실리콘 포토닉스
실리콘 도파로의 전파 손실(dB/cm)의 주된 원인 중 하나로 꼽히는 것은?
- A식각으로 생긴 측벽의 미세한 요철에 의한 빛의 산란
- B통신 파장의 광자가 실리콘의 전자를 가전자대에서 전도대로 여기시키는 밴드 간 흡수
- C도파로를 둘러싼 산화막 속에서 빛이 과도하게 증폭되어 생기는 신호 왜곡
정답과 해설 보기
정답: A. 식각으로 생긴 측벽의 미세한 요철에 의한 빛의 산란
실리콘 도파로에서는 리소그래피와 식각으로 측벽에 생기는 수 nm 정도의 요철이 빛을 도파로 밖으로 산란시킵니다. 실리콘과 산화막의 굴절률 차이가 크고 도파로가 가늘어 측벽에 걸리는 빛의 세기도 크기 때문에, 산란의 영향을 강하게 받습니다. 대표적인 스트립 도파로의 전파 손실은 조건에 따라 다르지만 대략 1~3 dB/cm 정도(저손실 공정에서는 1 dB/cm 미만)이며, 리브 도파로로 만들거나, 폭을 넓히거나, 산화나 수소 분위기 열처리로 측벽을 매끄럽게 하는 등의 방법으로 줄입니다. 통신 파장의 광자 에너지는 실리콘의 밴드갭보다 작으므로 밴드 간 흡수는 일어나지 않습니다.