Siliciumfotonica
Waarom wordt in snelle siliciummodulatoren vaak het principe gebruikt waarbij de pn-junctie van de faseverschuiver in sperrichting wordt voorgespannen en de breedte van de verarmingslaag wordt gevarieerd (depletietype)?
- ABij dezelfde spanning kan de brekingsindex veel sterker worden veranderd dan met het PIN-type, waarbij in doorlaatrichting stroom wordt gestuurd om ladingsdragers te injecteren
- BIn sperrichting treedt lawinevermenigvuldiging op in de junctie, zodat het licht dat door de modulator gaat wordt versterkt
- CDe brekingsindex verandert door het in- en uitstromen van meerderheidsladingsdragers, zodat de werking niet door de levensduur van minderheidsladingsdragers wordt beperkt en snel kan zijn
Antwoord en toelichting tonen
Antwoord: C. De brekingsindex verandert door het in- en uitstromen van meerderheidsladingsdragers, zodat de werking niet door de levensduur van minderheidsladingsdragers wordt beperkt en snel kan zijn
Bij het depletietype wordt de breedte van de verarmingslaag gevarieerd met de grootte van de sperspanning, zodat meerderheidsladingsdragers in- en uitstromen en de brekingsindex verandert. De responssnelheid wordt vooral bepaald door de capaciteit en weerstand van de junctie, en bandbreedtes van enkele tientallen GHz worden bereikt. Het PIN-type, waarbij in doorlaatrichting ladingsdragers worden geïnjecteerd, geeft een grote brekingsindexverandering en een hoge efficiëntie, maar het duurt in de orde van nanoseconden voordat de geïnjecteerde minderheidsladingsdragers door recombinatie verdwijnen, zodat hoge snelheden zonder aanvullende maatregelen lastig zijn. Het depletietype kan worden gezien als een principe dat snelheid wint ten koste van efficiëntie. Licht wordt niet versterkt door lawinevermenigvuldiging.