Dans les modulateurs optiques en silicium, pourquoi utilise-t-on l'effet de dispersion par porteurs (effet de dispersion plasma) pour faire varier l'indice de réfraction au moyen d'un signal électrique ?

Réponse : C. Parce que le cristal de silicium est centrosymétrique et que l'effet Pockels, par lequel le champ électrique modifie directement l'indice, y est quasi absent

Dans des cristaux comme le niobate de lithium, on peut réaliser des modulateurs rapides grâce à l'effet Pockels, par lequel l'indice varie proportionnellement au champ électrique ; mais la structure cristalline du silicium étant centrosymétrique, cet effet y est quasi absent. On exploite donc l'effet de dispersion par porteurs : la variation de la concentration d'électrons et de trous (porteurs libres) modifie l'indice et l'absorption. Augmenter la concentration de porteurs diminue l'indice et accroît en même temps l'absorption. La variation d'indice étant faible (de l'ordre de 10⁻³ ou moins), on porte la longueur du modulateur à quelques mm environ pour accumuler la variation de phase. Le silicium est à gap indirect.