電界吸収型光変調素子では、素子温度を一定に保つための装置との併用が必須となり、低コスト化、集積化への障害となっていた。
本発明の目的は、上述の問題点を解決して、広い波長領域に対して変調可能で、素子温度の制御が不要な電界吸収型の半導体光変調素子を実現することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明においては特許請求の範囲に記載するような構成をとる。
すなわち、本発明の半導体光変調素子は、基板上に設けた第１伝導型の第１のクラッド層と、前記第１のクラッド層上に設けられ、第１の量子井戸層と、第２の量子井戸層とを障壁層を介して交互に積層してなる二重量子井戸構造と、前記二重量子井戸構造上に設けた第２伝導型の第２のクラッド層とを有し、前記第２の量子井戸層の伝導帯の下端のエネルギが、前記第１の量子井戸層の伝導帯の下端のエネルギより大きく、前記第２の量子井戸層のバンドギャップエネルギが、前記第１の量子井戸層のバンドギャップエネルギより大きく、前記第１の量子井戸層の電子の基底準位のエネルギが、前記第２の量子井戸層の電子の基底準位のエネルギより小さいという構成になっている。
また、前記二重量子井戸構造に電圧を印加した際の、電子の量子準位の共鳴／非共鳴による光吸収係数の波長依存性の差を利用して当該半導体光変調素子の光の透過する割合を制御する構成になっている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、まず図５、図６を用いて本発明の原理（作用）について説明する。図５は二重量子井戸構造における電子、正孔のエネルギ準位の関係を説明する図、図６は二重量子井戸構造で、電子準位が共鳴している状態と共鳴していない状態での光の吸収係数の違いを説明するための図である。
図５において、４は障壁層、５は第１の量子井戸層、６は第２の量子井戸層、１１は第１の量子井戸層５の伝導帯の下端、１２は第２の量子井戸層６の伝導帯の下端、１３は第１の量子井戸層５のバンドギャップエネルギ、１４は第２の量子井戸層６のバンドギャップエネルギ、１５は第１の量子井戸層５の電子の基底準位、１６は第２の量子井戸層６の電子の基底準位、１７は第１の量子井戸層５の正孔の基底準位、１８は第２の量子井戸層６の正孔の基底準位、Ｅｇは第１の量子井戸層５の電子の基底準位１５と正孔の基底準位１７間の遷移エネルギ、Ｅ１は第２の量子井戸層６の電子の基底１６と正孔の基底準位１８間の遷移エネルギである。
【０００７】
本発明による半導体光変調素子における半導体超格子構造（二重量子井戸構造）では、図５に示すように第１の量子井戸層５内と第２の量子井戸層６内に電子および正孔の準位が形成される。これにより、二重量子井戸構造に電圧が印加されていない状態では、第１の量子井戸層５内に電子の基底準位１５、正孔の基底準位１７が、第２の量子井戸層６内に電子の基底準位１６、正孔の基底準位１８が形成されることになる。この第１の量子井戸層５内の電子の基底準位１５と正孔の基底準位１７間の遷移エネルギをＥｇ、第２の量子井戸層６内の電子の基底準位１６と正孔の基底準位１８間の遷移エネルギをＥ１とすると、図６（ａ）の一点鎖線に示すように超格子構造に対する光の吸収係数は、遷移エネルギＥｇおよびＥ１のところでステップ状に増加する特性を示し、遷移エネルギＥｇより大きなエネルギの光を超格子構造は吸収することになる。
この構造で、第１の量子井戸層５に形成される電子の基底準位１５が、第２の量子井戸層６に形成される電子の量子準位のうち、エネルギ的に最低の準位と共鳴する状態になる電界強度をＦｒｅｓとする。この場合、この電界強度Ｆｒｅｓが超格子構造に印加された状態では、第１の量子井戸層５に形成される電子の基底準位１５の波動関数は、第１の量子井戸層５と第２の量子井戸層６に広がって存在することになるため、電子の基底準位１５の電子と正孔の基底準位１７の正孔の波動関数の重なり積分が小さくなり、遷移エネルギＥ１より大きなエネルギの光に対する超格子構造での光の吸収率が低下する。このときの超格子構造の光吸収特性を図６（ａ）にプロットすると実線のようになる。
