(57)【要約】【課題】特に初期条件の厳密な制御が不要となることからデバイスの作製が容易になり、また持続的なパルス発振を実現する。【解決手段】連続して供給される入力光に応じて励起子が励起されるエネルギー準位２１を有する量子ドットＡと、第１のエネルギー準位２１と共鳴するエネルギー準位２２を有するとともに当該エネルギー準位２２から下位準位であるエネルギー準位２３へ励起子が遷移することによるエネルギー放出量に応じた出力となる出力光を生成する量子ドットＢとを有するエネルギー供給用量子ドットグループ２と、量子ドットＡにおけるエネルギー準位２１からの励起子の一部が遅延系４を介して供給され、これに基づいて制御光を出力する遅延システム用量子ドットグループ３とを備え、量子ドットＢは、制御光に応じてエネルギー準位２３における励起子の励起状態を変化させて、これに基づいて、パルス波形からなる上記出力光を生成する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続して供給される入力光に応じて励起子が励起される第１のエネルギー準位を有する量子ドットＡと、上記量子ドットＡより大体積で構成され、上記量子ドットＡにおける第１のエネルギー準位と共鳴する第２のエネルギー準位を有するとともに当該第２のエネルギー準位から下位準位である第３のエネルギー準位へ励起子が遷移することによるエネルギー放出量に応じた出力となる出力光を生成する量子ドットＢとを有するエネルギー供給用量子ドットグループと、
上記量子ドットＡにおける第１のエネルギー準位からの励起子の一部が遅延系を介して供給される第４のエネルギー準位を有する量子ドットＣと、上記量子ドットＣより大体積で構成され、上記量子ドットＣにおける第４のエネルギー準位と共鳴する第５のエネルギー準位を有するとともに当該第５のエネルギー準位から放出されたエネルギーに応じて制御光を出力する量子ドットＤとを有する遅延システム用量子ドットグループとを備え、
上記量子ドットＢは、上記制御光に応じて上記第３のエネルギー準位に励起子が励起され、当該第３のエネルギー準位における励起子の励起状態に基づいて、上記第２のエネルギー準位から上記第３のエネルギー準位へのエネルギー放出量が調整されることにより、パルス波形からなる上記出力光を生成すること
を特徴とする量子ドットを用いた微小パルス光生成器。
【請求項２】
上記入力光の強度を調整することにより、出力光のパルス幅又はパルス強度を制御する  こと
を特徴とする請求項１記載の量子ドットを用いた微小パルス光生成器。
【請求項３】
上記遅延システム用量子ドットグループにおける遅延系の遅延時間は、出力光の所望のパルス幅又はパルス強度に応じて予め調整されていること
を特徴とする請求項１記載の量子ドットを用いた微小パルス光生成器。
【請求項４】
上記遅延システム用量子ドットグループにおける遅延系は、上記量子ドットＣと同等の複数の量子ドットを列状に並べることにより構成される遅延伝送路であること
を特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項記載の量子ドットを用いた微小パルス光生成器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノフォトニックデバイスにおけるパルス信号源に好適に用いられる量子ドットを用いた微小パルス光生成器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体微細加工技術の発展により、量子力学的効果が顕著に現れるサイズまでに微細な構造をもつ半導体素子が実現されている。この量子力学的効果を利用した半導体素子として、例えばＨＢＴ(Hetero-junction Bipolar Transistor)や量子井戸レーザ等が実用化されている。また量子力学的効果を利用し、単一電子を制御することにより電子の粒子性を極限まで利用するナノスケールの量子ドットが注目されている。
【０００３】
量子ドットは、上述した半導体微細加工技術を用いることにより、励起子に三次元的な量子閉じ込めを与えるほど微細なポテンシャルの箱を形成したものである。この励起子の閉じ込め系を利用し、量子ドット内のキャリアのエネルギー準位が離散的になり、状態密度がデルタ関数的に尖鋭化する。この量子ドットにおける尖鋭化した状態間における光の吸収を利用する単一電子メモリや、量子ドットを出入りする単一電子をＯＮ／ＯＦＦ動作させる単一電子トランジスタが既に研究されており、単一電子のナノスケール操作が実現化されつつある。
【０００４】
