マイクロ波トランジスタの光応答と高速光信号検出素子への応用

摘要

市販のマイクロ波トランジスタ（GaAs系HEMT、C～Kuバンド小信号増幅用）に、波長633～785nm のレーザー光を光学顕微鏡を用いて集光、照射して特性の変化を詳細に調べた。 その結果、照射位置に依存するドレイン電流の増加／減少、およびマイクロ波小信号利得の増加／減少が明瞭に観測された。 特に、素子表面のゲート電極付近にレーザー光を照射した場合では、微弱な光(～1μW)に対しても明瞭な電流や利得の増加が見られた。 この特性を利用して、HEMTの高速光強度変調信号検出素子·光ミキサーとしての可能性を追究した。 13～17GHz 帯のマイクロ波強度変調光をゲート電極付近に照射したところ、ドレインから光信号を検波したマイクロ波信号が得られ、市販の高速ウォトダイオードと同程度の応答感度と雑音等価電力を示した。 さらに、このときゲート電極ヘローカル信号(～14GHz)を入力することで、検出した15GHz帯信号を中間周波数信号(～1GHz)に変換できることを確認した。