リング共振器とは

正解：C. リングを一周する光学的な経路長が波長の整数倍になる波長で、周回する光が強め合うから

リング共振器では、そばを通るバス導波路から光の一部がリングへ移り、リングを何度も周回します。一周の光学的な長さ(実効屈折率×周長)が波長の整数倍になる波長では、周回のたびに位相がそろって光が強め合い(共振)、バス導波路を通過する光がその波長だけ大きく落ち込みます。この性質を、特定の波長を取り出すフィルタや、共振波長を電気でずらす小型の変調器に使います。共振波長はとびとびに複数あり、半径数 µm〜数十 µmのリングが使われます。

正解：C. 温度や製造ばらつきで共振波長がずれやすく、使う波長に合わせ込む必要があるから

シリコンは温度による屈折率の変化(熱光学係数、約1.8×10⁻⁴ /K)が大きく、Cバンドのリング共振器の共振波長は1 ℃あたり約0.07〜0.08 nm、長い方へずれます。共振の幅は0.1〜0.3 nm程度と狭いことが多く、数 ℃の変化でも使う波長から外れてしまいます。導波路の幅や厚さが数 nm違うだけでも、共振波長は数 nm程度ずれることがあります。そこで、ヒーターで温度を上げて共振波長をレーザーの波長に合わせ、状態を監視しながら制御します。ヒーターの電力が増えることがリング利用の課題の一つです。