Å Ò@ /† < Ɠ § „ l „ & ñ ˜ Ð: Ÿ x’ / B N † < Æ Ò, „ Å Ò 560-759

° Ë

Ñ —  ÞÞ Ã Å “ Ó Þ  X ê s (1550 nm) ; c" e Zn ^x Cd 1−x Te ‰ ˜ m+ s ÇX N Ë4 8 ý  ¹ ÅM ° Ë Ñ] K ¡ 4 • ¤

b 9 ÷ 7 B) o  ^∗

„

 Å Ò@ /† < Ɠ § „  l „   & ñ ˜ Ð: Ÿ x’  / B N † < Æ Ò, „  Å Ò 560-759

~ ç

¡g ` @  ™ ¸ · + ä  @ ž BZ 9 

„

 · ¡ ¤ @ /† < Ɠ § Ó ü t o “ §¹ ¢ ¤ † < Æõ , „  Å Ò 561-756 (2006¸   9 Z 4 7{ 9  ~ à Î6 £ §)

q

‚  + þ A F  g † < Æ ‰ & ³ © œ ×  æ „  l  F  g † < Æ ´ òõ  Ä ºÃ ºô  Ç Zn

x

Cd

1−x

Te (x = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.7, 0.8 x 9  1.0) é

ß –  & ñ `  ¦ BridgmanZ O Ü ¼– Ð $ í  © œr & , F  g: Ÿ x’  6   x   © œ 1550 nm\ " f Zn

x

Cd

1−x

Te é ß –  & ñ > _  „  l  F  g

†

< Æ > à º\  ¦ 8 £ ¤& ñ % i  . s    © œ\ " f  © œ  H „  l  F  g † < Æ > à º  H x = 0.0“   CdTe– Ð 15.5 × 10

⁻¹²

m/V

° ú

כ`  ¦ % 3 % 3  . CdTe  H à º z   & 7 ›ž М í_  / B N ç ß –„    _  ` O Û ¼’    ñ\  ¦ G ' pd ç ½ + É 0 p x§ 4 s  e ” “ ¦, s    © œ\ " f „   l

 F  g † < Æ > à º & " f ’    ñ @ / ¸ ú š6 £ § q  (SNR) ß ¼“ ¦, F G œ í“ ¦5 Å q Ü ¼– Ð î  r6   x ½ + É Ã º e ”   H F  g: Ÿ x’  6   x — ¸Ñ ý t Y U s

' \  ¦ ] j Œ •   H X < & h ½ + Ëô  Ç  כ Ü ¼– Ð
 z Œ ¤ .

PACS numbers: 42.70.Nq, 78.20.Jq, 42.65.Ky

Keywords: „  l  F  g † < Æ> à º, œ í“ ¦5 Å q — ¸Ñ ý t Y Us ' , Ÿ íÖ 0 qÛ ¼´ òõ 

I. " e  ] Ø

F 

g$ 3 Ä »ü < Y Us $   s š ¸× ¼\  ¦ s 6   x ô  Ç F  g: Ÿ x’  “ É r F  g _  “ ¦ 5

Å q$ í , F  g @ /% i $ í , # î § > =$ í M :ë  H \  “ ¦5 Å q _  & ñ ˜ Ð % ƒo   0

p

x Ù ¼– Ð · ú ¡Ü ¼– Ð µ 1 τ  _  0 p x$ í s   H ƒ  ½ ¨ ì  r  s  . F  g :

Ÿ x’  \ " f_  & ñ ˜ Ð % ƒo \  ¦ 0 Aô  Ç ´ ú §“ É r F  g ™ è [ þ t“ É r F « Ñ_  q

‚  + þ A F  g † < Æ (non-linear optic) $ í | 9 `  ¦ s 6   x “ ¦ e ” Ü ¼ 9,

œ

í“ ¦5 Å q _  F  g  › ¸ x 9  F  g ’    ñ ] j# Q 0 p x l  M :ë  H \  F  g Û

¼0 Au ,   › ¸l  1 p x _  0 p x1 l x+ þ A F  g ™ è \  € 9 à º& h Ü ¼– Ð € 9 כ ¹ ô

 Ç F « Ñs  . 1995¸   s „   t  LiNbO 3 ü < ° ú  “ É r é ß –  & ñ s 

„

 l  F  g † < Æ F « і Ð ´ ú §s   6   x ÷ &# Q M ® o t ë ß –, Ò q tí ß – / B N& ñ _  # Q



