伝搬損失とは

正解：A. 約79%

5 mmは0.5 cmなので、損失は2 dB/cm × 0.5 cm = 1 dBです。dBで表した損失Lと透過率Tの関係は T = 10^(−L/10) で、10^(−0.1) ≈ 0.79、つまり約79%が残ります。3 dBでおよそ半分、10 dBで10分の1になることを覚えておくと便利です。約90%は損失を0.5 dBとした場合、約50%は損失を3 dBとした場合の値です。dBを使うと、掛け算になる部品ごとの透過率を足し算で扱えるので、複数の部品の損失を合計しやすくなります。

正解：A. エッチングでできた側壁の細かな凹凸による光の散乱

シリコン導波路では、リソグラフィとエッチングで側壁にできる数 nm程度の凹凸が、光を導波路の外へ散乱させます。シリコンと酸化膜の屈折率差が大きく、導波路が細いために側壁にかかる光の強さも大きいので、散乱の影響を強く受けます。代表的なストリップ導波路の伝搬損失は条件によりますがおおむね1〜3 dB/cm程度(低損失なプロセスでは1 dB/cm未満)で、リブ導波路にする、幅を広げる、酸化や水素中の熱処理で側壁をなめらかにするなどして低減します。通信波長の光子エネルギーはシリコンのバンドギャップより小さいため、バンド間吸収は起こりません。