Siliziumphotonik
In der Siliziumphotonik werden neben Silizium-Wellenleitern mitunter auch Wellenleiter aus Siliziumnitrid (SiN) eingesetzt. Welche Aussage zu den Eigenschaften von SiN-Wellenleitern ist richtig?
- ADer Brechungsindex beträgt etwa 2,0, der Unterschied zur Umgebung (SiO2) ist kleiner als bei Silizium, und Ausbreitungsverluste sowie temperaturbedingte Eigenschaftsänderungen lassen sich leicht gering halten
- BDer Brechungsindex ist größer als der von Silizium, sodass engere Biegungen mit kleineren Radien möglich sind und die Schaltung noch kompakter wird
- CEs leitet Strom gut, sodass sich schnelle Modulatoren mit dem Ladungsträger-Dispersionseffekt einfach herstellen lassen
Antwort und Erläuterung anzeigen
Antwort: A. Der Brechungsindex beträgt etwa 2,0, der Unterschied zur Umgebung (SiO2) ist kleiner als bei Silizium, und Ausbreitungsverluste sowie temperaturbedingte Eigenschaftsänderungen lassen sich leicht gering halten
SiN hat einen Brechungsindex von etwa 2,0, und sein Unterschied zu SiO2 ist kleiner als bei Silizium (etwa 3,5); der Lichteinschluss ist daher schwächer und der Biegeradius größer. Dafür ist die Streuung an Seitenwandrauigkeiten gering, und es eignet sich gut für verlustarme Wellenleiter. Auch der thermooptische Koeffizient ist mit einem Bruchteil des Werts von Silizium oder weniger klein, sodass es sich für temperaturstabile Filter und Ähnliches eignet. Wegen seiner großen Bandlücke tritt selbst bei hoher Lichtintensität kaum Zwei-Photonen-Absorption auf, was ein weiterer Vorteil ist. SiN ist dagegen ein Isolator, sodass sich keine Modulatoren mit dem Ladungsträger-Dispersionseffekt herstellen lassen.