隨著數(shù)據(jù)中心及高性能計(jì)算機(jī)的發(fā)展,其內(nèi)部數(shù)據(jù)速率及吞吐量呈爆炸式增長(zhǎng),短距互連對(duì)互連帶寬及互連密度的需求不斷增長(zhǎng),傳統(tǒng)電互連技術(shù)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。相比之下,光互連技術(shù)在傳輸帶寬、互連密度、能耗以及抗電磁干擾等方面都具有顯著優(yōu)勢(shì)。光互連技術(shù)正從長(zhǎng)距離通信向板間及芯片間的板級(jí)光互連發(fā)展。在板級(jí)光互連傳輸媒質(zhì)的選擇中,聚合物光波導(dǎo)由于具有成本低、互連密度高、特別是制備工藝與傳統(tǒng)印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)工藝兼容、能與普通PCB層壓集成形成光電復(fù)合線路板(Optical Printed Circuit Board,OPCB)等優(yōu)勢(shì),受到學(xué)術(shù)界及產(chǎn)業(yè)界的高度重視�；诙嗄＞酆衔锕獠▽�(dǎo)與850 nm波長(zhǎng)光收發(fā)器的板級(jí)光互連技術(shù)已日臻成熟,成為目前板級(jí)光互連系統(tǒng)的主要解決方案。另一方面,片上光互連是實(shí)現(xiàn)下一代超高速、低功耗芯片的有效解決方案,工作在長(zhǎng)波長(zhǎng)的硅基光電集成被視為最有前途的片上光互連技術(shù)。在此背景下,工作在1310 nm及1550 nm波長(zhǎng)的單模聚合物光波導(dǎo)被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)芯片間高密度、高速光互連的關(guān)鍵傳輸媒質(zhì)。此外,除了聚合物光波導(dǎo)本身,要實(shí)現(xiàn)具有特...

【文章頁(yè)數(shù)】：181 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號(hào)對(duì)照表
第一章 緒論
    1.1 光互連技術(shù)的研究背景
        1.1.1 光互連技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
        1.1.2 光互連技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
    1.2 板級(jí)光互連系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
        1.2.1 有源器件
        1.2.2 耦合方式
        1.2.3 傳輸媒質(zhì)
        1.2.4 無(wú)源器件
    1.3 聚合物光波導(dǎo)的制備
        1.3.1 聚合物材料
        1.3.2 聚合物光波導(dǎo)制備工藝
    1.4 板級(jí)光互連的實(shí)現(xiàn)方式及研究現(xiàn)狀
        1.4.1 多模解決方案
        1.4.2 單模解決方案
    1.5 本論文結(jié)構(gòu)安排及主要內(nèi)容
第二章 波導(dǎo)模式分析與仿真計(jì)算
    2.1 平板光波導(dǎo)
        2.1.1 平板光波導(dǎo)的亥姆霍茲方程
        2.1.2 TE模和TM模的色散方程
    2.2 矩形光波導(dǎo)
        2.2.1 馬卡梯里近似解法
        2.2.2 有效折射率法
    2.3 光波導(dǎo)模式仿真計(jì)算方法
        2.3.1 有限元法
        2.3.2 光束傳播法
    2.4 波導(dǎo)間耦合
        2.4.1 耦合模理論
        2.4.2 定向耦合器
    2.5 本章小結(jié)
第三章 高性能、大帶寬多模聚合物光波導(dǎo)設(shè)計(jì)與制備
    3.1 多模聚合物光波導(dǎo)的模式分析及帶寬計(jì)算
        3.1.1 模場(chǎng)分布
        3.1.2 模式分析
        3.1.3 帶寬計(jì)算
    3.2 矩形波導(dǎo)芯多模聚合物光波導(dǎo)制備與性能分析
        3.2.1 多模聚合物光波導(dǎo)的光刻工藝參數(shù)
        3.2.2 FR-4 襯底上多模光波導(dǎo)的光學(xué)性能及帶寬分析
        3.2.3 柔性光波導(dǎo)的制備與性能分析
        3.2.4 米級(jí)聚合物光波導(dǎo)性能的綜合評(píng)價(jià)
    3.3 圓形波導(dǎo)芯多模聚合物光波導(dǎo)的制備與測(cè)試分析
        3.3.1 3D直寫工藝參數(shù)
        3.3.2 光學(xué)性能評(píng)估
        3.3.3 高速傳輸性能評(píng)估
        3.3.4 雙層聚合物光波導(dǎo)
    3.4 多模聚合物光波導(dǎo)集成
        3.4.1 封裝MT接頭的柔性光波導(dǎo)
        3.4.2 FR-4 襯底上聚合物光波導(dǎo)的壓板集成
    3.5 本章小結(jié)
第四章 1550 nm波長(zhǎng)單模聚合物光波導(dǎo)設(shè)計(jì)與制備
    4.1 單模聚合物光波導(dǎo)設(shè)計(jì)
        4.1.1 矩形單模聚合物光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)
        4.1.2 圓形單模聚合物光波導(dǎo)的設(shè)計(jì)
    4.2 矩形單模聚合物光波導(dǎo)的制備與性能分析
        4.2.1 單模光波導(dǎo)光刻工藝參數(shù)
        4.2.2 光學(xué)性能分析
    4.3 圓形單模聚合物光波導(dǎo)的制備與測(cè)試分析
        4.3.1 圓形單模聚合物光波導(dǎo)的制備
        4.3.2 光學(xué)性能評(píng)估
        4.3.3 高速傳輸性能評(píng)估
    4.4 本章小結(jié)
第五章 聚合物波導(dǎo)器件的設(shè)計(jì)與制備
    5.1 Y型分束器/合束器
        5.1.1 平面Y型分束器/合束器設(shè)計(jì)與制備
        5.1.2 3D Y型分束器/合束器設(shè)計(jì)與制備
    5.2 定向耦合器
        5.2.1 2D定向耦合器設(shè)計(jì)與制備
        5.2.2 3D定向耦合器設(shè)計(jì)與制備
    5.3 模式復(fù)用/解復(fù)用器
        5.3.1 基于少模波導(dǎo)拉錐的模式復(fù)用/解復(fù)用器設(shè)計(jì)與制備
        5.3.2 基于雙波導(dǎo)拉錐的模式復(fù)用/解復(fù)用器設(shè)計(jì)與制備
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
攻讀學(xué)位期間參與的項(xiàng)目



本文編號(hào)：3745005