超格子構造に印加される電界強度が、電界強度Ｆｒｅｓよりさらに大きくなると、電子の波動関数は障壁を越えて隣の井戸に染み出すことはなくなり、波動関数は片方の井戸に局在することになり、各準位での光の吸収率は、超格子構造に電界が印加されていない状態と同じ値に回復する。つまり、図６（ａ）の一点鎖線のような状態に戻る。
ここで、Ｆ＝ＦｒｅｓとＦ≠Ｆｒｅｓでの光吸収係数の差をエネルギを横軸にプロットすると図６（ｂ）のようになり、遷移エネルギＥｇより大きなエネルギの光、つまり遷移エネルギＥｇに対応する波長より短波側の広い波長領域の光に対して吸収係数の変化が得られる。従って本提案の超格子構造を採用することで、従来の電界吸収型光変調器に比べて、広い波長領域に対して変調可能な光変調素子を実現することが可能となる。また、変調可能な波長領域が広がったため、素子温度が変化して遷移エネルギＥｇがシフトしても変調可能な波長領域から外れることは起こりえず、素子温度の一定に保つための装置が不要となり、低コスト化、高集積化が可能となる。
【０００８】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
実施の形態１
図１（ａ）は本発明の実施の形態１の半導体超格子構造を有する半導体光変調素子の構造の一例を示す断面模式図である。図１（ａ）において、絶縁性ＧａＡｓ基板１上にｐ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓからなるクラッド層２と、超格子構造である二重量子井戸構造３と、ｎ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓからなるクラッド層７が形成されており、クラッド層２と７にはそれぞれオーミック電極８と９が形成されている。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）の二重量子井戸構造３の拡大断面詳細図で、厚さ５ｎｍのＡｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓからなる障壁層４、厚さ１２ｎｍのＧａ０．６８Ｉｎ０．３２Ｎ０．０１Ａｓ０．９９からなる第１の量子井戸層５、厚さ５ｎｍのＡｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ障壁層４、厚さ１４ｎｍのＧａＮ０．００８Ａｓ０．９９２からなる第２の量子井戸層６を一周期として、これを２０周期重ねた上に厚さ３ｎｍのＡｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ障壁層４を形成した構造になっている。また、この構造で入力光４１は、二重量子井戸構造３のヘテロ界面に平行な方向に進行し、出力光４２となる。
図２において、１１は第１の量子井戸層５の伝導帯の下端、１２は第２の量子井戸層６の伝導帯の下端、１３は第１の量子井戸層５のバンドギャップエネルギ、１４は第２の量子井戸層６のバンドギャップエネルギ、１５は第１の量子井戸層５の電子の基底準位、１６は第２の量子井戸層６の電子の基底準位、１７は第１の量子井戸層５の正孔の基底準位、１８は第２の量子井戸層６の正孔の基底準位、１９は第１の量子井戸層５の電子の第１励起準位、２０は第１の量子井戸層５の正孔の第１励起準位、Ｅｇは第１の量子井戸層５の電子の基底準位１５と正孔の基底準位１７間の遷移エネルギ、Ｅ１は第２の量子井戸層６の電子の基底準位１６と正孔の基底準位１８間の遷移エネルギ、Ｅ２は第１の量子井戸層５の電子の第１励起準位１９と正孔の第１励起準位２０間の遷移エネルギである。
【０００９】
この二重量子井戸構造３における量子準位は、図２（ａ）に示すように、第１の量子井戸層５内と第２の量子井戸層６内に電子および正孔の準位が形成される。これにより、二重量子井戸構造３に電圧がかかってない状態では、図２（ｂ）の一点鎖線で示すように、波長１．３１、１．０９、０．９５μｍでそれぞれ光吸収係数がステップ状に増大する特性を示す。
この素子の電極８と９に、電極９がプラスになるように電圧を印加し、二重量子井戸構造３に１０８ｋＶ／ｃｍの電界を形成する。その場合、二重量子井戸構造３において第１の量子井戸層５の電子の基底準位１５と第２の量子井戸層６の電子の基底準位１６が共鳴を起こすことになるので、上述の原理の説明で述べたような理由により、図２（ｂ）の実線のように光吸収係数が減少する。
