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캐리어 분산 효과(플라스마 분산 효과)란?

반도체 속 자유 전자나 정공의 농도를 바꾸면 굴절률과 빛의 흡수가 변하는 현상. 실리콘에는 포켈스 효과가 거의 없으므로 광변조기에서 위상을 바꾸는 데 사용된다. 캐리어 농도를 늘리면 굴절률은 작아진다.

일본어 명칭: キャリア分散効果(プラズマ分散効果)

캐리어 분산 효과(플라스마 분산 효과)은(는) 실리콘 포토닉스 등 1개 분야의 연습 문제 2개에 나와요.

분야: 실리콘 포토닉스

도전해 보기: 캐리어 분산 효과(플라스마 분산 효과) 관련 문제

실리콘 광변조기에서 전기 신호로 굴절률을 바꾸는 방법으로 캐리어 분산 효과(플라즈마 분산 효과)가 사용되는 이유는?

  1. A실리콘은 직접 천이형이므로 캐리어를 주입하면 강하게 발광하고, 그 빛으로 굴절률이 바뀌기 때문에
  2. B전자나 정공의 농도를 바꿔도 굴절률은 변하지 않고 빛의 흡수만 바뀌므로 다루기 쉽기 때문에
  3. C실리콘 결정은 반전 대칭성을 가져, 전계로 굴절률이 직접 바뀌는 포켈스 효과가 거의 나타나지 않기 때문에
정답과 해설 보기

정답: C. 실리콘 결정은 반전 대칭성을 가져, 전계로 굴절률이 직접 바뀌는 포켈스 효과가 거의 나타나지 않기 때문에

니오브산 리튬 등의 결정에서는 전계에 비례하여 굴절률이 바뀌는 포켈스 효과를 이용해 고속 변조기를 만들 수 있지만, 실리콘은 결정 구조가 반전 대칭이므로 이 효과가 거의 없습니다. 그래서 전자나 정공(자유 캐리어)의 농도를 바꾸면 굴절률과 흡수가 바뀌는 캐리어 분산 효과를 이용합니다. 캐리어 농도를 높이면 굴절률은 작아지고, 동시에 흡수도 증가합니다. 굴절률의 변화는 아주 작으므로(10⁻³ 정도 이하), 변조기의 길이를 수 mm 정도로 하여 위상 변화를 확보합니다. 실리콘은 간접 천이형입니다.

해설 속 캐리어 분산 효과(플라스마 분산 효과)

캐리어 분산 효과(플라스마 분산 효과)이(가) 나오는 문제 (2)

  1. 실리콘 광변조기에서 전기 신호로 굴절률을 바꾸는 방법으로 캐리어 분산 효과(플라즈마 분산 효과)가 사용되는 이유는?
  2. 실리콘 포토닉스에서 실리콘 도파로와 함께 질화실리콘(SiN) 도파로를 조합하는 경우가 있다. SiN 도파로의 특징으로 올바른 것은?

관련 용어

굴절률 플라즈마(plasma) 간접 천이형 실리콘 포토닉스(Silicon Photonics) 도파로 밴드갭(Bandgap) 그레이팅 커플러(Grating Coupler) 단일 모드 광섬유 링 공진기 마흐-젠더 변조기

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