基于LTCC的自由空間光互連模塊研究.pdf

1、隨著信息技術的發(fā)展，高速電子器件的應用越來越廣泛，電互連已難以滿足信息高速傳輸?shù)男枨蟆９饣ミB具有抗電磁干擾能力強、信號串擾小和可用帶寬高等優(yōu)點，因而有望取代電互連成為新一代互連技術。目前，光互連技術中光纖互連和波導互連的應用較廣、技術較為成熟，而自由空間光互連的研究尚處于初級階段，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，測試結果表明該模塊達到了設計要求，實現(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展開。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，探討了實現(xiàn)自由空間光互連的關鍵技術，包括LTCC技術、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)射和接收模塊是實現(xiàn)自由空間光互連的核心，文中重點分析了發(fā)射模塊中激光發(fā)射器和驅(qū)動電路，以及接收模塊中激光探測器、前置放大器、主放大器和緩沖電路。再次，針對激光發(fā)射器發(fā)射的

3、高斯光束，介紹了光強、光功率等基本特性，并通過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計方案，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，并且設計了兩種實用的光收發(fā)器對準安裝方法。最后，介紹了光互連模塊的測試原理和樣品的測試過程，研制的光互連模塊樣品的測試性能優(yōu)于設計指標；通過分析測試結果，得出改變匹配電阻可以改善傳輸效果，總結出最根本的改善方式是進行阻抗控制并嚴格按照高速差分線的布線規(guī)則