また、この状態から電極８と９間に印加する電圧をさらに増大させると、第１の量子井戸層５の電子の基底準位１５と第２の量子井戸層６の電子の基底準位１６の共鳴状態は解消され、図２（ｂ）の一点鎖線のように光吸収係数が回復する。
このように本実施の形態１の半導体光変調素子は、ＧａＡｓ基板１上に設けた第１伝導型（ここではｐ型）の第１のクラッド層２と、このクラッド２層上に設けられ、第１の量子井戸層５と、第２の量子井戸層６とを障壁層４を介して交互に積層してなる二重量子井戸構造３と、この二重量子井戸構造３上に設けた第２伝導型（ここではｎ型）の第２のクラッド層７とを有し、▲１▼第２の量子井戸層６の伝導帯の下端１２のエネルギが、第１の量子井戸層５の伝導帯の下端１１のエネルギより大きく、▲２▼第２の量子井戸層６のバンドギャップエネルギ１４が、第１の量子井戸層５のバンドギャップエネルギ１３より大きく、▲３▼第１の量子井戸層５の電子の基底準位１５のエネルギが、第２の量子井戸層６の電子の基底準位１６のエネルギより小さい構成になっている。
また、二重量子井戸構造３に電圧を印加した際の、電子の量子準位の共鳴／非共鳴による波導関数の染み出しの強弱で光吸収係数の波長依存性の差を利用して当該半導体光変調素子の光の透過する割合（透過率）を制御する構成になっている。
なお、本二重量子井戸構造３を決定するのは、上記▲１▼、▲２▼の要件を満たす材料を選択した上で、第１の量子井戸層５および第２の量子井戸層６の層厚を調整することにより、容易に上記▲３▼の要件を満たすことができる。
【００１０】
この素子で、電界強度の制御により光吸収係数の大きな変化が得られるのは、波長にして１．３１から１．０９μｍと非常に広い波長域にわたっており、従来の電界吸収型光変調素子に比べて変調可能な波長域が１桁以上広い光変調器が実現できる。また、変調可能な波長領域が広がったため、素子温度が変化して遷移エネルギＥｇがシフトしても変調可能な波長領域から外れることは起こりえず、素子温度の一定に保つための装置が不要となり、低コスト化、高集積化が可能となる。
なお、以上の実施の形態１では、波長１．３１μｍより短波長の光変調器を示したが、変調可能な波長域が、本実施の形態１に提案された値に限定されるものでなく、第１の量子井戸層５の井戸幅を変更し、遷移エネルギＥｇを調整することで、波長をシフトさせることが可能であることは自明である。また、本実施の形態１では、用いる半導体材料としてＧａＡｓとＡｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ、Ｇａ０．６８Ｉｎ０．３２Ｎ０．０１Ａｓ０．９９、ＧａＮ０．００８Ａｓ０．９９２を用いたが、ＩｎＰ、ＩｎｘＧａ１−ｘＡｓｙＰ１−ｙ、Ｉｎ０．５２Ａｌ０．４８Ａｓ、などの他のＩＩＩ−Ｖ族半導体およびその混晶系においても、本発明の半導体光変調素子を実現することができることは明らかである。
【００１１】
実施の形態２
以下に上記実施の形態１とは別の一例を挙げ説明する。図３（ａ）は本発明の実施の形態２の半導体超格子構造を有する半導体光変調素子の構造の一例を示す断面模式図である。図３（ａ）において、絶縁性ＧａＡｓ基板３１上にｐ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓからなるクラッド層３２と、超格子構造である二重量子井戸構造３３と、ｎ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓからなるクラッド層３７が形成されており、クラッド層３２と３４にはそれぞれオーミック電極３８と３９が形成されている。図３（ｂ）は、図３（ａ）の二重量子井戸構造３３の拡大断面詳細図で、厚さ５ｎｍのＡｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓからなる障壁層３４、厚さ７ｎｍのＧａＡｓからなる第１の量子井戸層３５、厚さ５ｎｍのＡｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓ障壁層３４、厚さ１５ｎｍのＧａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐからなる第２の量子井戸層３６を一周期として、これを２０周期重ねた上に厚さ５ｎｍのＡｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓ障壁層３４を形成した構造になっている。また、この構造で入力光４１は、二重量子井戸構造３３のヘテロ界面に平行な方向に進行し、出力光４２となる。