9¹ ¡ § Ü ¼– Ð “   # Œ Ä »l  q ‚  + þ A F  g † < ÆF « Ñ\  ¦ Ÿ í† < Ê # Œ ´ ú §

“ É

r D h– Ðî  r q ‚  + þ A F  g † < ÆF « Ñ ƒ  ½ ¨÷ &“ ¦ e ”   [1–3]. : £ ¤ y

 ZnTe, CdTe x 9  Õ ª[ þ t _  ™ D ¥ ½ + Ë é ß –  & ñ Zn _x Cd _1−x Te é ß –

 

& ñ [ þ t“ É r Ÿ íÖ 0 qÛ ¼´ òõ  (Pockels effect)ü < › ' aº  ô  Ç „  l - F  g

†

< Æ (electro-optic) : £ ¤$ í s   Å Ò y © œ > 
 
" f, T-ray (THz „    )_  \ p '  x 9  G ' p" f– Ð  Å Ò V , o   6   x ÷ &“ ¦ e ”

  [4–7]. _ … K ‰Ø ÔÞ Ô „   l  _  G ' pd ç 0 p x§ 4 \  e ” # Q

"

f ZnTe Â Ò   H é ß –  & ñ “ É r €  • 1x  ïœ í, Õ ªo “ ¦ CdTe Â Ò   H

\

" f  H 28& 7 ›ž М í_  „     ’    ñ\  ¦ G ' pd ç † < Ê`  ¦ ‘ : r ƒ  ½ ¨h Ë >

\

 _ K  µ 1 ߘ 2 ³   e ”   [8]. s  כ “ É r s [ þ t Zn x Cd _1−x Te é ß –

 

& ñ `  ¦ F G œ í“ ¦5 Å q „  l - F  g † < Æ — ¸Ñ ý t Y Us '  (electro-optic

∗

E-mail: [email protected]

modulator, E-O modulator) – Ð 6 £ x6   x ½ + É Ã º e ”    H  כ `  ¦ r

 ô  Ç  [9,10].

F 

g: Ÿ x’  \   H 1550 nm   © œ_  „    \  ¦  6   x   H X <, Zn x Cd 1−x Te é ß –  & ñ ×  æ \ " f s    © œ\  & h ½ + Ëô  Ç F G œ í“ ¦ 5

Å

q — ¸Ñ ý t Y Us ' _  F « і Ð  6   x 0 p x ô  Ç é ß –  & ñ `  ¦ · ú ˜ ? / l

 0 A # Œ, ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  H Zn x Cd _1−x Te é ß –  & ñ > _  E-O

>

à º\  ¦ 8 £ ¤& ñ % i  . 7 £ ¤, # Q‹ "  $ í ì  r q  x_  é ß –  & ñ s  „  l 

’

   ñ\  ¦ carrier laser beam \   © œ ¸ ú ˜ z  ´`  ¦ à º e ”   H t \  ¦

¹

1 Ô ? /l  0 A # Œ 1550 nm \ " f_  E-O > à º\  ¦ 8 £ ¤& ñ % i 



. Ä º‚   $ í ì  r q  x\  ¦ 0.0 (CdTe), 0.2, 0.4, 0.6, 0.7, 0.8 x 9

 1.0 (ZnTe)`  ¦ × þ ˜ # Œ, y Œ •y Œ •_  é ß –  & ñ `  ¦ BridgmanZ O  [11] Ü ¼– Ð $ í  © œr v “ ¦ 1550 nm Y Us $ c ”  (laser beam)`  ¦ s

6   x # Œ K. Tada ü < M. Aoki   6   x ô  Ç ~ ½ ÓZ O \     s  [

þ

t é ß –  & ñ _  E-O > à º\  ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ, s    © œ\ " f  © œ  H E-O > à º\  ¦ ° ú   H $ í ì  r q  x\  ¦   & ñ % i   [12].

