Siliziumphotonik

Welche Veränderung ergibt sich, wenn der Umfang eines Ringresonators verkürzt wird?

  1. ADer Abstand zwischen benachbarten Resonanzwellenlängen (FSR) wird größer
  2. BDer Abstand zwischen benachbarten Resonanzwellenlängen (FSR) wird kleiner
  3. CEs tritt keine Resonanz mehr auf, und alle Wellenlängen werden durchgelassen
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Antwort: A. Der Abstand zwischen benachbarten Resonanzwellenlängen (FSR) wird größer

Der FSR (freier Spektralbereich) ist der Abstand zwischen benachbarten Resonanzwellenlängen und lässt sich näherungsweise als FSR ≈ λ² /(ng × L) ausdrücken (ng: Gruppenbrechungsindex, L: Umfang); er ist also umgekehrt proportional zum Umfang. Zum Beispiel beträgt der FSR bei λ = 1,55 µm, ng ≈ 4,2 und L ≈ 63 µm (Radius etwa 10 µm) etwa 9 nm. Halbiert man den Umfang, verdoppelt sich der FSR ungefähr, sodass sich bei WDM mit vielen Wellenlängen leichter vermeiden lässt, dass ein Ring auch auf eine andere Wellenlänge reagiert. Allerdings nehmen die Biegeverluste mit engeren Biegungen zu, sodass der Verkleinerung Grenzen gesetzt sind.

Ringresonator und Transmissionsspektrum Ringresonator Umfang L Eingang Durchgang Bus-Wellenleiter Resonanz, wenn Umlauflänge ganzz. Vielfaches von λ Transm. Wellenlänge FSR Einbruch bei Resonanzwellenlänge kürzerer Umfang → größerer FSR FSR ≈ λ² ÷ (ng × L)
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