基于微環(huán)諧振器的片上光互連研究.pdf

1、現(xiàn)有的互連網(wǎng)絡面對著日益增長信息流量和越來越多的處理端口，其固有的局限性愈發(fā)明顯。矛盾主要集中在基于電的互連方式在帶寬、能耗、抗干擾性等方面難以滿足發(fā)展需求。另一方面，基于光信號的互連方式近年來已經(jīng)有了彌補甚至取代電互連的趨勢。由于片上光互連在帶寬、能耗、抗干擾性等方面有著電互連難以企及的巨大優(yōu)勢，而且能有效結合CMOS技術工藝，已成為突破當前瓶頸的最佳選擇。
　　本文主要研究了基于微環(huán)諧振器的片上光互連結構，分別從基本元器件的設

2、計和片上光互連網(wǎng)絡拓撲結構的優(yōu)化兩個方面進行了闡述。研究內容主要有：
　?。?）系統(tǒng)地歸納總結了片上光互連網(wǎng)絡設計的整套流程。從材料的選取到基本串聯(lián)雙環(huán)和交叉雙環(huán)的設計優(yōu)化，再到網(wǎng)絡拓撲結構比較選取，論文都有詳細闡述。
　?。?）從串聯(lián)雙環(huán)和交叉雙環(huán)的性能指標入手，通過傳輸矩陣法推導出了包括場傳輸特性T、增強因子FE、精細度F和自由頻譜范圍FSR等參數(shù)的表達式，并分析了耦合系數(shù)和半徑R等對這些參數(shù)的影響。論文最終設計出了工作

3、在1550 nm通信波段的半徑為6.978?m，波導寬度200 nm，波導間距Gap分別為90 nm（環(huán)與直波導）和80 nm（環(huán)與環(huán)）的串聯(lián)雙環(huán)。同樣工作在1550波段的6?m大小的交叉雙環(huán)也完成了設計，其波導寬度為270 nm，波導間隙80 nm。
　　（3）重點提出了基于串聯(lián)雙環(huán)的能實現(xiàn)點對點任意連接的N×N交換網(wǎng)絡，并舉例說明了4×4網(wǎng)絡結構。該設計是通過在諧振器上加工電極來控制的，具有易集成、可大規(guī)?；ミB、使用微環(huán)數(shù)量少