シリコンの光変調器で、電気信号によって屈折率を変える方法としてキャリア分散効果(プラズマ分散効果)が使われる理由はどれか。

正解：C. シリコンの結晶は反転対称性をもち、電界で屈折率が直接変わるポッケルス効果がほとんど現れないから

ニオブ酸リチウムなどの結晶では、電界に比例して屈折率が変わるポッケルス効果を使って高速な変調器をつくれますが、シリコンは結晶構造が反転対称のため、この効果がほとんどありません。そこで、電子や正孔(自由キャリア)の濃度を変えると屈折率と吸収が変わるキャリア分散効果を利用します。キャリア濃度を増やすと屈折率は小さくなり、同時に吸収も増えます。屈折率の変化はわずか(10⁻³程度以下)なので、変調器の長さを数 mm程度にして位相の変化を稼ぎます。シリコンは間接遷移型です。