基于EOPCB光互連板的光耦合研究.pdf

1、隨著對帶寬需求的增大，電互連已經(jīng)成為高速處理器與高速網(wǎng)絡之間的一個瓶頸。因此，用光互連取代電互連，已經(jīng)成為必然的發(fā)展趨勢。針對這一趨勢專業(yè)人士提出用高速光互連替代PCB中銅互連，實現(xiàn)芯片到芯片間的光互連。同時隨著無源光網(wǎng)絡，并行光器件以及甚短距離通信系統(tǒng)的發(fā)展，實現(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，特別是對在850nm光束范圍內(nèi)的甚短距離通信系統(tǒng)。為此本文對多層EOPCB板的高速光互連系統(tǒng)，尤其是光互連系統(tǒng)

2、中的光耦合結構進行了深入的討論和研究。 本論文首先系統(tǒng)地描述了帶波導層的PCB技術的產(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，接著針對難點之一，即光互連層和光收發(fā)模塊之間的耦合，本文分析并總結了國內(nèi)外在解決EOPCB中波導光耦合這一挑戰(zhàn)問題時所采用的解決方案，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)結構中激光器陣列工作距離、容差小

3、等給封裝帶來的限制，并結合對各種將光束耦合進光纖的耦合結構的研究，按實際的封裝要求，提出了一種新型的光互連耦合結構,該結構將一透鏡光纖引入到互連結構中實現(xiàn)將光耦合進、出波導，這種高效的透鏡耦合結構由多模光纖、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)化結構參數(shù)的方法,并由此設定了耦合結構各參數(shù)的大小，最后利用改進后的能量積分方法對優(yōu)化的耦合結構進行分析，得到了該結構耦合效率和在橫向縱向的1dB容差，比較論證了此耦合結構的先進