【線路主任技術者】過去問準拠 予想演習 問093 解説｜思考ルート

※本問は、過去の出題傾向・頻出論点をAI分析して作成した「過去問準拠の予想演習問題」です。

予想演習 No.093

光通信システムで使用されるニオブ酸リチウム（LN）変調器の動作原理およびポッケルス効果に関する記述のうち、最も不適切なものはどれか。

選択肢

1. LN変調器は、マッハツェンダ干渉計の光導波路構造を有しており、電界印加によって生じる屈折率変化を利用して光の位相や強度を高速に制御する。

2. ポッケルス効果とは、特定の結晶に電界を印加したとき、誘起される屈折率の変化が電界の強さに比例する現象であり、高速な光変調器の基礎となっている。

3. LN変調器における変調動作は、電界の強さの2乗に比例して屈折率が変化するカー効果を主たる原理として利用することで、超低電圧での駆動を実現している。

4. 外部変調方式としてLN変調器を用いることにより、直接変調方式で問題となる波長チャープを大幅に低減し、波長分散耐性を高めることができる。

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正解と解説（思考ルート）

【正解】 選択肢 3

■【設問の意図と背景】

LN変調器の動作基盤であるポッケルス効果の物理的メカニズムと、他の非線形光学効果（カー効果など）との違いを理解しているかを問う。

■【正解の根拠とメカニズム】

LN（ニオブ酸リチウム）結晶を用いた光変調器は、電界の強さに1次で比例する「ポッケルス効果（電気光学効果）」を利用している。電界の2乗に比例するカー効果を利用しているわけではないため、選択肢3の記述は不適切である。

■【各選択肢の徹底検証】

・選択肢1：マッハツェンダ干渉計構造と屈折率変化による光制御の仕組みとして正しい。

・選択肢2：ポッケルス効果が電界の強さに比例する現象であることは正しい。

・選択肢3：カー効果は電界の2乗に比例する現象であり、LN変調器の主原理はポッケルス効果であるため誤り。

・選択肢4：外部変調によるチャープ低減と分散耐性向上の効果として正しい。

■【本番での即断ポイント】

ポッケルス効果は「電界の強さに比例（1次）」、カー効果は「電界の強さの2乗に比例」という物理的定義のすり替えを見抜く。

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