図４において、１１は第１の量子井戸層３５の伝導帯の下端、１２は第２の量子井戸層３６の伝導帯の下端、１３は第１の量子井戸層３５のバンドギャップエネルギ、１４は第２の量子井戸層３６のバンドギャップエネルギ、１５は第１の量子井戸層３５の電子の基底準位、１６は第２の量子井戸層３６の電子の基底準位、１７は第１の量子井戸層３５の正孔の基底準位、２０は第１の量子井戸層３５の正孔の第１励起準位、Ｅｇは第１の量子井戸層５の電子の基底準位１５と第１の量子井戸層５の正孔の基底準位１７間の遷移エネルギ、Ｅ１は電子の第１励起準位１８と正孔の第１励起準位２１間の遷移エネルギ、Ｅｂは障壁層３４のバンドギャップエネルギである。
【００１２】
この二重量子井戸構造３３における量子準位は、図４（ａ）に示すように、第１の量子井戸層３５内と第２の量子井戸層３６内に電子および正孔の準位が形成される。これにより、二重量子井戸構造３３に電圧がかかってない状態では、図４（ｂ）の一点鎖線で示すように、波長０．８０５μｍで光吸収係数がステップ状に増大する特性を示す。
なお、この構造で第２の量子井戸層３６内の電子の基底準位１６と第１の量子井戸層３５内の正孔の第１励起準位２０間の遷移に対応する０．７２７μｍ付近で光の吸収係数が増大しないのは、この準位の電子と正孔が第１の量子井戸層３５と第２の量子井戸層３６に分かれて存在し、遷移がほとんど起こらないためである。
この素子の電極３８と３９に、電極３９がプラスになるように電圧を印加し、二重量子井戸構造３３に８０ｋＶ／ｃｍの電界を形成する。その場合、二重量子井戸構造３３において電子の基底準位１５と電子の基底準位１６が共鳴を起こすことになるので、上述の原理の説明でのべたような理由により、図４（ｂ）の実線のように光吸収係数が減少する。
また、この状態から電極３８と３９間に印加する電圧をさらに増大させると、電子の基底準位１５と電子の基底準位１６の共鳴状態は解消され、図４（ｂ）の一点鎖線のように光吸収係数が回復する。
この素子で、電界強度の制御により光吸収係数の大きな変化が得られるのは、波長にして０．８０５μｍから障壁層３４での光吸収が始まる０．６２３μｍ付近までの非常に広い波長域にわたっており、従来の電界吸収型光変調素子に比べて変調可能な波長域が１桁以上広い光変調器が実現できる。
なお、以上の実施の形態２では、波長０．８０５μｍより短波長の光変調器を示したが、変調可能な波長域が、本実施の形態２に提案された値に限定されるものでなく、第１の量子井戸層３５の井戸幅を変更し、遷移エネルギＥｇを調整することで、波長をシフトさせることが可能であることは自明である。また、本実施の形態２ではＧａＡｓ、Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓ、Ｇａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐを用いたが、ＩｎＰに格子整合するＩｎ０．５８Ｇａ０．４２Ａｓ０．９Ｐ０．１、Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓ、Ｉｎ０．５２Ａｌ０．４８Ａｓなどの他のＩＩＩ−Ｖ族半導体およびその混晶系においても、本発明の半導体光変調素子を実現することができることは明らかである。
【００１３】
