Lichtsnelheid in vacuüm gedeeld door de lichtsnelheid in een materiaal. Bij een golflengte van 1,55 µm is die voor silicium ongeveer 3,48 en voor oxide (SiO2) ongeveer 1,45; hoe groter dit contrast, hoe sterker licht in een kleine golfgeleider kan worden opgesloten.
Japanse benaming: 屈折率
“Brekingsindex” komt voor in 15 oefenvragen uit 5 onderwerpen, bijv. Siliciumfotonica, Epitaxiale groei, Lithografie.
Vakgebied: Siliciumfotonica
Antwoord: B. Door het grote brekingsindexverschil wordt licht sterk opgesloten, zodat de golfgeleider met een kleine straal van enkele µm kan worden gebogen en componenten dicht op elkaar kunnen worden geplaatst
Licht wordt opgesloten door totale reflectie aan het grensvlak tussen de kern (core) met hoge brekingsindex en de omringende mantel (cladding) met lage brekingsindex; hoe groter het brekingsindexverschil, hoe sterker de opsluiting. Het verschil tussen silicium en oxide bedraagt circa 2, ordes van grootte meer dan het verschil tussen kern en mantel van glasvezel (minder dan 1%), zodat dunne golfgeleiders met een doorsnede van circa 0,5 µm × 0,22 µm kunnen worden gemaakt en de buigstraal tot enkele µm kan worden verkleind. Anderzijds wordt licht bij een groter brekingsindexverschil sterker verstrooid door oneffenheden in de zijwanden; het propagatieverlies hangt van de omstandigheden af, maar bedraagt bij een typische strip-golfgeleider circa 1–3 dB/cm (bij rib-golfgeleiders of verliesarme processen minder) en is daarmee veel groter dan dat van glasvezel (circa 0,2 dB/km).
Antwoord: B. Circa 25°
De kritische hoek θc volgt uit sinθc = n2 / n1; uit 1,45 ÷ 3,48 ≈ 0,417 volgt θc ≈ 24,6°, dus circa 25°. Licht dat het grensvlak raakt onder een hoek groter dan 25° ten opzichte van de normaal, treedt niet uit naar de oxidekant maar wordt volledig gereflecteerd. Totale reflectie treedt alleen op wanneer licht van de kant met hogere brekingsindex naar de kant met lagere brekingsindex gaat, niet in omgekeerde richting. In glasvezel, met een klein brekingsindexverschil, is de kritische hoek met 80° of meer groot, zodat alleen licht dat het grensvlak onder een scherende hoek raakt, wordt opgesloten. Circa 65° is de waarde die ontstaat bij verwarring met de hoek gemeten vanaf het grensvlak.
Licht wordt opgesloten door totale reflectie aan het grensvlak tussen de kern (core) met hoge brekingsindex en de omringende mantel (cladding) met lage brekingsindex; hoe groter het brekingsindexverschil, hoe sterker de opsluiting.
Wat is een juist kenmerk van een structuur waarin een silic…Totale reflectie treedt alleen op wanneer licht van de kant met hogere brekingsindex naar de kant met lagere brekingsindex gaat, niet in omgekeerde richting.
Welke waarde ligt het dichtst bij de kritische hoek voor to…In kristallen zoals lithiumniobaat kunnen snelle modulatoren worden gemaakt met het Pockels-effect, waarbij de brekingsindex evenredig met het elektrische veld verandert, maar silicium heeft een inversiesymmetrische kristalstructuur en vertoont dit effect nauwelijks.
Waarom wordt in siliciummodulatoren het ladingsdragerdisper…De bovenste siliciumlaag (vaak 220 nm dik) wordt bewerkt tot golfgeleiders, en de BOX met lage brekingsindex vormt de onderste mantel.
Wat is de belangrijkste functie van de begraven oxidelaag (…Versmallen maakt de opsluiting juist zwakker, en de brekingsindex van het materiaal zelf verandert niet.
Waarom wordt bij edge couplers een omgekeerde-taperstructuu…Golfgeleider Siliciumfotonica Bandgap (bandkloof) Singlemodevezel Ringresonator Propagatieverlies Plasmadispersie-effect Informatieverlies (absorptie) Indirecte bandovergang (indirect bandgap) SOI-wafer