II. ÷ m Ç] M öU ê s0 n É

1. ‰ ˜ m+ s ÇX N Ë S z » Ç U ØR 

Zn x Cd 1−x Te é ß –  & ñ `  ¦ $ í  © œr v l  0 A # Œ €  $  $ í ì  r q

 x = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0,7, 0.8 x 9  1.0`  ¦ mole q – Ð & ñ | ¾ Ó ô

 Ç . s M : x = 0.6, 0.7, 0.8 x 9  1.0_  é ß –  & ñ _   â Ä º Ö 6 x

-96-

&

h s  1200 ^◦ C\  ¦  Å # Q r « Ñ\  ¦ { Œ ™“ É r $ 3 % ò › ' a s  Ó ü t  Qt  
 '

t   H  â Ä º Ò q tl l  M :ë  H \ , Te`  ¦ 1.3, 1.4, 1.5 x 9  1.5 mole – Ð y Œ •y Œ • V , # Q r « Ñ_  Ö 6 x& h `  ¦ 1200 ^◦ C s  – Ð ± ú  t 

>

 ô  Ç . „   $ í ì  r q _  é ß –  & ñ s    † < Ê M :ë  H \  @ / Òì  r €  • ô

 Ç p-+ þ AÜ ¼– Ð $ í  © œ  ) a  .   " f y Œ • $ í ì  r q _    & ñ `  ¦ Hall

´

òõ  8 £ ¤& ñ `  ¦ : Ÿ x K  & ñ / B N _  0 l x • ¸\  ¦ ½ ¨ô  Ç Ê ê, y Œ •  â Ä º\  ´ ú 



 H € ª œ_  In`  ¦ V , # Q „    ˜ Ð © œ`  ¦ r &  y Œ • é ß –  & ñ _  $ † ½ Ó

° ú

כs  200 MΩ s  © œ_   ҕ ¸^ ‰ (insulator) ÷ &• ¸2 Ÿ ¤ $ í  © œ r

†   . $ í  © œ  ) a é ß –  & ñ `  ¦ (110)€  `  ¦    # 4 > h “ ¦  r  s

€  \  à ºf ” “   €  `  ¦ ¹ 1 Ô  # 4 > h €   s €  • ¸ (110)€  _  @ / 6

£

x €  s   ) a  .
 Qt  €  `  ¦  Ÿ í– Ð ° ú ˜  „  ^ ‰ ß ¼l  €  • 4×5 mm ² (F  g È Òõ » ¡ ¤ U  ´s  = 5 mm) x 9  2 mm („  F G ç ß –  )

 ÷ &>  ë ß –Ž  H  6 £ § y Œ • €  `  ¦ 0.3 µm grade  t  polishing film Ü ¼– Ð  Ö  ¦€  % ƒ! 3  ë ß –Ž  H Ê ê 4 × 5 mm <sup>2</sup> €  \  „  F G`  ¦  Ò

‚ Ã

Ì # Œ „  l  F  g † < Æ Ÿ íÖ 0 qÛ ¼! s q (Pockels cell)`  ¦ ë ß –Ž  H  .

2. 1550 nm  X ê s; c" e ò i >± n Ç õ t Ú 4  ˜ m

1550 nm   © œ\ " f ZnTeü < CdTe_  F  g † < Æ Ï ã J] X Ö  ¦“ É r D.

T. F. Marple s  ½ ¨ô  Ç,   © œ\    É r Ï ã J] X Ò  ¦ _     o\  @ / ô

 Ç z  ´+ « >d ” 

n ² _opt = A + ( Bλ ²

λ ² − c ² ) (1)

`

 ¦  6   x # Œ ½ ¨ % i   [13]. # Œl " f λ = 1.55 µms 

“

¦ ZnTe\ " f A = 4.27, B = 3.01 x 9  c ² = 0.142 s “ ¦ CdTe \ " f  H A = 5.68, B = 1.53 x 9  c ² = 0.366 s  .  



