基于LTCC的自由空間光互連模塊研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的發(fā)展，高速電子器件的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，電互連已難以滿足信息高速傳輸?shù)男枨?。光互連具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、信號(hào)串?dāng)_小和可用帶寬高等優(yōu)點(diǎn)，因而有望取代電互連成為新一代互連技術(shù)。目前，光互連技術(shù)中光纖互連和波導(dǎo)互連的應(yīng)用較廣、技術(shù)較為成熟，而自由空間光互連的研究尚處于初級(jí)階段，但卻最具吸引力和發(fā)展前景。
　　本文以低溫共燒陶瓷（LTCC）為基板，研制了一款近距離自由空間光互連模塊，測(cè)試結(jié)果表明該模塊達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了傳輸速

2、率為2.5Gb/s的近距離自由空間光互連，傳輸性能良好。
　　本文內(nèi)容主要圍繞自由空間光互連技術(shù)展開(kāi)。首先，闡述了光互連的研究背景、發(fā)展現(xiàn)狀和基本原理。其次，探討了實(shí)現(xiàn)自由空間光互連的關(guān)鍵技術(shù)，包括LTCC技術(shù)、發(fā)射和接收模塊以及差分傳輸線的傳輸原理和特性。其中發(fā)射和接收模塊是實(shí)現(xiàn)自由空間光互連的核心，文中重點(diǎn)分析了發(fā)射模塊中激光發(fā)射器和驅(qū)動(dòng)電路，以及接收模塊中激光探測(cè)器、前置放大器、主放大器和緩沖電路。再次，針對(duì)激光發(fā)射器發(fā)射的

3、高斯光束，介紹了光強(qiáng)、光功率等基本特性，并通過(guò)仿真得到其在自由空間的傳播損耗。然后，提出了自由空間光互連模塊的總體設(shè)計(jì)方案，包含發(fā)射模塊和接收模塊的芯片選擇、光收發(fā)器的管腳安裝和布局等，并且設(shè)計(jì)了兩種實(shí)用的光收發(fā)器對(duì)準(zhǔn)安裝方法。最后，介紹了光互連模塊的測(cè)試原理和樣品的測(cè)試過(guò)程，研制的光互連模塊樣品的測(cè)試性能優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)；通過(guò)分析測(cè)試結(jié)果，得出改變匹配電阻可以改善傳輸效果，總結(jié)出最根本的改善方式是進(jìn)行阻抗控制并嚴(yán)格按照高速差分線的布線規(guī)則