Wat is Golfgeleider?

Structuur die licht opsluit en geleidt door een kern met hoge brekingsindex te omringen met een mantel met lagere index. Siliciumfotonica gebruikt vaak silicium met een doorsnede van ongeveer 0,5 µm × 0,22 µm, omgeven door oxide, wat buigradii van slechts enkele µm mogelijk maakt.

Japanse benaming: 導波路

“Golfgeleider” komt voor in 12 oefenvragen uit 1 onderwerpen, bijv. Siliciumfotonica.

Vakgebied: Siliciumfotonica

Nu oefenen: vragen over Golfgeleider

Laserlicht met een uitgangsvermogen van +3 dBm bereikt de fotodetector na in totaal 10 dB verlies (koppeling met de vezel, golfgeleider, modulator enz.). Welke waarde ligt het dichtst bij het ontvangen vermogen?

  1. ACirca 0,2 mW (−7 dBm)
  2. BCirca 20 mW (+13 dBm)
  3. CCirca 0,05 mW (−13 dBm)
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. Circa 0,2 mW (−7 dBm)

dBm is een eenheid van absoluut vermogen met 1 mW als referentie: 0 dBm is 1 mW, +3 dBm is circa 2 mW en −10 dBm is 0,1 mW. Verliezen in dB kunnen eenvoudig worden afgetrokken: 3 − 10 = −7 dBm, en 10^(−0,7) ≈ 0,2 mW. Deze berekening, waarbij de verliezen van het zendvermogen worden afgetrokken en wordt nagegaan of het resultaat boven het minimale vermogen ligt dat de fotodetector nodig heeft (ontvangstgevoeligheid), heet een linkbudget (vermogensbudget). +13 dBm is de waarde als het verlies wordt opgeteld, −13 dBm de waarde als het teken van het zendvermogen verkeerd wordt genomen.

“Golfgeleider” in de toelichting

Vragen met “Golfgeleider” (12)

  1. Laserlicht met een uitgangsvermogen van +3 dBm bereikt de fotodetector na in totaal 10 dB verlies (koppeling met de vezel, golfgeleider, modulator enz.). Welke waarde ligt het dichtst bij het ontvangen vermogen?
  2. Wat is een juist kenmerk van een structuur waarin een siliciumgolfgeleider (brekingsindex circa 3,5) wordt omgeven door oxide (SiO2, brekingsindex circa 1,45)?
  3. Wat is de belangrijkste functie van de begraven oxidelaag (BOX-laag) van de SOI-wafers die in siliciumfotonica worden gebruikt?
  4. Wat is de belangrijkste reden waarom rib-golfgeleiders, die ondiep worden geëtst zodat aan beide zijden een dunne siliciumplaat (slab) overblijft, vaak in siliciummodulatoren worden gebruikt?
  5. Wat is een juist voordeel van een grating coupler, die glasvezel met een optisch siliciumcircuit verbindt?
  6. Wat is een juist kenmerk van een edge coupler, die aan het eindvlak van de chip met glasvezel koppelt, in vergelijking met een grating coupler?
  7. 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?
  8. Wat is een juiste reden waarom een siliciumringresonator alleen sterk reageert op licht van een bepaalde golflengte?
  9. Waarom wordt in optische circuits met ringresonatoren vaak een verwarmingselement bij de ring geplaatst om de temperatuur te regelen?
  10. Wat is een juist kenmerk van optische verbindingen die een VCSEL rond 850 nm combineren met multimodevezel?
  11. Wat wordt beschouwd als een van de belangrijkste oorzaken van het propagatieverlies (dB/cm) van siliciumgolfgeleiders?
  12. Welke beschrijving van de cutback-methode om het propagatieverlies van siliciumgolfgeleiders te meten, is juist?

Verwante termen

Brekingsindex Propagatieverlies Bandgap (bandkloof) Roosterkoppelaar (grating coupler) Randkoppelaar (edge coupler) C-band Ringresonator Numerieke apertuur (NA) Siliciumfotonica SOI-wafer

Naar de woordenlijst