ところで、将来の大容量情報処理への要求に応えるべく、光の回折限界に支配されることなく演算処理、情報処理、遅延処理等を行うことができるナノスケールの演算回路、遅延回路等の実現が望まれている。かかるナノスケールの回路を電子デバイスで実現化しようとした場合、パルス発振、パルス生成の機能は、システムブロックを構成する上で不可欠になる。即ち、ナノフォトニックデバイスにおいて回折限界以下のパルス幅、振幅からなる周期的な信号源を生成する必要性があった。
【０００５】
このような回折限界以下の光パルス発振に関する研究は、近年において特に進められてきている（例えば非特許文献１参照。）。この非特許文献１では、円環状に配列した二準位系と、相互の近接場相互作用に基づいた「超放射」が理論的に検討されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Akira SHOJIGUCHI,Kiyoshi KOBAYASHI,Suguru SANGU,Kazuo KITAHARA and Motoichi OHTSU"Superradiance and Dipole Ordering of an N Two-Level System Interacting with Optical Near Fields"Journal of the Physical Society of Japan Vol.72,No.11,November,2003,pp.2984-3001.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の如き非特許文献１の開示技術では、特に初期条件の厳密な制御が必要となることからデバイスの作製が難しくなり、また持続的な発振は実現できない等、いくつかの問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、ナノフォトニックシステムにおいて用いられる回折限界以下のパルス光を発生することが可能な微小パルス光生成器において、特に初期条件の厳密な制御が不要となることからデバイスの作製が容易になり、また持続的なパルス発振を実現することが可能な量子ドットを用いた微小パルス光生成器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明者は、以下に説明する近接場光相互作用による光励起移動の二値性に着目した。
【００１０】
図１は、小さい量子ドット４１と大きい量子ドット４２におけるエネルギー準位を示している。各量子ドット４１、４２におけるエネルギー準位Ｅ（nx,ny,nz）は、粒子の質量をmとし、また量子ドットの辺長をLとしたときに、以下の式（１）により定義される。
Ｅ（nx,ny,nz）＝h2/8π2m（π/L）2（nx2+ny2+nz2）・・・・・（１）
【００１１】
なお、本発明では、量子ドットの形状や材質に応じて、この式（１）で定義されるエネルギー準位Ｅ（nx,ny,nz）の式以外に、他の一般的なエネルギー準位の式が適用される場合もある。
【００１２】
この式（１）に基づき、各量子ドット４１、４２のＥ（nx,ny,nz）を計算する。ここで量子ドット４１と、量子ドット４２との辺長比が、およそ１：√２であるとき、図１に示すように、量子ドット４１におけるエネルギー準位が（１,１,１）であるときのＥ（１１１）と、量子ドット４２におけるエネルギー準位が（２,１,１）であるときのＥ（２１１）とが等しくなり、励起子の励起エネルギー準位が共鳴する関係にある。また量子ドット４２におけるネルギー準位が（１,１,１）であるときのＥ（１１１）は、かかる量子ドット４２におけるＥ（２１１）よりも下位準位にある。
【００１３】
即ち、量子ドット４１におけるエネルギー準位（１,１,１）と、第２の量子ドット４２におけるエネルギー準位（２,１,１）は、それぞれ励起子の励起エネルギー準位が共鳴する関係にあり、近接場相互作用が働く関係にある。
【００１４】
量子ドット４１に入力光を供給すると、当該入力光に応じて量子ドット４１のエネルギー準位（１,１,１）に励起子が励起されるが、当該準位は、量子ドット４２のエネルギー準位（２,１,１）と略同一で構成されるため共鳴が生じ、体積の小さい量子ドット４１から体積の大きい量子ドット４２へ励起子が移動することになる。
【００１５】
この量子ドット４２へ移動した励起子は、量子ドット４２における下位準位（１,１,１）の励起子の励起状態に応じて２つの異なる振る舞いを示す。
【００１６】
先ず図２に示すように、量子ドット４２の下位準位（１,１,１）が励起子により占められていることなく空の場合、量子ドット４２へ注入された励起子は、そのまま量子ドット４２における下位準位（１,１,１）へ遷移した上で、放出光として放出されることになる。
