Qu'est-ce que Photonique sur silicium ?

Réponse : C. Servir de gaine inférieure au guide d'onde et empêcher la lumière de fuir vers le substrat de silicium

Une plaquette SOI (Silicon on Insulator) se compose d'un substrat de silicium surmonté d'un oxyde enterré (BOX), lui-même recouvert d'une fine couche de silicium monocristallin. On réalise les guides d'onde en structurant la couche de silicium supérieure (une épaisseur de 220 nm est courante), et le BOX, d'indice faible, sert de gaine inférieure. Si le BOX est trop mince, la lumière qui déborde du guide (onde évanescente) fuit vers le substrat de silicium d'indice élevé ; on utilise donc souvent un BOX épais d'environ 2 à 3 µm. L'oxyde a une large bande interdite et n'absorbe ni n'émet de lumière.

Réponse : A. Leur indice est d'environ 2,0 ; la différence avec le milieu environnant (SiO2) est plus faible que pour le silicium, ce qui permet plus facilement de réduire les pertes de propagation et la dérive des caractéristiques avec la température

L'indice du SiN, d'environ 2,0, présente avec le SiO2 une différence plus faible que celui du silicium (environ 3,5) : le confinement de la lumière est plus faible et le rayon de courbure plus grand. En contrepartie, la diffusion due aux rugosités des flancs est faible, et c'est un matériau qui se prête bien aux guides à faibles pertes. Son coefficient thermo-optique est aussi faible, au plus une fraction de celui du silicium, ce qui le rend adapté aux filtres résistants aux variations de température. Sa large bande interdite offre un autre avantage : l'absorption à deux photons se produit difficilement, même sous forte intensité lumineuse. En revanche, le SiN étant un isolant, on ne peut pas réaliser de modulateurs utilisant l'effet de dispersion par porteurs.