基于EOPCB光互連板的光耦合研究.pdf

1、隨著對(duì)帶寬需求的增大，電互連已經(jīng)成為高速處理器與高速網(wǎng)絡(luò)之間的一個(gè)瓶頸。因此，用光互連取代電互連，已經(jīng)成為必然的發(fā)展趨勢(shì)。針對(duì)這一趨勢(shì)專業(yè)人士提出用高速光互連替代PCB中銅互連，實(shí)現(xiàn)芯片到芯片間的光互連。同時(shí)隨著無源光網(wǎng)絡(luò)，并行光器件以及甚短距離通信系統(tǒng)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)光從光源高效、低損耗的耦合到光纖，尤其是光纖陣列中變得尤為重要，特別是對(duì)在850nm光束范圍內(nèi)的甚短距離通信系統(tǒng)。為此本文對(duì)多層EOPCB板的高速光互連系統(tǒng)，尤其是光互連系統(tǒng)

2、中的光耦合結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的討論和研究。 本論文首先系統(tǒng)地描述了帶波導(dǎo)層的PCB技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展及現(xiàn)狀，探討并分析了EOPCB在光互連發(fā)展中所面臨的困難，接著針對(duì)難點(diǎn)之一，即光互連層和光收發(fā)模塊之間的耦合，本文分析并總結(jié)了國內(nèi)外在解決EOPCB中波導(dǎo)光耦合這一挑戰(zhàn)問題時(shí)所采用的解決方案，在根據(jù)二重積分原理先從理論上分析VCSEL光源到拋物線型GI-MMF的耦合效率后，考慮到本課題中所采用的光互連系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中激光器陣列工作距離、容差小

3、等給封裝帶來的限制，并結(jié)合對(duì)各種將光束耦合進(jìn)光纖的耦合結(jié)構(gòu)的研究，按實(shí)際的封裝要求，提出了一種新型的光互連耦合結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)將一透鏡光纖引入到互連結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)將光耦合進(jìn)、出波導(dǎo)，這種高效的透鏡耦合結(jié)構(gòu)由多模光纖、無芯光纖和球透鏡三部分組成，本文通過理論分析,得到了優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法,并由此設(shè)定了耦合結(jié)構(gòu)各參數(shù)的大小，最后利用改進(jìn)后的能量積分方法對(duì)優(yōu)化的耦合結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，得到了該結(jié)構(gòu)耦合效率和在橫向縱向的1dB容差，比較論證了此耦合結(jié)構(gòu)的先進(jìn)