【００１７】
これに対して、図３に示すように、量子ドット４２における下位準位（１,１,１）が励起子により既に埋められていた場合、上述した共鳴準位を通じて量子ドット４１から量子ドット４２への励起子の移動自体が生じることなく、光励起は、量子ドット４１におけるエネルギー準位（１,１,１）から緩和することになる。
【００１８】
即ち、サイズの大きい量子ドット４２における下位準位における励起子の励起状態に応じて、量子ドット４１からの光励起並びに緩和は、２通りのパターンとなる。
【００１９】
本発明者は、かかる点に着目し、サイズの大きい量子ドット４２における下位準位における励起子の励起状態を調整することにより、量子ドット４１からの光励起に基づく光放出強度を制御し、光パルスを生成することができることを切り口に鋭意検討を行った。
【００２０】
その結果、この量子ドット４２における下位準位における励起子の励起状態の調整は、量子ドット４１において光励起された励起子の一部が量子ドット４１を介すことなく漏洩して直接に光放出された光を遅延系を介して時間遅延させて使用することで、回折限界以下の光パルスをより安定的に作り出すことができることを見出した。
【００２１】
即ち、本願請求項１記載の量子ドットを用いた微小パルス光生成器は、連続して供給される入力光に応じて励起子が励起される第１のエネルギー準位を有する量子ドットＡと、上記量子ドットＡより大体積で構成され、上記量子ドットＡにおける第１のエネルギー準位と共鳴する第２のエネルギー準位を有するとともに当該第２のエネルギー準位から下位準位である第３のエネルギー準位へ励起子が遷移することによるエネルギー放出量に応じた出力となる出力光を生成する量子ドットＢとを有するエネルギー供給用量子ドットグループと、上記量子ドットＡにおける第１のエネルギー準位からの励起子の一部が遅延系を介して供給される第４のエネルギー準位を有する量子ドットＣと、上記量子ドットＣより大体積で構成され、上記量子ドットＣにおける第４のエネルギー準位と共鳴する第５のエネルギー準位を有するとともに当該第５のエネルギー準位から放出されたエネルギーに応じて制御光を出力する量子ドットＤとを有する遅延システム用量子ドットグループとを備え、上記量子ドットＢは、上記制御光に応じて上記第３のエネルギー準位に励起子が励起され、当該第３のエネルギー準位における励起子の励起状態に基づいて、上記第２のエネルギー準位から上記第３のエネルギー準位へのエネルギー放出量が調整されることにより、パルス波形からなる上記出力光を生成することを特徴とする。
【００２２】
本願請求項２記載の量子ドットを用いた微小パルス光生成器は、請求項１記載の発明において、上記入力光の強度を調整することにより、出力光のパルス幅を制御することを特徴とする。
【００２３】
本願請求項３記載の量子ドットを用いた微小パルス光生成器は、請求項１記載の発明において、上記遅延システム用量子ドットグループにおける遅延系の遅延時間は、出力光の所望のパルス幅に応じて予め調整されていることを特徴とする。
【００２４】
本願請求項４記載の量子ドットを用いた微小パルス光生成器は、請求項１〜３のうち何れか１項記載の発明において、上記遅延システム用量子ドットグループにおける遅延系は、上記量子ドットＣと同等の複数の量子ドットを列状に並べることにより構成される遅延伝送路であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明を適用した微小パルス光生成器は、ナノフォトニックシステムにおいて用いられる回折限界以下のパルス光を発生することが可能となる。しかも本発明では、特に初期条件の厳密な制御が不要となることからデバイスの作製が容易になる。また量子ドットを用いていることから常時安定した挙動を示すことになるため、持続的なパルス光を永続的に発振させることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の解決手段について説明するための概念図である。
【図２】量子ドットの下位準位が励起子により占められていることなく空の場合の挙動を説明するための図である。
【図３】量子ドットの下位準位が励起子により占められている場合の挙動を説明するための図である。
【図４】本発明を適用した微小パルス光生成器の構成について説明するための図である。
【図５】本発明を適用した微小パルス光生成器１のエネルギー状態を示す図である。
【図６】本発明を適用した微小パルス光生成器から出力された出力光の、時間に対する光強度の周期変動の傾向を示す図である。