" f ZnTe_  Ï ã J] X Ò  ¦ n ZnT e   H 2.733 Ü ¼– Ð, CdTe_  Ï ã J] X  Ö

 ¦ n CdT e   H 2.736 Ü ¼– Ð > í ß –  ) a  . ¿ º é ß –  & ñ _  Ï ã J] X Ö  ¦ s  1550 nm \ " f  H  Å Ò   H ™ èô  Ç \  ¦ ˜ Ðs “ ¦ e ”  . $ í ì  r q  x _  ™ D ¥ ½ + Ëé ß –  & ñ _  Ï ã J] X Ö  ¦ n Zn

_x

Cd

_1−x

T e “ É r   H  & h Ü ¼– Ð

n Zn

_x

Cd

_1−x

T e = x · n ZnT e + (1 − x) · n CdT e (2) _

 d ” `  ¦ s 6   x # Œ ½ ¨ % i   [14].

3.  ¹ ÅM ° Ë Ñ] K ¡ 4 • ¤ • ¤X N Ë

Zn x Cd 1−x Te é ß –  & ñ > _  E-O > à º 8 £ ¤& ñ “ É r  6 £ § d ”  m = |I(V ) − I(0)|

I(0) = 2π ln ³ r ₄₁ ^T |V |

λd (3)

`

 ¦  6   x # Œ ½ ¨½ + É Ã º e ”   [12,15]. # Œl " f m“ É r — ¸Ñ ý t Y U s

‚   degree, l“ É r r « Ñ_  F  g» ¡ ¤ ~ ½ ӆ ¾ Ó_  U  ´s , d  H „  F G ç ß – _

 ç ß –  , λ  H { 9   F  g _    © œÜ ¼– Ð, # Œl " f  H 1.55 × 10 ⁻⁶

Fig. 1. Optical setup for measuring of electrooptic coef- ficient (λ = 1550 nm)

m s  . V   H r « Ñ\    # QŠҍ  H „  · ú šs “ ¦, I(0) x 9  I(V )  H r

« Ñ\  „  · ú š`  ¦ “   t  · ú §`  ¦ M :ü < „  · ú š V \  ¦ “  ½ + É M :

 Ž

Ø  ¦ ) a ’    ñ_  ß ¼l – Ð s  ° ú כ[ þ t`  ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ Ä ºo  ½ ¨ 

“

¦    H E-O > à º\  ¦   & ñ ½ + É Ã º e ”  . Õ ªo “ ¦ n“ É r y Œ • $ í ì

 r q  é ß –  & ñ _  1550 nm   © œ\ " f Ï ã J] X Ò  ¦ – Ð d ”  (2)\ " f

>

í ß –ô  Ç ° ú כ`  ¦ s 6   x ô  Ç . z  ´+ « >\ " f Ä ºo   H I(0) x 9  I(V )\  ¦ 8

£ ¤& ñ # Œ — ¸Ñ ý t Y Us ‚   degree m`  ¦   & ñ €  , d ”  (3)\ " f E-O > à º r ^T 41 \  ¦ ½ ¨½ + É Ã º e ”  .

Fig. 1“ É r I(0) x 9  I(V )\  ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ — ¸Ñ ý t Y Us ‚   degree m`  ¦   & ñ l  0 Aô  Ç 8 £ ¤& ñ  © œu • ¸\  ¦
  · p  כ s  . Fig.

1 \ " f F  g " é ¶“ É r S1FC1550 (THORLABS) Y Us $ \  ¦ s 6   x

% i “ ¦, Y Us $ \ " f
“ : r y n C`  ¦ F  g † < Æ s ! Q\  ¦ : Ÿ x # Œ î  r ì

ø Íô  Ç Ê ê E $ ™Ý ¼\  ¦  5 g ¼ # F  g ó ø Í (polarizer)`  ¦ : Ÿ x õ  r †   Ê ê r

