Способ коммутации светового потока

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБ ЛИК (19) (11) 421 А1 (51)4С 02 F 1 015

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4295762/31-25 (22) 06 ° 08.87 (46) 07.09.89. Бюл. М 33 (71) Физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе (72) П.Г.Кашерининов, А.В ° Кичаев, Ю.О.Семенов и И,Д.Ярошецкий (53) 535.8 (088.8) (54) СПОСОБ КОММУТАЦИИ СВЕТОВОГО ПОТОКА (57) Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано в устройствах оптической обработки информации. Целью изобретения является увеличение скорости коммутации световых потоков. Туннельную МДПМИзобретение относится к оптоэлектронике, 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-типа, р — и-переход 3, туннельно-тонкий диэлектрический слой 4, электроды 5, поляризаторы 6, управляемый луч

2 структуру, выполненную на основе высокоомного теллурида кадмия и содержащую р — n-переход в объеме полупроводника, через которую параллельно р — п-переходу пропускают плоскополяриэованный 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. света с длиной волны 7(, и управляющий луч света с длиной волны Я

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 поД о еН« ﻫ« iп кристаллах теллурида кадмия использовался метод реактивного магнетронного распыления в атмосфере Ar, 02, Н . Осаждение производилось при температуре, прИмерно равной 400 С. При этом в объеме. кристалла формировался р — n-переход 3 за счет диффузии ионов индия во время проведения термического процесса, Между золотым электродом 5 и полу- 45 проводником р-типа проводимости располагался неконтролируемый Окисный слой 4 состава: CdO, ТеО, ТеО2 толщиной 30 3, туннельно-прозрачный для носителей тока. К электродам 5 структуры прикладывалось постоянное напряжение U=300 В, запирающее р — ппереход 3.

В качестве источника коммутируемого света использовался лазер

ЛТН-301, излучающий на длине волны

%,1,06 мкм. Излучение вводилось в оптическое волокно через градиентную линзу, так что входной пучок имел

3 150642 рога, резкое возрастание сигнала на заднем фронте импульса фототока (фиг.2)„ Это позволяет значительно сократить время релаксации импульса

5 управляемого света (фиг. 3) и таким образом обеспечить возможность увеличения скорости коммутации световых

ПОТОКОВ, При предлагаемом способе коммутации световых потоков использовалась структура, созданная на полупроводниковом электрооптическом кристалле

CdTe p-типа проводимости (р=10 см ), имевшем форму прямоугольного параллелепипеда размером 4 10"2 мм. Удельное сопротивление кристалла порядка

10 Ом см, произведение подвижности

В на время жизни электронов (11 „ „) порядка 10 см В, дырок — порядка 20

5 10 см В, Кристалл вырезался из блока таким образом, что его грани 4 110 мм были ориентированы по плоскости (110), На гранях 4 х10 мм создавались эаектроды 5. Один из 25 электродов 5 создавался нанесением золотого покрытия толщиной около о

100 А методом осаждения из раствора золотохлористо-водородной кислоты,, торой электрод 5 представлял собой 30 оптически прозрачное токопроводящее покрытие на основе Тп О толщиной не более 1 мкм.

1 4 диаметр не более 50 мкм и проходил через область объемного заряда р †иперехода 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 (10 мм), для получения максимальной величины электрооптического эффекта.

В качестве управляющего света использовался свет длиной волны ф

=0,83 мкм от светодиодной матрицы

AJIC-126 А5.

Освещали туннельную МДПМ-структуру импульсами управляющего света длительностью 10 мкс со стороны электрода 5, расположенного на слое 1 полупроводника и-типа. Интенсивность

2 управляющего света 2 мВт/см в импульсе. Увеличивая интенсивность управляющего света, следили за формой импульса фототока. При интенсивности

15 мВт/см наблюдалось резкое возрас2 тание сигнала на заднем фронте импульса фотото;;а (фиг.2), свидетельствующее о начале инжекции носителей заряда с электрода 5, противоположного ссвещаемому. Это приводило к быстрому восстановлению исходного профиля электрического поля и уменьшению заднего фронта импульса коммутируеC Ã мого света примерно до О, 5 мкс (фиг. 3) .

В результате скорость коммутации достигала 2 10 Гц.

Формула изобретения

Способ коммутации светового потока, включающий освещение туннельной

МДПМ-структуры на основе высокоомного теллурида кадмия, содержащей р " n-переход, управляющим светом со стороны одного из электродов и поляризованным коммутируемым светом вдоль плоскости р - n-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 импульс.а фототока на заднем фронте.

1506421 фиг 2 фи23

Составитель В. Куликов

Редактор О.Юрковецкая Техред А.Кравчук Корректор М.Самборская

Заказ 5434/49 Тираж 513 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.. Ужгород, ул. Гагарина, 101