以上本発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来の電界吸収型光変調素子に比べて広い波長領域にわたり光の強度変調が可能となるため、素子温度の変化による変調効率の劣化を防止でき、素子温度調整機構が不要な光変調素子を実現でき、低コストか、高集積化の実現を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１の光変調素子の構造を示す模式図、（ｂ）は（ａ）の光変調素子の超格子構造部の拡大詳細図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施の形態１の超格子構造部のバンド構造を示す模式図、（ｂ）は本発明の実施の形態１の超格子構造部の光吸収特性を示す図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態２の光変調素子の構造を示す模式図、（ｂ）は（ａ）の光変調素子の超格子構造部の拡大詳細図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施の形態２の超格子構造部のバンド構造を示す模式図、（ｂ）は本発明の実施の形態２の超格子構造部の光吸収特性を示す図である。
【図５】二重量子井戸構造における電子、正孔のエネルギ準位の関係を示す説明図である。
【図６】二重量子井戸構造で、電子準位が共鳴している状態と共鳴していない状態での光の吸収係数の違いを示す説明図である。
【図７】従来の電界吸収型光変調素子の構造を示す斜視図である。
【図８】従来の電界吸収型光変調素子の波長と吸収係数の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１…絶縁性ＧａＡｓ基板
２…ｐ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓクラッド層
３…二重量子井戸構造
４…Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓ障壁層
５…Ｇａ０．６８Ｉｎ０．３２Ｎ０．０１Ａｓ０．９９第１の量子井戸層
６…ＧａＮ０．００８Ａｓ０．９９２第２の量子井戸層
７…ｎ型Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ａｓクラッド層
８、９…オーミック電極
１１…第１の量子井戸層の伝導帯の下端
１２…第２の量子井戸層の伝導帯の下端
１３…第１の量子井戸層のバンドギャップエネルギ
１４…第２の量子井戸層のバンドギャップエネルギ
１５…第１の量子井戸層の電子の基底準位
１６…第２の量子井戸層の電子の基底準位
１７…第１の量子井戸層の正孔の基底準位
１８…第２の量子井戸層の正孔の基底準位
１９…第１の量子井戸層の電子の第１励起準位
２０…第１の量子井戸層の正孔の第１励起準位
３１…絶縁性ＧａＡｓ基板
３２…ｐ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓクラッド層
３３…二重量子井戸構造
３４…Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓ障壁層
３５…ＧａＡｓ第１の量子井戸層
３６…Ｇａ０．５１Ｉｎ０．４９Ｐ第２の量子井戸層
３７…ｎ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓクラッド層
３８、３９…オーミック電極
４１…入力光
４２…出力光
７１…ＩｎＰ基板
７２…ｎ型クラッド層
７３…Ｉｎ０．５５Ｇａ０．４５Ａｓ０．９７Ｐ０．０３量子井戸層
７４…ＩｎＰ障壁層
７５…Ｐ型クラッド層
７６…装荷クラッド部
７７…ｐ型Ｉｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓキャップ層
７８、７９…電極
８１…入力光
８２…出力光
Ｅｇ…第１の量子井戸層の電子の基底準位と正孔の基底準位間の遷移エネルギ
Ｅ１…第２の量子井戸層の電子の基底準位と正孔の基底準位間の遷移エネルギ
Ｅ２…第１の量子井戸層の電子の第１励起準位と正孔の第１励起準位間の遷移エネルギ
Ｅｂ…障壁層のバンドギャップエネルギ
【図１】
2004347650.tif 000003
【図２】
2004347650.tif 000004
【図３】
2004347650.tif 000005
【図４】
2004347650.tif 000006
【図５】
2004347650.tif 000007
【図６】
2004347650.tif 000008
【図７】
2004347650.tif 000009
【図８】
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