Siliciumfotonica
Waarom wordt in optische circuits met ringresonatoren vaak een verwarmingselement bij de ring geplaatst om de temperatuur te regelen?
- AAls de ring op hoge temperatuur wordt gehouden, zendt zelfs silicium met een indirecte bandovergang efficiënt licht van telecomgolflengten uit
- BBij een hogere temperatuur daalt de brekingsindex van silicium sterk, zodat het propagatieverlies vrijwel verdwijnt
- CDe resonantiegolflengte verschuift gemakkelijk door temperatuur en productievariaties en moet op de gebruikte golflengte worden afgestemd
Antwoord en toelichting tonen
Antwoord: C. De resonantiegolflengte verschuift gemakkelijk door temperatuur en productievariaties en moet op de gebruikte golflengte worden afgestemd
Silicium heeft een grote temperatuurafhankelijkheid van de brekingsindex (thermo-optische coëfficiënt, circa 1,8×10⁻⁴ /K), zodat de resonantiegolflengte van een ringresonator in de C-band per 1 ℃ circa 0,07–0,08 nm naar langere golflengten verschuift. De resonantie is vaak smal, circa 0,1–0,3 nm, zodat zelfs een verandering van enkele ℃ de resonantie van de gebruikte golflengte af brengt. Al een verschil van enkele nm in breedte of dikte van de golfgeleider kan de resonantiegolflengte enkele nm verschuiven. Daarom wordt de temperatuur met een verwarmingselement verhoogd om de resonantiegolflengte op de laser-golflengte af te stemmen, en wordt de toestand bewaakt en geregeld. Het toegenomen vermogen van het verwarmingselement is een van de uitdagingen bij het gebruik van ringen.