실리콘 포토닉스

고속 실리콘 변조기에서 위상 시프터의 pn 접합에 역바이어스를 걸어 공핍층의 폭을 바꾸는 방식(공핍형)이 많이 사용되는 이유는?

  1. A순방향으로 전류를 흘려 캐리어를 주입하는 PIN형 방식보다, 같은 전압으로 굴절률을 훨씬 크게 바꿀 수 있기 때문에
  2. B역바이어스로 하면 접합에서 애벌런치 증배가 일어나, 변조기를 지나는 빛이 증폭되기 때문에
  3. C다수 캐리어의 출입으로 굴절률이 바뀌므로, 소수 캐리어의 수명에 제한되지 않고 고속으로 동작할 수 있기 때문에
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정답: C. 다수 캐리어의 출입으로 굴절률이 바뀌므로, 소수 캐리어의 수명에 제한되지 않고 고속으로 동작할 수 있기 때문에

공핍형에서는 역바이어스의 크기로 공핍층의 폭을 바꾸고, 다수 캐리어를 넣고 빼서 굴절률을 바꿉니다. 응답 속도는 주로 접합의 용량과 저항으로 결정되며, 수십 GHz급의 대역을 얻을 수 있습니다. 순방향으로 캐리어를 주입하는 PIN형은 굴절률 변화가 크고 효율이 높지만, 주입한 소수 캐리어가 재결합으로 사라지기까지 나노초 정도가 걸리기 때문에 그대로는 고속화가 어렵습니다. 공핍형은 효율과 맞바꾸어 속도를 얻는 방식이라고 할 수 있습니다. 애벌런치 증배로 빛이 증폭되는 일은 없습니다.

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