Quelle est la caractéristique correcte d'une structure où un guide d'onde en silicium (indice de réfraction d'environ 3,5) est entouré d'oxyde (SiO2, indice d'environ 1,45) ?

Réponse : B. La différence d'indice étant grande, la lumière est fortement confinée : le guide peut être courbé avec un petit rayon de quelques µm et les composants peuvent être disposés avec une forte densité

La lumière est confinée par réflexion totale à l'interface entre un cœur d'indice élevé et une gaine d'indice faible, et ce confinement est d'autant plus fort que la différence d'indice est grande. La différence entre le silicium et l'oxyde, d'environ 2, est d'un tout autre ordre de grandeur que celle entre le cœur et la gaine d'une fibre optique (moins de 1 %) : on peut réaliser des guides fins d'une section d'environ 0,5 µm × 0,22 µm et réduire le rayon de courbure à quelques µm. En revanche, plus la différence d'indice est grande, plus la lumière est diffusée par les rugosités des flancs : les pertes de propagation, qui dépendent des conditions, sont d'environ 1 à 3 dB/cm pour un guide en ruban typique (moins pour un guide en arête ou avec un procédé à faibles pertes), soit bien plus que pour une fibre (environ 0,2 dB/km).