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公開番号2024155732
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-31
出願番号2024019192
出願日2024-02-13
発明の名称光検知装置及び信号処理方法
出願人TDK株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H10N 50/20 20230101AFI20241024BHJP()
要約【課題】パルス光が照射された後の出力の立下り時間が短い、光検知装置及び信号処理方法を提供する。
【解決手段】この光検知装置は、光パルスが照射されると第1出力を出力する第1光電変換素子と、前記光パルスが照射されると第2出力を出力する第2光電変換素子と、を備える。光検知装置は、前記第1光電変換素子と前記第2光電変換素子とに同一の前記光パルスが照射された際の前記第1出力に起因する第1信号と前記第2出力に起因する第2信号とを、第1条件と第2条件を満たす状態で合成するように構成されている。前記第1条件は、前記第1信号のピークの時間位置と前記第2信号のピークの時間位置とが異なるという条件である。前記第2条件は、前記第1信号のピークに達するまでの変化量の正負と、前記第2信号のピークに達するまでの変化量の正負と、が異なるという条件である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光パルスが照射されると第１出力を出力する第１光電変換素子と、
前記光パルスが照射されると第２出力を出力する第２光電変換素子と、を備え、
前記第１光電変換素子と前記第２光電変換素子とに同一の前記光パルスが照射された際の前記第１出力に起因する第１信号と前記第２出力に起因する第２信号とを、第１条件と第２条件を満たす状態で合成するように構成され、
前記第１条件は、前記第１信号のピークの時間位置と前記第２信号のピークの時間位置とが異なるという条件であり、
前記第２条件は、前記第１信号のピークに達するまでの変化量の正負と、前記第２信号のピークに達するまでの変化量の正負と、が異なるという条件である、光検知装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１光電変換素子は、第１磁性素子であり、
前記第２光電変換素子は、第２磁性素子であり、
前記第１磁性素子と前記第２磁性素子とはそれぞれ、前記光パルスが照射される第１強磁性層と、第２強磁性層と、前記第１強磁性層と前記第２強磁性層とに挟まれるスペーサ層と、を備える、請求項１に記載の光検知装置。
【請求項３】
遅延回路をさらに備え、
前記遅延回路は、前記第２出力に起因する信号を遅延させる、請求項１に記載の光検知装置。
【請求項４】
前記第１磁性素子及び前記第２磁性素子に前記光パルスが照射されていない状態において、前記第１磁性素子の前記第１強磁性層と前記第２強磁性層の磁化方向の関係は、前記第２磁性素子の前記第１強磁性層と前記第２強磁性層の磁化方向の関係と異なる、請求項２に記載の光検知装置。
【請求項５】
前記第１磁性素子の出力端子側の面に接続される直流電源の極性が、前記第２磁性素子の出力端子側の面に接続される直流電源の極性と異なるように構成された、請求項２に記載の光検知装置。
【請求項６】
前記第１磁性素子の出力端子側の面に接続される直流電源の極性は、前記第２磁性素子の出力端子側の面に接続される直流電源の極性と同じであるように構成された、請求項４に記載の光検知装置。
【請求項７】
反転回路をさらに備え、
前記反転回路は、前記第２出力に起因する信号の極性を反転させる、請求項１に記載の光検知装置。
【請求項８】
前記光パルスが前記第１光電変換素子に照射されるまでの第１光学距離と、前記光パルスが前記第２光電変換素子に照射されるまでの第２光学距離と、が異なる、請求項１に記載の光検知装置。
【請求項９】
前記光パルスが照射される光照射面を有し、
前記光照射面と前記第１光電変換素子との間に、第１中間層を有し、
前記光照射面と前記第２光電変換素子との間に、第２中間層を有し、
前記第１中間層と前記第２中間層とは、屈折率が異なる、請求項８に記載の光検知装置。
【請求項１０】
第１光導波路と第２光導波路とをさらに備え、
前記第１光導波路は、前記光パルスを前記第１光電変換素子に伝搬するように構成され、
前記第２光導波路は、前記光パルスを前記第２光電変換素子に伝搬するように構成され、
前記第１光導波路は、前記第２光導波路と長さが異なる、請求項８に記載の光検知装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光検知装置及び信号処理方法に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
光電変換素子は、様々な用途で用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、フォトダイオードを用いて、光信号を受信する受信装置が記載されている。フォトダイオードは、例えば、半導体のｐｎ接合を用いたｐｎ接合ダイオード等であり、光を電気信号に変換する。
【０００４】
また例えば、特許文献２には、磁性素子を用いた新規な受信装置、受信システム、送受信装置、通信システム及び光検知素子が開示されている。この受信装置、受信システム、送受信装置、通信システム及び光検知素子は、高速通信を可能とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００１－２９２１０７号公報
特開２０２２－０６９３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高速通信を実現するためには、光電変換装置の高速応答性の更なる向上が求められている。光電変換装置の高速応答性を向上させるためには、パルス光が光電変換素子に照射された際に、光電変換素子からの出力が高速で立ち上がると共に、高速で立ち下がる必要がある。光電変換素子からの出力の立下り時間は、立ち上がり時間より長い場合が多く、光電変換素子からの出力の立下り特性の改善が求められている。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、パルス光が照射された後の出力の立下り時間が短い、光検知装置及び信号処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
【０００９】
（１）第１の態様にかかる光検知装置は、光パルスが照射されると第１出力を出力する第１光電変換素子と、前記光パルスが照射されると第２出力を出力する第２光電変換素子と、を備える。光検知装置は、前記第１光電変換素子と前記第２光電変換素子とに同一の前記光パルスが照射された際の前記第１出力に起因する第１信号と前記第２出力に起因する第２信号とを、第１条件と第２条件を満たす状態で合成するように構成されている。前記第１条件は、前記第１信号のピークの時間位置と前記第２信号のピークの時間位置とが異なるという条件である。前記第２条件は、前記第１信号のピークに達するまでの変化量の正負と、前記第２信号のピークに達するまでの変化量の正負と、が異なるという条件である。
【００１０】
（２）上記態様にかかる光検知装置において、前記第１光電変換素子は、第１磁性素子であり、前記第２光電変換素子は、第２磁性素子でもよい。前記第１磁性素子と前記第２磁性素子とはそれぞれ、前記光パルスが照射される第１強磁性層と、第２強磁性層と、前記第１強磁性層と前記第２強磁性層とに挟まれるスペーサ層と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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