Siliziumphotonik
Welche Erklärung der Kenngröße VπL (V-Pi-L), die die Leistungsfähigkeit eines Mach-Zehnder-Modulators beschreibt, ist richtig?
- ADas Produkt aus der Spannung, die für eine Phasenänderung um π nötig ist, und der Länge des Phasenschiebers; je kleiner, desto effizienter die Modulation
- BDas Produkt aus der maximalen optischen Leistung, die in den Modulator eingekoppelt werden kann, und seiner Länge; je größer, desto eher lassen sich Hochleistungslaser direkt verwenden
- CDas Produkt aus elektrischer Bandbreite und Länge des Modulators; je größer, desto schneller und desto geringer die Leistungsaufnahme
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Antwort: A. Das Produkt aus der Spannung, die für eine Phasenänderung um π nötig ist, und der Länge des Phasenschiebers; je kleiner, desto effizienter die Modulation
Vπ ist die Spannung, die nötig ist, um die Phasendifferenz zwischen beiden Armen auf π zu bringen und den Ausgang vom hellen in den dunklen Zustand zu schalten. Je länger der Phasenschieber, desto kleiner die nötige Spannung; die Effizienz wird daher über das Produkt aus Spannung und Länge, VπL, verglichen. Beim Silizium-Verarmungstyp liegen typische Werte je nach Dotierung und Betriebsbedingungen bei etwa 1 bis 3 V·cm. Je kleiner VπL, desto kürzer kann der Modulator bzw. desto niedriger die Treiberspannung sein. Ein längerer Modulator erhöht jedoch die optischen Verluste und die Elektrodenkapazität und senkt die Bandbreite, sodass zwischen Länge, Treiberspannung und Bandbreite ein Zielkonflikt besteht.