【図７】遅延系４における遅延時間に対するパルス光強度の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態として、量子ドットを用いた微小パルス光生成器について詳細に説明する。
【００２８】
微小パルス光生成器は、ナノスケールの光回路を有するナノフォトニックデバイスにおいて主として適用され、回折限界以下の微小パルスを生成するものであって、例えば図４に示すように、少なくとも２つの量子ドットＡ、Ｂを有するエネルギー供給用量子ドットグループ２と、少なくとも２つの量子ドットＣ、Ｄ並びに遅延系４とを有する遅延システム用量子ドットグループ３とを備えている。ここで、エネルギー供給用量子ドットグループ２は、量子ドットＢが量子ドットＡよりもサイズが大きくなるように基板１０上に形成されている。また、遅延システム用量子ドットグループ３は、量子ドットＤが量子ドットＣよりもサイズが大きくなるように基板１０上に形成されている。これらエネルギー供給用量子ドットグループ２並びに遅延システム用量子ドットグループ３は、何れも基板１０上において形成される。
【００２９】
この微小パルス光生成器１に対して外部から入力光が供給され、パルス波形からなる出力光を生成するデバイスである。因みに、この入力光の供給から出力光の生成に至るまで、あくまでエネルギー供給用量子ドットグループ２における処理をベースにしつつ、パルス形状に成形する過程は、この遅延システム用量子ドットグループ３において行われる。
【００３０】
基板１０は、ＮａＣｌ、ＫＣｌ又はＣａＦ2等の誘電性材料により構成される。
【００３１】
各量子ドットＡ〜Ｄは、励起子を三次元的に閉じ込めることにより形成される離散的なエネルギー準位に基づき、単一電子（励起子）を制御する。これら量子ドットＡ〜Ｄは、励起子の閉じ込め系により、量子ドット内のキャリアのエネルギー準位が離散的になり、状態密度をデルタ関数的に尖鋭化させることができる。なお、この量子ドットＡ〜Ｄにおいて扱う励起子は、電子、正孔等のいかなる励起子に代替することが可能となる。各量子ドットＡ〜Ｄは、ＣｕＣｌ、ＧａＮ又はＺｎＯ等の材料系からなり、各量子ドットＡ〜Ｄを構成する材料系がＣｕＣｌである場合に、これらは立方体として構成され、また各量子ドットＡ〜Ｄを構成する材料系がＧａＮやＺｎＯである場合に、これらは球形或いは円盤形として構成される。この各量子ドットＡ〜Ｄの辺長や径は、それぞれ４ｎｍ〜１０ｎｍ程度で構成することも可能となり、光の回折限界と比較してより小さいサイズで基板１０上に形成させることも可能となる。なお、量子ドットＡは、量子ドットＢと隣接させて配置し、量子ドットＣは量子ドットＤと隣接させて配置するとともに、量子ドットＢと量子ドットＤとを隣接させて配置することが望ましい。
【００３２】
遅延系４は、一端が量子ドットＡの近傍に延長され、他端が量子ドットＣの近傍に延長されている。この遅延系は、例えば導波路で構成されていてもよいし、量子ドットＣと同等の複数の量子ドットを列状に並べることにより構成された遅延伝送路で構成されていてもよい。
【００３３】
図５は、本発明を適用した微小パルス光生成器１のエネルギー状態を示している。各量子ドットＡ〜Ｄにおけるエネルギー準位Ｅ（nx,ny,nz）は、粒子の質量をmとし、また量子ドットの辺長をLとしたときに、以下の式（１）により定義される。
Ｅ（nx,ny,nz）＝h2/8π2m（π/L）2（nx2+ny2+nz2）・・・・・（１）
なお、本発明では、量子ドットの形状や材質に応じて、この式（１）で定義されるエネルギー準位Ｅ（nx,ny,nz）の式以外に、他の一般的なエネルギー準位の式が適用される場合もある。
【００３４】
この式（１）に基づき、先ずエネルギー供給用量子ドットグループ２を構成する量子ドットＡ、ＢのＥ（nx,ny,nz）を計算する。ここで量子ドットＡと、第２の量子ドットＢとの辺長比が、およそ１：√２であるとき、図５に示すように、量子ドットＡにおけるエネルギー準位２１が（１,１,１）であるときのＥ（１１１）と、量子ドットＢにおけるエネルギー準位２２が（２,１,１）であるときのＥ（２１１）とが等しくなる。即ち、量子ドットＡにおけるエネルギー準位２１の（１,１,１）と、量子ドット２２におけるエネルギー準位２２の（２,１,１）は、それぞれ励起子の励起エネルギー準位が共鳴する関係にある。
【００３５】
