Siliciumfotonica
Waarom wordt bij edge couplers een omgekeerde-taperstructuur (inverse taper) gebruikt, waarbij de breedte van de siliciumgolfgeleider naar de rand van de chip toe afneemt?
- AEen smallere golfgeleider sluit licht sterker op, zodat er aan het eindvlak helemaal geen reflectie meer optreedt
- BBij een smallere golfgeleider spreidt het licht zich uit naar de omgeving en wordt de mode groter, zodat die beter aansluit op de mode van de vezel
- CEen smallere golfgeleider verhoogt de brekingsindex van silicium, zodat licht uit de vezel gemakkelijker wordt ingevangen
Antwoord en toelichting tonen
Antwoord: B. Bij een smallere golfgeleider spreidt het licht zich uit naar de omgeving en wordt de mode groter, zodat die beter aansluit op de mode van de vezel
De modediameter van standaard singlemodevezel bedraagt circa 9–10 µm, terwijl de mode van een siliciumgolfgeleider met 1 µm of minder zeer klein is; bij direct tegen elkaar zetten passen de modevormen niet bij elkaar en ontstaat een groot verlies. Als de golfgeleider aan de punt wordt versmald tot circa 100–200 nm, kan silicium het licht niet meer opsluiten en spreidt het licht zich sterk uit in de omringende mantel. Zo wordt de mode vergroot tot enkele µm en komt hij dichter bij de mode van de vezel. Versmallen maakt de opsluiting juist zwakker, en de brekingsindex van het materiaal zelf verandert niet.