« Ñ\  { 9   >  % i  . r « ѕ ¸ F  g» ¡ ¤ \  @ /ô  Ç ~ ½ Ó0 Ay Œ •`  ¦



  or ~  ´ à º e ” >   r„   f . Ë  8\   ҂ Ã Ì % i “ ¦, r « Ñ\  ¦ : Ÿ x ô

 Ç F  g s  λ/4¨ î €  , Õ ªo “ ¦  Ž F  g ó ø Í (analyzer)`  ¦ Y V– Ð : Ÿ x õ

 >  ô  Ç Ê ê E $ ™Ý ¼– Ð — ¸  DET410 (THORLABS)  Ž Ø  ¦ l

\  ’    ñ — ¸s >  % i  . „  F G`  ¦ : Ÿ x # Œ r « Ñ\  “ §À Ó (60 Hz) „  · ú š`  ¦ 50 ∼ 100 V & ñ • ¸   # Q  Ž Ø  ¦ l \  ’    ñ

þ

j@ / ÷ &• ¸2 Ÿ ¤ ¼ # F  g ó ø Í (polarizer), r « Ñ, λ/4¨ î €  ,  Ž F  g ó

ø Í (analyzer)`  ¦ ´ ú ð  r Ê ê “ §À Ӓ    ñ\  ¦ ] j  “ ¦ I(0)\  ¦ 8 £ ¤

&

ñ “ ¦, f ” À ӄ  · ú š`  ¦ 50 V – РÒ'  €  • 800 V t     or v 

€

 " f I(V )@ / |V | ‚  + þ A“   ½ ¨ç ß –_  ô  Ç „  · ú š`  ¦ × þ ˜ # Œ m° ú כ

`

 ¦ > í ß – % i  .

4. CdTe E-O ‰ ˜ m+ s ÇX N Ë8 ý T-ray  ï Å S Ë  Ö «I í Ä  º 

‘

: r ƒ  ½ ¨z  ´\ " f $ í  © œr †   CdTe é ß –  & ñ `  ¦ p ² D G R.P.I.

(Rensselaer Polytechnic Institute) Ó ü t o † < Æõ  T-ray G ' p' 

\

" f G ' p" f : £ ¤$ í `  ¦ › ¸  % i  . Fig. 2  H T-ray µ 1 ϔ  , „  

Fig. 2. Schematic of a THz time-domain spectroscopy system. A femtosecond pulse pumps the emitter crys- tal and produces a pulse of THz radiation by a non- linear optical process. A probe laser pulse is used for electro-optical detection in the sensor crystal. By scan- ning the relative delay between the two laser pulses, the THz waveform is measured directly in the time domain.

(R.P.I. supplied)

Fig. 3. The THz detection setup, with CdTe E-O crys- tal, λ/4 plate, Wollaston polarizer, and photoconductors.

(R.P.I. supplied)



, G ' pd ç x 9   Ž Ø  ¦ r Û ¼% 7 › „  ^ ‰\  @ /ô  Ç > h| Ä Ì• ¸s “ ¦, Fig.

3“ É r T-ray ’    ñ G ' pd ç õ   Ž Ø  ¦  © œu • ¸\  ¦ ³ ðr  “ ¦ e ”  .

Fig. 2 \ " f · ú ˜ à º e ” 1 p w s  Ti-Sapphire & 7 ›ž М í Y Us $ 

\

" f
“ : r 800 nm _  y © œô  Ç ` O Û ¼c ”  (150 & 7 ›ž М í ` O Û ¼; Ÿ ¤, 76 MHz repetition rate) `  ¦ * 3 i ç c ” Ü ¼– Ð # Œ ZnTe E-O é

ß –  & ñ Ü ¼– Ð  ) a \ p ' \  › ¸  €   F  g † < Æ& h  & ñ À Ó (optical rectification) " é ¶ o \     T-ray (THz „    ) µ 1 ϔ  

÷ & 9, „     ) a  . s  y n C`  ¦ Ÿ íÓ ü t€   Ö  ¦ (paraboloidal mir- ror)`  ¦ s 6   x # Œ | 9 5 Å q (focusing) r v “ ¦, & 7 ›ž М í Y Us $ 

\

" f €  • >  ° ú ˜ 4 R
“ : r á ÔØ ÔÚ Ôc ”  (probe beam) (€  • 100 µW) õ  † < Êa  CdTe G ' p" f   & ñ _  (110)€  \  à ºf ”  >  { 9 



r †   . Fig. 3\ " f · ú ˜ à º e ” 1 p w s    & ñ ? /\ " f á ÔØ ÔÚ Ôc ” 

\

 T-ray „     z  ´ 9 (Pockels effect)
“ : r Ê ê λ/4¨ î

€

 `  ¦  5 g Wollaston ¼ # F  g ó ø Í (polarizer)`  ¦  5 g s x 9  p

Fig. 4. Measured and fitted E-O coefficient of Zn _x Cd _1−x Te single crystals at optical communication wave- length (1550 nm).

