在信息技術(shù)發(fā)展日新月異的今天,大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等新興技術(shù)對(duì)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(yùn)營(yíng)商等,在新業(yè)務(wù)的驅(qū)動(dòng)下,對(duì)于計(jì)算資源的需求越來(lái)越高,計(jì)算集群的規(guī)模也有較大幅度的增長(zhǎng)。機(jī)架內(nèi)、機(jī)架間與數(shù)據(jù)中心間流量需求增長(zhǎng)也很迅速。因此,傳統(tǒng)的電互聯(lián)技術(shù)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(shù)所替代。目前,在光互聯(lián)技術(shù)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(duì)較低。如果可以實(shí)現(xiàn)激光器與光探測(cè)器的垂直集成,那么就可以增加模塊的集成度,減小封裝復(fù)雜度。但是由于在器件設(shè)計(jì)和工藝上存在一定難度,目前各個(gè)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(cè)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(cè)器之間的光學(xué)解耦與電學(xué)隔離問(wèn)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(shí)現(xiàn)了雙工信號(hào)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(fù)雜性,從而在提升模組性能的同時(shí)降低了成本。本文主要研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)如下:1.基于薄膜光學(xué)相關(guān)理論,根據(jù)集成芯片... 

【文章頁(yè)數(shù)】：109 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(jié)構(gòu)安排
    參考文獻(xiàn)
第二章 光互聯(lián)技術(shù)及集成收發(fā)模塊研究現(xiàn)狀
    2.1 光互聯(lián)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用場(chǎng)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(cè)器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與研究現(xiàn)狀
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第三章 VCSEL的理論基礎(chǔ)
    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(jié)構(gòu)
        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(shè)計(jì)
        3.3.1 DBR反射率的計(jì)算
        3.3.2 DBR的損耗
        3.3.3 DBR的串聯(lián)電阻
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 基于垂直腔面發(fā)射激光器與諧振腔光探測(cè)器垂直集成結(jié)構(gòu)的一體收發(fā)芯片
    4.1 背景及應(yīng)用場(chǎng)景
    4.2 集成器件設(shè)計(jì)目標(biāo)
    4.3 集成器件結(jié)構(gòu)
    4.4 集成器件設(shè)計(jì)
        4.4.1 激光器與光探測(cè)器間光學(xué)解耦方案及其原理
        4.4.2 激光器與光探測(cè)器間電學(xué)隔離方案及其原理
    4.5 仿真結(jié)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(jié)果
        4.5.4 器件解耦性能分析
    4.6 器件高頻響應(yīng)性能
    4.7 本章總結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 集成器件工藝設(shè)計(jì)及其實(shí)現(xiàn)
    5.1 器件整體工藝流程設(shè)計(jì)
    5.2 器件的工藝實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)
    5.3 本章小結(jié)
    5.4 參考文獻(xiàn)
第六章 關(guān)鍵工藝實(shí)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        6.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及相關(guān)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(shí)驗(yàn)
    6.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
總結(jié)與展望
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]980nm底發(fā)射VCSEL的DBR設(shè)計(jì)與優(yōu)化[J]. 李特,寧永強(qiáng),郝二娟,崔錦江,張巖,劉光裕,秦莉,劉云,王立軍,崔大復(fù),許祖彥.  中國(guó)科學(xué)（F輯:信息科學(xué)）. 2009(08)
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博士論文
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[4]氧化鋅基材料紫外發(fā)光性質(zhì)研究[D]. 趙東旭.中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2002

碩士論文
[1]N面出光980nmVCSEL的工藝研究[D]. 葛丁壹.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2011
[2]PECVD制備玻璃態(tài)SiO2薄膜技術(shù)研究[D]. 孫鈺林.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3722803