Siliziumphotonik

Welche Erklärung des Cut-back-Verfahrens zur Messung der Ausbreitungsverluste von Silizium-Wellenleitern ist richtig?

  1. AStarkes Licht wird in einen einzelnen Wellenleiter eingekoppelt, und die Ausbreitungsverluste werden aus der Änderung der Farbe (Wellenlänge) des Lichts am Ausgang bestimmt
  2. BDie Verluste von Wellenleitern unterschiedlicher Länge werden gemessen; aus der Steigung über der Länge ergeben sich die Ausbreitungsverluste, aus der Extrapolation auf die Länge 0 die Koppelverluste
  3. CDer Wellenleiter wird durchtrennt, der Querschnitt im Elektronenmikroskop betrachtet und die Verluste allein aus der Größe der Seitenwandrauigkeit berechnet
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Antwort: B. Die Verluste von Wellenleitern unterschiedlicher Länge werden gemessen; aus der Steigung über der Länge ergeben sich die Ausbreitungsverluste, aus der Extrapolation auf die Länge 0 die Koppelverluste

Da auch am Ein- und Ausgang des Wellenleiters durch die Kopplung mit der Faser Verluste entstehen, lassen sich Ausbreitungs- und Koppelverluste allein durch Messen der Transmission eines einzelnen Wellenleiters nicht trennen. Beim Cut-back-Verfahren werden Wellenleiter gleicher Struktur, die sich nur in der Länge unterscheiden (z. B. 1, 2 und 4 cm), vorbereitet, die Gesamtverluste in dB gemessen und über der Länge aufgetragen. Die Steigung der Geraden entspricht den Ausbreitungsverlusten pro 1 cm (dB/cm), der Wert bei Länge 0 (Achsenabschnitt) der Summe der Koppelverluste an Ein- und Ausgang. Entscheidend für die Genauigkeit sind einheitliche Koppelbedingungen; häufig wird mit Gitterkopplern gleicher Form auf dem Wafer gemessen.

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