Fig. 5. (a) Temporal wave form detected by CdTe sin- gle crystal, and (b) amplitude spectrum of the temporal wave form shown in (a).

¼

# F  g (polarization) Ü ¼– Ð ì  r o   ) a Ê ê y Œ •y Œ •`  ¦ $ í 0 p x s  > á ¤ ° ú  

“

É r photoconductor \ " f ’    ñ\  ¦ ¸ ú š  Õ ª s \  ¦ ½ ¨ €  , s

 ° ú כs   – Ð T-ray_  ’    ñ\  ¦ ³ ðr ô  Ç . z  ´] j– Ð G ' p" f– Ð

"

f ZnTe ü < CdTe_  — ¸Ž  H $ í ì  r q \  @ /K " f• ¸ G ' pd ç 0 p x§ 4 

`

 ¦ › ¸  % i t ë ß – # Œl " f  H CdTe \  @ /K " fë ß – ƒ  / å L  ’ x



.

III. + s ÇÊ Ý õ m Í w Š²  o

s

X O >  ½ ¨ô  Ç „  ^ ‰ Zn x Cd _1−x Te é ß –  & ñ _  $ í ì  r q  x\ 



 É r E-O > à º\  ¦ · ú ¡\ " f > í ß –ô  Ç Ï ã J] X Ö  ¦ õ  † < Êa  Table 1 \  & ñ o  % i  . ¢ ¸ s  › ' a > \  ¦ Fig. 4 \  ³ ðr  % i  .

T-ray (THz „    )\  @ /ô  Ç G ' pd ç 0 p x§ 4 `  ¦ › ¸ ô  Ç  \  ¦ Fig. 5 _  (a)ü < (b)\ 
 ? /% 3  . Fig. 5(a)\ " f · ú ˜ à º e ”

1 p w s  CdTe 28& 7 ›ž М í\  ¦ G ' pd ç “ ¦ e ” # Q, F G œ í“ ¦5 Å q ’    

ñ G ' pd ç 0 p x§ 4 s  e ” 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ” “ ¦, Fig. 5(b)\ " f ^  ¦ à º

Table 1. E-O coefficient of Zn _x Cd _1−x Te single crystals (λ = 1550 nm)

Samples n r

^T41

(pm/V) Previous study

refractive index E-O coefficient

ZnTe 2.733 5.55 ± 0.20 4.43 (λ = 0.633 µm) [15]

Zn

0.8

Cd

0.2

Te 2.734 1.82 ± 0.27

Zn

0.7

Cd

0.3

Te 2.734 5.42 ± 0.24

Zn

0.6

Cd

0.4

Te 2.734 6.50 ± 0.20

Zn

0.4

Cd

0.6

Te 2.735 9.54 ± 0.68

Zn

0.2

Cd

0.8

Te 2.735 12.8 ± 0.38

CdTe 2.736 15.5 ± 0.70 4.5 (λ = 1.0 µm) [16]

e ”

1 p w s  Õ ª Û ¼& 7 ˜à Ô! 3  ì  r Ÿ í• ¸ DC\ " f THz% ò % i  t  ( 4 R e ”

Ü ¼ 9, $ Å Ò à º  ½ ™× ¼ü < 8 ∼ 15 THz# 3 0 A\ " f  H ”  ; Ÿ ¤

`

 ¦ ° ú “ ¦ e ” 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ”  . é ß –t  Fig. 5(a)\ " f ’    ñ @ /

