Photonique sur silicium

Quelle est la principale raison pour laquelle on utilise souvent, dans les modulateurs optiques en silicium, des guides d'onde en arête gravés peu profondément en laissant de fines plaques de silicium (dalles) de part et d'autre ?

  1. AIls confinent la lumière plus fortement qu'un guide en ruban entièrement gravé et peuvent être courbés brusquement avec un petit rayon
  2. BLes dalles permettent de relier électriquement la jonction pn du guide à des électrodes placées à distance
  3. CLa lumière est amplifiée dans les dalles, ce qui compense les pertes du modulateur
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Réponse : B. Les dalles permettent de relier électriquement la jonction pn du guide à des électrodes placées à distance

Dans un guide en arête, on dope les dalles laissées de part et d'autre du guide pour relier les électrodes à la jonction pn située au centre du guide. Une électrode métallique placée juste à côté du guide absorberait la lumière ; il est donc essentiel de pouvoir l'éloigner de la zone où passe la lumière. À l'inverse, un guide en ruban entièrement gravé présente une grande différence d'indice latérale et confine fortement la lumière, ce qui convient aux courbures serrées et à la miniaturisation. Le guide en arête confine plus faiblement, et une courbure brusque fait fuir la lumière dans les dalles. Les dalles de silicium n'ont aucune fonction d'amplification de la lumière.

Coupe de guides d'onde Si (ruban et arête) SiO₂ (n ≈ 1,45) Si (n ≈ 3,5) Champ optique Gaine SiO₂ Oxyde enterré (BOX) Substrat Si Largeur ≈ 500 nm Ép. 220 nm Gaine SiO₂ Oxyde enterré (BOX) Substrat Si Largeur ≈ 500 nm Slab Guide ruban Guide en arête Fort confinement, virages serrés Contact électrique via le slab
Coupe de guides d'onde Si (ruban et arête) · Voir dans les schémas
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