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OPTICAL INPUT METHOD, OPTICAL INPUT AND OUTPUT METHOD, AND OPTICAL INPUT AND OUTPUT DEVICE

Patent code P09A015023
File No. P2002-089-JP01
Posted date Feb 19, 2010
Application number P2003-048811
Publication number P2004-258303A
Patent number P3962811
Date of filing Feb 26, 2003
Date of publication of application Sep 16, 2004
Date of registration Jun 1, 2007
Inventor
  • (In Japanese)戸田 泰則
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人 北海道大学
Title OPTICAL INPUT METHOD, OPTICAL INPUT AND OUTPUT METHOD, AND OPTICAL INPUT AND OUTPUT DEVICE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for selecting one or a plurality of optional quantum dots out of a quantum dot group by using non-local excitation light.
SOLUTION: By irradiating an optical element with excitation light having peaks corresponding to three energy values (the phases of the light are defined as ϕ1, ϕ2 and ϕ3), only quantum dots having an excitation level (a resonance level) represented by the sum of sets ϕ1, ϕ2 and ϕ3 (ϕ1+ϕ2+ϕ3) are excited (selected), the distribution of the quantum dots is made discrete and only a single or a plurality of desired quantum dots can be selected.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


最近、nmオーダのサイズを有する半導体量子ドットなどの微細素子に関する研究が盛んになってきている。半導体量子ドットなどの微細素子においては量子効果が顕著に現れるため、様々な新しいデバイスへの応用が期待される。

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、多数の微細素子を含む微細素子群の光入出力技術に関し、特に量子ドットなどの微細素子における不均一な光学特性を利用する特定の微細素子の非局所的な選択技術に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
不均一性に基づいて異なる複数の第N励起準位(N>1)をもつ複数の微細素子を含む微細素子群の中から任意の微細素子を選択する微細素子の選択方法であって、
選択する微細素子の前記複数の第N励起準位に対応するエネルギーを有する光波束を励起光として生成する励起光生成ステップと、
前記微細素子群に対して前記励起光を非局所的に照射するステップと、
を有する光入力方法。

【請求項2】
 
前記励起光生成ステップは、
広い周波数帯域を持つ光パルスに対して、複数の各周波数に対して個別の位相変調を施すステップを含むことを特徴とする請求項1に記載の光入力方法。

【請求項3】
 
前記励起光生成ステップは、
前記位相変調により異なる位相変調が施された光の位相の和集合に対応する励起準位を有する微細素子のみを選択するように複数のエネルギーに対してピークを有する励起光を生成するステップを含むことを特徴とする請求項2に記載の光入出力方法。

【請求項4】
 
それぞれ異なる位相変調を加えて励起光を作成することにより、前記複数の励起準位を有する微細素子において、その基底準位の波動関数が異なる位相変調の和に対応するように位相差が略ゼロの位相変調を施すことにより基底準位が空の状態であるオン状態を生成し、位相差が略πとなるように位相変調を施すことにより基底準位のキャリアの波動関数が弱められ、基底準位が埋まっている状態でありオフ状態を生成することを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の光入出力方法。

【請求項5】
 
前記励起光は、フェムト秒光パルスレーザ光の各エネルギーに対して異なる位相変調を施すことにより生成されたものであることを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載の光入力方法。

【請求項6】
 
不均一性に基づいて異なる複数の第N励起準位を (N>1)を有する複数の微細素子を含む微細素子群のうちから選択する微細素子の前記複数の励起準位に対応するエネルギーを有する光波束を生成し前記微細素子群に対して励起光として非局所的に照射する光波束照射装置と、
該光波束照射装置からの照射光により選択された前記微細素子に基づく前記微細素子群における前記励起光を照射する前後における前記微細素子の基底準位に対応する信号光を照射することにより得られる特性変化を検知する出力部と
を有する光入出力装置。

【請求項7】
 
前記選択する微細素子の前記複数の励起準位の少なくともいずれかに対応するエネルギーに対するピークを有する光波束は、広い周波数帯域を持つ光パルスに対して複数の周波数に個別の位相変調を施すことにより生成されることを特徴とする請求項6に記載の光入力装置。

【請求項8】
 
それぞれ異なる位相変調を加えて励起光を作成することにより、前記複数の励起準位を有する微細素子において、その基底準位の波動関数が異なる位相変調の和に対応するように位相差が略ゼロの位相変調を施すことにより基底準位が空の状態であるオン状態を生成し、位相差が略πとなるように位相変調を施すことにより基底準位のキャリアの波動関数が弱められ、基底準位が埋まっている状態でありオフ状態を生成することを特徴とする請求項6又は7に記載の光入出力装置。

【請求項9】
 
前記光波束照射装置は、
フェムト秒光パルスを空間的に異なる波長に分解する第1の光分散素子と、
該第1の光分散素子により生成された分散光を集めて平行光として出射する集光光学装置と、
前記平行光を位相変調させる空間位相変調器と、
位相変調された前記平行光を逆変換させる第2の光分散素子と
を有することを特徴とする請求項6から8までのいずれか1項に記載の光入出力装置。

【請求項10】
 
さらに、前記出力部により検知された前記微細素子群の特性変化を、前記光波束と対応させて記憶する記憶部を有する制御装置を備えた
請求項6から9までのいずれか1項に記載の光入出力装置。

【請求項11】
 
不均一性に基づいて異なる複数の第N励起準位を (N>1)を有する複数の微細素子を含む微細素子群のうちから選択する微細素子の前記複数の励起準位に対応するエネルギーを有する光波束を前記微細素子群に対して励起光として非局所的に照射する光波束照射装置と、
該光波束装置からの照射光により選択された前記微細素子に基づく前記微細素子群の特性変化を検知する出力検出部であって、前記微細素子群に対して所定の信号光を照射する信号光照射装置と、
前記所定の信号光の変化を検出する検出部と、を有する出力検出部と
を有する光入出力装置。

【請求項12】
 
不均一性に基づいて異なる複数の第N励起準位を (N>1)を有する複数の微細素子を含む微細素子群のうちから選択する微細素子の前記複数の励起準位に対応するエネルギーを有する光波束を前記微細素子群に対して励起光として非局所的に照射する光波束照射装置と、
前記微細素子群に対して基底準位に対応する信号光を照射する信号光照射装置と
を有する光インターコネクション装置。

【請求項13】
 
整列して配置された請求項6から11までのいずれか1項に記載の複数の微細素子群と、該微細素子群の基底準位を同じに調整する調整手段とを有する微細素子ネットワークであって、
選択する微細素子の複数の励起準位に対応する特定のエネルギーのピークを有する光波束を照射することにより、基底準位が空になる前記選択された複数の励起準位を有する微細素子のみにより形成される伝導キャリアの通過経路を形成することを特徴とする
微細素子ネットワーク。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2003048811thum.jpg
State of application right Registered
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