¸ ú

š6 £ § q , ZnTe E-O G ' p" f\ " f  H 10 ⁴ C  s  © œ ÷ &  H X < q 

# Œ [17], CdTe\ " f  H €  • 10 ¹ ∼ 10 ² & ñ • ¸ µ 1 Ú\  ÷ &t  · ú §  H



. Õ ª Q
 0 A_  á ÔØ ÔÚ Ôc ” “ É r 800 nm   © œ_   â Ä ºs “ ¦ ‘ : r

ƒ

 ½ ¨\ " fü < ° ú  s  1550 nm   © œ`  ¦  6   x ½ + É M :  H  H E-O

>

à º\  ¦ ° ú “ ¦ e ” # Q, ’    ñ @ / ¸ ú š6 £ § q   H ’    ñ\  ¦ % 3 `  ¦ à º e ”

“ ¦, ¢ ¸ F G œ í“ ¦5 Å q (Tera b/s) _  ’    ñ\  ¦ % 3 `  ¦ à º e ”  “ ¦

‘

: r  .   " f ‰ & ³F  þ j“ ¦– Ð 10 ∼ 20 GHz # 3 0 A\ " f  6   x

  H F  g — ¸Ñ ý t Y Us ' ˜ Ð  €  • 100∼1000 C    É r 5 Å q • ¸– Ð î  r 6

 

x ½ + É Ã º e ”   H F  g: Ÿ x’  6   x — ¸Ñ ý t Y Us ' _  F « і Ð CdTe E-O é

ß –  & ñ s  Ä »§ 4 † < Ê`  ¦ · ú ˜ à º e ”  .

IV. + s Ç Â ] Ø

1. Zn x Cd 1−x Te E-O é ß –  & ñ _  E-O > à º\  ¦ 1550 nm 

 © œ\ " f 8 £ ¤& ñ l  0 A # Œ $ í ì  r q  x = 0.0 (CdTe), 0.2, 0.4, 0.6, 0.7, 0.8 x 9  1.0 (ZnTe)_   ҕ ¸^ ‰ (insulator) é ß –

 

& ñ `  ¦ y Œ •y Œ • $ í  © œr v % 3  .

2. 1550 nm \ " f s [ þ t _  Ï ã J] X Ö  ¦“ É r ZnTe x 9  CdTe_  ì  r í

ß –d ” \ " f y Œ •y Œ • ° ú כ`  ¦ % 3 “ ¦, y Œ • $ í ì  r q _  ° ú כ“ É r n ZnT e x 9  n _{CdT e} _  ° ú כõ  $ í ì  r q \  ¦ › ¸½ + ËK " f   H  & h Ü ¼– Ð   & ñ % i 



.

3. E-O > à º   & ñ “ É r y Œ • $ í ì  r q \  @ / # Œ — ¸Ñ ý t Y Us 

‚

  n Õ ªo (m)`  ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ ° ú כ`  ¦ % 3 “ É r   $ í ì  r q \     x=0.0(CdTe) ; 15.5, 0.2 ; 12.8, 0.4 ; 9.54, 0.6 ; 6.50, 0.7

; 5.42, 0.8 ; 1.82 x 9  1.0(ZnTe) ; 5.57 pm/V Ü ¼– Ð   & ñ ÷ &

% 3  .

4. : £ ¤ y  CdTe  â Ä º  © œ  H ° ú כÜ ¼– Ð
 
 F  g: Ÿ x’  6   x F 

g " é ¶   © œ“   1550 nm\ " f  H CdTe  Ÿ íÖ 0 qÛ ¼! s q (Pockels cell) – Ð & h ½ + ˆ < Ê`  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  .

5. T-ray G ' pd ç z  ´+ « >   õ ü < † < Êa  “ ¦ 9K  ˜ Ѐ   CdTe E-O é ß –  & ñ s  F G œ í“ ¦5 Å q — ¸Ñ ý t Y Us '  (€  • 100 GHz ∼ à º z 

 THz bps) F « і Ð  Å Ò & h ½ + ˆ < Ê`  ¦ \ V8 £ ¤ ½ + É Ã º e ”  .

