在21世紀信息技術革命的浪潮下,電子信息技術的發(fā)展可以說一日千里,電子系統(tǒng)似乎會不斷突破高速率、高密度、小型化的極限,但電互連導線的物理特性難以改變,隨著傳輸?shù)乃俾屎皖l率的升高,電互連中寄生效應愈發(fā)嚴重,即使可以通過優(yōu)化布局布線,縮短傳輸路徑等方法提升其性能,但不能從根本上解除對高速通信系統(tǒng)發(fā)展的限制。作為一種很有潛力的替代電互連的方案,光電互聯(lián)技術吸引了越來越多的研究人員的關注,將導光層植入基板的光電印制板將是未來PCB發(fā)展的必然趨勢。本文對波導植入式板級光電互聯(lián)中所涉及到的關鍵組件及技術展開研究,主要完成了以下幾個方面的工作:（1）對光波導進行了工藝缺陷模擬分析和FR4板上制備。首先根據(jù)光波導的射線和電磁理論,仿真分析了側壁粗糙度和陡峭度等工藝缺陷對光場分布的影響。然后,在FR4基板上通過顯影刻蝕技術制作了多路聚合物光波導,詳細介紹了工藝過程及參數(shù)。制備完成后,利用3D測量激光顯微鏡對光波導的頂表面和側面進行了粗糙度測試,頂表面粗糙度為12nm,側面粗糙度為58nm,結果在工藝容限范圍內,側壁形貌也較為陡直。最后,進行通光測試,當激光波長為850nm時,光波導的傳輸損耗為0.24d... 

【文章來源】：西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

低倍顯微鏡下光波導照片

第三章 光互連層的模擬與制備35OLS4100 3D激光顯微鏡測量多組光波導樣品，圖3.14(a)和圖3.14(b)分別是檢測頂面、側面粗糙度時的顯微照片。(a) 光波導正面 (b) 光波導側面圖3.13 低倍顯微鏡下光波導照片(a) 頂面粗糙度檢測 (b) 側面粗糙度檢測圖3.14 頂面和側面粗糙度檢測顯微照片為降低偶然誤差，對多組光波導樣品進行檢測，取平均值。粗糙度檢測結果如表3.5 所示，其中，光波導頂面粗糙度為 12nm，側壁粗糙度為 58nm。由 3.1 節(jié)工藝缺陷模擬分析可知，當側壁凹陷深度在 2~3 m 時，波導內光場分布曲線的形變不再明顯，對比實測 58nm 的側壁粗糙度，表明該工藝的側蝕控制較好，對傳輸光場模式的影響比較微弱。除了粗糙度

光波導側壁(a) 光波導 3D 顯微鏡圖像 (b) 光波導剖面顯微照片圖3.15 光波導輪廓表3.5光波導表面粗糙度檢測測試位置測量結果(μm)光波導表面粗糙度(μm)1 2 3頂面樣品 1 0.013 0.012 0.0130.012樣品 2 0.013 0.010 0.011樣品 3 0.011 0.011 0.010樣品 4 0.012 0.014 0.013樣品 5 0.010 0.012 0.011側壁樣品 1 0.058 0.057 0.0570.058樣品 2 0.059 0.056 0.058樣品 3 0.059 0.056 0.058樣品 4 0.060 0.057 0.059樣品 5 0.056 0.058 0.0573.3.2 傳輸損耗測試在六維調節(jié)平臺上分別對4路9cm長的光波導和4路4.5cm的光波導進行測試，所謂六維調節(jié)平臺，就是指平臺可沿六個方向調節(jié)，包括：x 軸方向、y 軸方向、z軸方向、繞 x 軸方向、繞 y 軸方向和繞 z 軸方向，相較于通光測試常用的五維調節(jié)平臺，多了一個繞 z 軸轉動的調節(jié)方向，所以可以調節(jié)置物臺使一組光波導同時和兩側的光纖耦合，如圖 3.16(a)所示。耦合好以后，激光器陣列發(fā)出波長為 850nm 的光束經(jīng)入射光纖進入光波導再經(jīng)出射光纖耦合進另一側多通道光功率計

【參考文獻】：
期刊論文
[1]有機聚合物光波導的研究進展[J]. 侯有軍.  激光與光電子學進展. 2017(05)
[2]板級波導光互聯(lián)技術研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 楊偉,毛久兵,馮曉娟.  激光與光電子學進展. 2016(06)
[3]云計算數(shù)據(jù)中心光互連網(wǎng)絡:研究現(xiàn)狀與趨勢[J]. 余曉杉,王琨,顧華璽,王曦.  計算機學報. 2015(10)
[4]光電印制板（OEPCB）制作工藝淺析[J]. 紀成光,呂紅剛,陶偉,李民善.  印制電路信息. 2013(07)
[5]高頻大功率開關電源結構的熱設計[J]. 何文志,丘東元,肖文勛,張波.  電工技術學報. 2013(02)
[6]用于光互連的聚硅氧烷波導彎曲損耗[J]. 馮向華,季家镕,竇文華.  光學學報. 2012(08)
[7]中國PCB設備發(fā)展概況及前瞻[J]. 陳世金.  印制電路信息. 2012(08)
[8]聚硅氧烷改性及多模光波導制備[J]. 馮向華,季家镕,竇文華.  光學學報. 2012(05)
[9]硅基光波導材料的研究[J]. 陳媛媛.  激光與紅外. 2010(08)
[10]Si基芯片光互連研究進展[J]. 程勇鵬,陳少武.  微納電子技術. 2009(11)

博士論文
[1]用于光互連的單元器件研究[D]. 馮向華.國防科學技術大學 2012
[2]基于軟光刻的短距離光互連研究[D]. 倪瑋.浙江大學 2009

碩士論文
[1]聚合物波導光互連耦合器的設計[D]. 康世濤.電子科技大學 2016
[2]板級光互連鏈路設計研究[D]. 邵科杰.中國工程物理研究院 2009
[3]基于EOPCB光互連板的光耦合研究[D]. 張瑾.華中科技大學 2008
[4]光電混合印制電路板（EOPCB）光互連波導研究[D]. 付凱.華中科技大學 2005



本文編號：3483050