Способ коммутации светового потока Советский патент 1989 года по МПК G02F1/15 

Изобретение относится к оптоэлек- тронике, конкретно к методам коммутации световых потоков, и может быть использовано в волоконно-оптических линиях связи и устройствах оптической обработки информации.

Целью изобретения является увеличение скорости коммутации световых потоков.

На фиг.1 представлено устройство для осуществления способа; на фиг.2 и 3 - соответственно импульс фототока и временная зависимость интенсивности импульса коммутируемого света.

На фиг.1 обозначены слой 1 полупроводникового материала п-типа, слой 2 полупроводникового материала р-ти- па, р - п-переход 3, туннельно-тон- кий диэлектрический слой 4, электроды 5, поляризаторы 6, управляемый луч

света с длиной волны Ti, и управляющий луч света с длиной волны

При освещении МДПМ-структуры, состоящей из полупроводниковой структуры на основе CdTe, образованной слоями 1 и 2, диэлектрика 4 и металлических электродов 5, управляющим светом происходит перераспределение напряженности электрического поля в ее объеме, вызванное накапливанием носителей заряда в области, граничащей с диэлектриком 4. После выключения управляющего света требуется время на восстановление исходного профиля поля, равное времени рассасывания накопившихся носителей заряда через слой туннельно-тонкого диэлектрика 4. Экспериментально обнаружено, что при увеличении интенсивности света происходит, начиная с некоторого по315

рога, резкое возрастание сигнала на заднем фронте импульса фототока (фиг.2)с Это позволяет значительно сократить время релаксации импульса управляемого света (фиг.З) и таким образом обеспечить возможность уве- личеиия скорости коммутации световых потоков о

При предлагаемом способе коммута- ции световых потоков использовалась структура, созданная на полупроводниковом электрооптическом кристалле CdTe р-типа проводимости ( ) имевшем форму прямоугольного парал- лелепипеда размером 4 «10 2 мм. Удельное сопротивление кристалла порядка 10 Ом СМ, произведение подвижности на время жизни электронов () порядка Ю , дырок - порядка 5 -10 Кристалл вырезался из блока таким образом, что его грани 4(10 мм бьши ориентированы по плоскости (110). На гранях 4x10 мм создавались электроды 5. Один из электродов 5 создавался нанесением

золотого покрытия тoлпlJiнoй около о

100 А методом осаждения из раствора золотохлористо-водородной кислоты, ,зторой электрод 5 предссавлял собой оптически прозрачное токопроводящее покрытие на основе толщиной не более 1 мкм.

I

Для получения пленки . на

кристаллах теллурида кадмия использовался метод реактивного магнетрон- ного распыления в атмосфере Аг, 0, Осаждение производилось при температуре, примерно равной 400 С, При этом в объеме.кристалла формировался р - п-переход 3 за счет диффузии ионов индия во время проведения термического процесса с

Между золотым электродом 5 и полу проводником р-типа проводимости располагался неконтролируемый окисный слой 4 состава: CdO, ТеО, ТеО толщиной А, туннельно-прозрачньй для носителей тока. К электродам 5 структуры прикладывалось постоянное напряжение В, запирающеер - п- переход 3.

В качестве источника коммутируемого света использовался лазер ЛТН-301, излучающий на длине волны А, 1,06 мкм. Излучение вводилось в оптическое волокно через градиентну линзу, так что входной пучок имел

0 5

0

с

Q

с

5

14

диаме гр не более 50 мкм и проходил через область объемного заряда р- п- перехода 3 перпендикулярно направлению электрического поля и выходил через поляризатор 6. Электрическое поле прикладывалось в направлении, перпендикулярном плоскости (110), коммутируемый световой поток распространялся по кристаллографическому направлению (110) параллельно грани, имевшей наибольшую длину (10мм), для получения максимальной величины электрооптического эффекта о

В качестве управляющего света использовался свет длиной волны А, 0,83 мкм от светодиодной матрицы АЛС-126 А5.

Освещали туннельную МДПМ-структу- ру импульсами управляющего света длительностью 10 МКС со стороны электрода 5, расположенного на слое 1 полупроводника п-типа Интенсивность управляющего света 2 мВт/см в импульсе. Увеличивая интенсивпость управляющего света, следили за формой импульса фототока. При интенсивности 15 мВт/см наблюдалось резкое возрастание сигнала на заднем фронте импульса фотото са (фиг.2), свидетельствующее о начале инжекции носителей заряда с электрода 3, противоположного освещаемому. Это приводило к быстрому восстановлению исходного профиля электрического поля и уменьшению заднего фронта импульса коммутируе CV

мого света примерно до 0,5 мкс (фиг.З). Б результате скорость коммутации достигала 210 Гц.

Формула изобретения

Способ коммутации светового потока, включающий освещение туннельной МДПМ-структуры на основе высокоомно- го теллурида кадмия, содержащей р - п-переход, управляющим светом со стороны одного из электродов и поляризованным коммутируемым светом вдоль плоскости р - п-перехода, а также приложение к последнему запирающего напряжения, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости коммутации, освещение МДПМ-структуры производят управляющим светом с интенсивностью, соответствующей тюявлению резкого возрастания величины импульса фототока на заднем фронте„

Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано в устройствах оптической обработки информации. Целью изобретения является увеличение скорости коммутации световых потоков. Туннельную МДПМ - структуру, выполненную на основе высокоомного теллурида кадмия и содержащую р-п-переход в объеме полупроводника, через которую параллельно р-п-переходу пропускают плоскополяризованный управляемый луч света, освещают со стороны одного из электродов управляющим светом интенсивностью, соответствующей появлению резкого возрастания величины импульса фототока через МДПМ - структуру на заднем фронте. Это позволяет значительно уменьшить время релаксации импульса управляемого света на заднем фронте и за счет этого повысить скорость коммутации световых потоков. 3 ил.

AV

h6

фие.2

cpue.i