Siliziumphotonik
Warum wird die Polarisation zum Problem, wenn Licht aus einer Standard-Single-Mode-Faser von einer Silizium-Photonikschaltung empfangen wird?
- AWeil die Polarisationsrichtung in der Faser nicht festgelegt ist, während sich die Ausbreitung in Silizium-Wellenleitern je nach Polarisation stark unterscheidet
- BWeil das Licht nach dem Durchlaufen der Faser keine Polarisation mehr hat und sich daher nicht mehr im Silizium-Wellenleiter ausbreitet
- CWeil Silizium-Wellenleiter Licht unabhängig von der Polarisation gleich gut leiten, der Photodetektor aber nur eine Polarisation erfassen kann
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Antwort: A. Weil die Polarisationsrichtung in der Faser nicht festgelegt ist, während sich die Ausbreitung in Silizium-Wellenleitern je nach Polarisation stark unterscheidet
Standard-Single-Mode-Fasern erhalten die Polarisation nicht, sodass sich die Polarisationsrichtung des auf der Empfängerseite ankommenden Lichts durch Biegungen der Faser oder Temperaturänderungen verändert. In flachen Silizium-Wellenleitern mit etwa 0,5 µm Breite und etwa 0,22 µm Dicke unterscheiden sich dagegen effektiver Brechungsindex und Verluste für die horizontal schwingende Polarisation (TE) und die vertikal schwingende Polarisation (TM) stark, und auch die Eigenschaften von Gitterkopplern und Ringresonatoren hängen von der Polarisation ab. Abhilfe schaffen etwa Bauelemente, die das Licht in zwei Polarisationen aufteilen und eine davon drehen, oder zweidimensionale Gitterkoppler, die beide Polarisationen verarbeiten können.