在信息技術發(fā)展日新月異的今天,大數(shù)據(jù)和云計算等新興技術對于數(shù)據(jù)中心的性能產(chǎn)生了更高的需求。目前大型科技公司、銀行、運營商等,在新業(yè)務的驅(qū)動下,對于計算資源的需求越來越高,計算集群的規(guī)模也有較大幅度的增長。機架內(nèi)、機架間與數(shù)據(jù)中心間流量需求增長也很迅速。因此,傳統(tǒng)的電互聯(lián)技術由于其較高的能耗、較低的帶寬與較短的傳輸距離等缺陷而正在被光互聯(lián)技術所替代。目前,在光互聯(lián)技術收發(fā)端口所使用的解決方案中,其模組依然由分立的發(fā)送模塊與接收模塊組成,集成度相對較低。如果可以實現(xiàn)激光器與光探測器的垂直集成,那么就可以增加模塊的集成度,減小封裝復雜度。但是由于在器件設計和工藝上存在一定難度,目前各個研究小組在垂直集成方案上研究較少。本文提出了一種基于垂直腔面發(fā)射激光器與光探測器垂直集成的單纖雙向光互聯(lián)方案,解決了在激光器與光探測器之間的光學解耦與電學隔離問題,在芯片同一端面上,且在同一直線光路上（垂直于該端面）實現(xiàn)了雙工信號光的出射和入射,這不僅大大提高了光互聯(lián)模組的集成度,而且降低了模組封裝的復雜性,從而在提升模組性能的同時降低了成本。本文主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新點如下:1.基于薄膜光學相關理論,根據(jù)集成芯片... 

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 論文結構安排
    參考文獻
第二章 光互聯(lián)技術及集成收發(fā)模塊研究現(xiàn)狀
    2.1 光互聯(lián)技術的發(fā)展及應用場景
    2.2 光收發(fā)模塊發(fā)展及其現(xiàn)狀
    2.3 單片集成激光器與光探測器的結構特點與研究現(xiàn)狀
    2.4 本章小結
    參考文獻
第三章 VCSEL的理論基礎
    3.1 VCSEL的基本理論
        3.1.1 垂直腔面發(fā)射激光器的器件結構
        3.1.2 垂直腔面發(fā)射激光器性能參數(shù)分析
    3.2 量子阱激光器
        3.2.1 量子阱激光器的工作原理
        3.2.2 量子阱激光器工作特性
    3.3 DBR反射鏡的設計
        3.3.1 DBR反射率的計算
        3.3.2 DBR的損耗
        3.3.3 DBR的串聯(lián)電阻
    3.4 本章小結
    參考文獻
第四章 基于垂直腔面發(fā)射激光器與諧振腔光探測器垂直集成結構的一體收發(fā)芯片
    4.1 背景及應用場景
    4.2 集成器件設計目標
    4.3 集成器件結構
    4.4 集成器件設計
        4.4.1 激光器與光探測器間光學解耦方案及其原理
        4.4.2 激光器與光探測器間電學隔離方案及其原理
    4.5 仿真結果與討論
        4.5.1 垂直腔面發(fā)射激光器的仿真
        4.5.2 器件的有源仿真
        4.5.3 器件性能仿真結果
        4.5.4 器件解耦性能分析
    4.6 器件高頻響應性能
    4.7 本章總結
    參考文獻
第五章 集成器件工藝設計及其實現(xiàn)
    5.1 器件整體工藝流程設計
    5.2 器件的工藝實現(xiàn)設計
    5.3 本章小結
    5.4 參考文獻
第六章 關鍵工藝實現(xiàn)
    6.1 SiO_2膜濺射
    6.2 以光刻膠為掩膜的GAAS材料的ICP刻蝕
        6.2.1 實驗設計
        6.2.2 實驗結果及相關討論
    6.3 以二氧化硅為掩膜的GAAS材料ICP刻蝕
    6.4 RIE刻蝕二氧化硅
        6.4.1 實驗
    6.5 本章小結
    參考文獻
總結與展望
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3722803