P

c p 8 ý ò k >

s

  7 Hë  H“ É r 2004¸  • ¸ „  · ¡ ¤ @ /† < Ɠ §_  ƒ  ½ ¨l ì ø ͛ ¸$ í ƒ  ½ ¨ q

 t " é ¶ \  _  # Œ ƒ  ½ ¨÷ &% 3 6 £ §.

Y

c p w Š à U Ø ”  ô

[1] P. N. Prasad and D. J. Williams, Introduction to Nonlinear Effects in Monomoer and Polymers (John Wiley & Sons, New York, 1991).

[2] Y. H. Min, K.-S. Lee, C. S. Yoon and L. M. Do, J.

Mater. Chem. 8, 1225 (1998).

[3] Q. Wu, M. Litz and X.-C. Zhang, Appl. Phys. Lett.

68, 2924 (1996).

[4] Q. Wu and X. -C. Zhang, Appl. Phys. Lett. 68, 18 (1996).

[5] Q. Wu and X. -C. Zhang, Appl. Phys. Lett. 68, 1604 (1996).

[6] Kai Liu, Hyun-Shik Kang, Tae-Kyu Kim, and X. -C.

Zhang, Appl. Phys. Lett. 81, 4115 (2002).

[7] Hyun-Shik Kang, Hae Ik Lee, and Tae Whan Kim, Jpn. Appl. Phys. 43, L1256 (2004).

[8] H. -S. Kang, in Research on Ultra Fast E- O Sensors and Emitters for Terahertz Electro- magnetic Waves (KOSEF Report R01-2000-000- 00018-0, 2002), Chaps. 2-3.

[9] F. Aqull´ o-L´ opez, J. M. Cabrera and F. Agull´ o- Rueda, Electrooptics Phenomena, Materials and Applications (Academic Press, London, 1994), p. 84.

[10] H. S. Kang, H. I. Lee, and T. W. Kim, J. Appl.

Phys. 96, 1409 (2004).

[11] S. Kuppurao, S. Brandon and J. J. Derby, J. Crystal

Growth 158, 459 (1996).

[12] Kunio Tada and Massharu Aoki, Jpn. J. Appl. Phys.

10, 998 (1971).

[13] D. T. F. Marple, J. Appl. Phys. 35, 539 (1964).

[14] Y. S. Jeon, X. -C. Zhang and H. -S. Kang, SAEMULLI (New Phys.) 52, 425 (2006).

[15] K. H. Jung, E. S. Jeong and H. -S. Kang, SAEMULLI (New Phys.) 47, 248 (2003).

[16] Landolt-B¨ ornstein, Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology, edited by K. H. Hellwege and A. M. Hellwege (Springer- Verlag, Berlin, 1984), Vol. 18.

[17] W. Wu, F. G. Sun, P. Campbell and X.-C. Zhang, Appl. Phys. Lett. 68, 3224 (1996).

Electro-Optic Coefficient Measurements for Zn _x Cd _1−x Te Single Crystals at a Wavelength of 1550 nm

Y. Jeon ^∗

Division of Electrical and Electronic Engineering, Jeonju University, Jeonju 560-759 H. -S. Kang and K. H. Jung

Department of Physics Education, Chonbuk National University, Jeonju 561-756 (Received 7 September 2006)

Nonlinear optical materials of Zn

x

Cd

1−x

Te single crystals, where x = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.7, 0.8, and 1.0, have been grown by using the Bridgman method and a vertical furnace. We have investigated the electro-optic (E-O) coefficient and the refractive index of Zn

x

Cd

1−x

Te single crystals at an optical communication wavelength (1550 nm). In the case of the CdTe (x = 0.0) crystal, the E-O coefficient was 15.5 × 10

⁻¹²

m/V, which is the largest among the E-O coefficients of Zn

x

Cd

1−x

Te crystals. We found the CdTe crystal to be a good candidate for an ultrafast E-O modulator for THz communications because of its high sensitivity to femtosecond THz pulses, large E-O coefficient, and large signal-to-noise ratio.

PACS numbers: 42.70.Nq, 78.20.Jq, 42.65.Ky

Keywords: Electro-optic coefficient, Ultrafast E-O modulator, Pockels effect

∗

E-mail: [email protected]