即ち、基板１０上において辺長比が互いに異なる各量子ドットＡ,Ｂを形成させることにより、（１）式に基づく量子準位をほぼ等しくすることができ、これらの間で共鳴を起こさせることにより、体積の小さい量子ドットＡから体積の大きい量子ドットＢへ励起子を注入することができる。換言すれば、量子ドット間で体積（サイズ）を互いに異ならせることにより、近接場相互作用を発揮させることでこれらの間で励起子を伝送することができ、ひいてはエネルギー移動を実現することができる。
【００３６】
また、この量子ドットＢには更にこのエネルギー準位２２よりも下位においてエネルギー準位２３が（１,１,１）であるＥ（１１１）が存在する。このエネルギー準位２３には、その上位にあるエネルギー準位２２から励起子が遷移可能とされている。
【００３７】
同様に、エネルギー供給用量子ドットグループ２を構成する量子ドットＣ、Ｄについても、量子ドットＣを小サイズ、量子ドットＤが大サイズとなるように構成するとともに、互いに式（１）に基づいて、互いに同一のエネルギー準位を含むようなサイズ設計が行われる。例えば図５に示すように、量子ドットＣにおけるエネルギー準位２４と、量子ドットＤにおけるエネルギー準位２５とが等しくなるように、量子ドットＣ、Ｄのサイズ調整が行われる。即ち、量子ドットＣにおけるエネルギー準位２４と、量子ドットＤにおけるエネルギー準位２５は、それぞれ励起子の励起エネルギー準位が共鳴する関係にある。
【００３８】
即ち、基板１０上において辺長比が互いに異なる各量子ドットＣ,Ｄを形成させることにより、（１）式に基づく量子準位をほぼ等しくすることができ、これらの間で共鳴を起こさせることにより、体積の小さい量子ドットＣから体積の大きい量子ドットＤへ励起子を注入することができる。換言すれば、量子ドット間Ｃ、Ｄ間で、近接場相互作用を発揮させることでこれらの間で励起子を伝送することができ、ひいてはエネルギー移動を実現することができる。
【００３９】
また、この量子ドットＤには更にこのエネルギー準位２５よりも下位においてエネルギー準位２６が存在する。このエネルギー準位２５には、その上位にあるエネルギー準位２２から励起子が遷移可能とされている。
【００４０】
なお、量子ドットＡと量子ドットＣとのサイズの大小関係、並びに量子ドットＢと量子ドットＤとのサイズの大小関係は、いかなるものであってもよいが後述する機能を発揮できる程度の調整がなされていることは前提となる。
【００４１】
次に、本発明を適用した微小パルス光生成器１のパルス発生動作について説明をする。
【００４２】
先ず、入力光をエネルギー供給用量子ドットグループ２における量子ドットＡに供給する。この入力光の供給は、連続的にパルスを発生させる期間に亘って、連続して供給し続ける。この入力光の波長は、量子ドットＡにおけるエネルギー準位２１に励起子を励起可能な波長に調整されている。
【００４３】
入力光によって量子ドットＡのエネルギー準位２１に励起された励起子は、殆どが共鳴によるエネルギー移動により、同一エネルギーを持つ量子ドットＢのエネルギー準位２２へ移動することになる。但し、この量子ドットＡのエネルギー準位２１に励起された励起子の一部は、このエネルギー準位から緩和して発光し、上述する遅延系４上により伝送されることになる。
【００４４】
量子ドットＢにおけるエネルギー準位２２に移動した励起子は、下位のエネルギー準位２３が励起子により占められていることなく空位である場合、当該エネルギー準位２３へ遷移した上で出力光として放出されることになる。かかる場合には、量子ドットＢにおけるエネルギー準位２２に移動した励起子は、特に他の励起子の存在によって阻害されることがなく、その出力光の光強度は高くなる。
【００４５】
これに対して、下位のエネルギー準位２３が励起子により占められている場合、量子ドットＡにおけるエネルギー準位２１から量子ドットＢにおけるエネルギー準位２２への共鳴準位を介した移動が少なくなり、エネルギー準位２１にある励起子の多く当該エネルギー準位２１から直接的に緩和することになり、かかる量子ドットＡから放出されることになる。
【００４６】
量子ドットＡにおけるエネルギー準位２１から緩和して発光した光の一部は、遅延系４を伝送されて量子ドットＣ近傍へと到達することになる。この遅延系４から出射する際には光（電磁波）の状態で伝送されて量子ドットＣ近傍において、かかる光（電磁波）の状態で出射することになる。このような光が量子ドットＣにより吸収された場合には、そのエネルギー準位２４において励起子が励起されることになる。なお、このエネルギー準位２４において励起子が励起しえるようにするためには、吸収する光の波長がかかるエネルギー準位２４の下位準位とのエネルギー差との関係において最適化されている必要がある。そして、この量子ドットＣによって吸収される光は、元々量子ドットＡから放出されたものであることから、例えば、量子ドットＡにおけるエネルギー準位２１のエネルギーレベルが、量子ドットＣにおけるエネルギー準位２４よりも高く設定することで、上述の如き光吸収を実現するようにしてもよい。
【００４７】
エネルギー準位２４において励起された励起子は、これと共鳴する準位である量子ドットＤのエネルギー準位２５へと移動する。そして、このエネルギー準位２５よりも下位にあるエネルギー準位２６へ緩和し、さらにそこから発光することになる。以下、この量子ドットＤから発光する光を制御光という。
【００４８】
上述したメカニズムに基づいて放出された制御光の一部は、量子ドットＢにより吸収される。その結果、量子ドットＢにおけるエネルギー準位２３において励起子が励起されることになる。その結果、エネルギー準位２３は空位にならず、励起子によって埋められることになる。このような状態になった場合には、上述したように量子ドットＡから量子ドットＢへの励起子の移動が少なくなり、量子ドットＢからの出力光の光強度は低下する。
【００４９】
ちなみに、制御エネルギー準位２３により励起された励起子は、時間の経過に応じてかかるエネルギー準位２３から緩和して放出されることになる。しかし、この制御光は、あくまで量子ドットＡから漏れ出てくる光を基にしたものであり、しかも遅延系４を介して伝送されるものであることから、エネルギー準位２３から励起子が放出された後、再びエネルギー準位２３に励起子が蓄積されるまで若干の時間差が生じ、それが周期となって現れる。
【００５０】
即ち、本発明によれば、量子ドットＤからの制御光によるエネルギー準位２３の励起子の励起状態は、周期的に変化することになる。その結果、量子ドットＡから量子ドットＢへの励起子の移動量は周期的に変化することになり、ひいては量子ドットＢからの出力光の光強度は周期的に変化することになる。
【００５１】
図６は、本発明を適用した微小パルス光生成器１から出力された出力光の、時間に対する周期変動の傾向を示している。具体的にはこの図６において縦軸は量子ドットBのエネルギー準位２３に励起子が存在する状態のポピュレーションであり，いくつかの数値実験結果を縦方向にシフトさせて並べて表示したものであり、２目盛がポピュレーション０．５に相当する。
【００５２】
この図６の傾向から、微小パルス光生成器１から出力された出力光は、何れも数千（ｐｓ）の周期で、発振することが可能となることが示されている。
【００５３】
このように、本発明を適用した微小パルス光生成器１は、ナノフォトニックシステムにおいて用いられる回折限界以下のパルス光を発生することが可能となる。しかも本発明では、特に初期条件の厳密な制御が不要となることからデバイスの作製が容易になる。また量子ドットを用いていることから常時安定した挙動を示すことになるため、持続的なパルス光を永続的に発振させることも可能となる。
【００５４】
なお、図６の例では、入力光の強度をいくつか変えた例を併記している。これらの結果から、入力光の強度が異なることにより、出力光のパルス幅やパルス強度が変化することが示されている。換言すれば、入力光の強度を調整することにより、出力光のパルス幅を制御することができることが分かる。
【００５５】
また、図７の例では、遅延系４における遅延時間と出力光の発振の周期の関係を示している。遅延時間を変化させることにより、発振の周期を変化させることができることが分かる。
【００５６】
これに加えて、出力光の周期やパルス強度は、量子ドットＡと量子ドットＢとの間における近接場相互作用の力によっても左右されるものであり、更には量子ドットＡ、Ｂのサイズによっても支配される。
【００５７】
このため、量子ドットＡ、Ｂ間の距離やサイズは、出力光の所望の周期又はパルス強度に応じて予め調整されていてもよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００５８】
１  微小パルス光生成器
Ａ〜Ｄ  量子ドット
２  エネルギー供給用量子ドットグループ
３  遅延システム用量子ドットグループ
４  遅延系
１０  基板
２１〜２５  エネルギー準位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2012094651.tif 000006
【図５】
2012094651.tif 000007
【図６】
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【図７】
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