基于VCSEL/MSM-CMOS技术的并行光互连设计

提出了一种基于VCSEL/MSMCMOS技术的并行光互连系统,详细介绍了系统整体设计,着重对光网络通信接口卡中的PCIHIPPI接口模块、HIPPIFIBER接口模块、光总线模块设计进行了阐述。     

基于VCSEL的光发射模块的研究与设计

概述了近年来发展迅速的以垂直腔面发射激光器(VCSEL)作为发光器件的发射模块的结构，以及半导体激光器的特性。在了解了半导体激光器驱动电路的基本功能和设计要求后，重点介绍采用美国MAXIM公司生产的VCSEL驱动器MAX3740来设计基于VCSEL的光发射模块。     

并行光收发模块与光互连

以GaAs基VCSEL列阵为光源成功研制出12路并行光发射模块,总速率达37.5Gbps以GaAs基12路PIN探测器列阵为接收单元研制出响应速率达30Gbps的12路并行光接收模块;采用并行光收发模块研制出并行光传输系统,其系统传输速率达10Gbit/s.该并行光发射和接收模块以及并行光传输系统能应用于高性能计算机等系统的光互连.     

并行光收发模块与光互连

以GaAs基VCSEL列阵为光源成功研制出12路并行光发射模块,总速率达37.5Gbps以GaAs基12路PIN探测器列阵为接收单元研制出响应速率达30Gbps的12路并行光接收模块;采用并行光收发模块研制出并行光传输系统,其系统传输速率达10Gbit/s.该并行光发射和接收模块以及并行光传输系统能应用于高性能计算机等系统的光互连.     

VCSEL的发展现状和市场应用

近年来由于高速光网络的快速发展，使人们对一种新型的半导体激光器——垂直腔面发射激光器(VCSEL)给予了更多的关注，已成为研究开发的热点。本介绍了VCSEL的发展进程、基本结构及较之于侧面发射激光器(包括与LED作比较)的优势，以及近期出现的新技术和封装手段，详细叙述了各波段VCSEL所用的材料、技术、市场应用。最后简述了VCSEL基光收发机的市场状况。     

关于光通信VCSEL发展历史的浅析

文章介绍了垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)的发展过程,以及目前预见的发展方向。从VCSEL面世到如今大规模商用,可以分为两个阶段。第一个阶段是VCSEL结构确定阶段,第二个阶段是各个性能参数不断优化阶段。     

VCSEL技术及其在光互连中的应用

垂直腔表面发射激光器（VCSELs）是并行光互连、高速光交换系统中最合适的光源。它具有易耦合、易封装和测试的优点。由于其独特的性能，可以较为方便地制作二维激光器阵列。基于VCSEL阵列的光电混合集成及并行光互连是当前的研究热点。本文介绍了VCSEL基本结构及设计中的关键技术，并对VCSEL在光互连中的应用进行了研究。     

光注入光反馈下VCSEL非线性输出特性分析

为了研究光注入和光反馈对垂直腔面发射激光器(VCSEL)非线性输出特性的影响,基于自旋反转模型(SFM),利用MATLAB数值仿真二者共同作用下VCSEL的非线性输出特性.研究结果表明:在光注入和光反馈同时作用下,VCSEL输出可以实现稳态、单周期、多周期、混沌等非线性行为.通过合理选择注入强度,可实现对VCSEL输出行为的控制.     

高速率并行光发射模块的研制

介绍了有关并行光发射模块设计与制作的最新进展,制作并测试了12信道并行光发射模块,单信道传输速率大于2．5Gbit／s（最高可达3Gbit／s）,12信道并行总传输速率为30Gbit／s。模块采用波长为850nm的垂直腔面发射激光器（VCSEL）作光源,激光器与驱动电路芯片直接用Au丝连接,输出光束直接耦合进入12信道的光纤阵列中,在单信道8mA的工作电流下,可以测到最高为3Gbit／s的清晰眼图。     

10Gb/s×12通道VCSEL驱动器阵列设计

采用0.18μm CMOS工艺设计了12通道并行垂直腔面发射激光器(VCSEL:Vertical CavitvSurface Emitt ing Laser)驱动阵列.仿真结果表明,1.8V电源供电时,该电路单通道输出调制电流可达30mA,工作速率为10Gb/s,最大可达12Gb/s,12路并行通道的总带宽为120Gb/s,该驱动阵列电路可用于高速芯片间光互连.     

基于并行光学互连的OC-192接口VSR技术及其应用

论述了OC-192接口VSR技术的基本原理,对四种VSR标准做了简单的比较,讨论了VSR的应用。     

一种宽带光总线互连网络机群系统设计

介绍了一种宽带光总线互连网络机群系统。该系统利用宽带多层自由空间光学数据总线和VCSEL/MSMCMOS光电子集成器件实现4台计算机之间互连。专用通讯适配器实现高性能并行接口(high performance parallel interface,HIPPI)到外设部件互连(peripheral component interconnection,PCI)协议转换。该系统光互连网络传输容量可达60Gbit/s,可用于计算机之间的高速通讯。     

光纤通信激光管VCSEL技术进展

文章概括地叙述了光纤通信中3种波长0．85、1．3和1．55μm使用的垂直腔面发射激光管(VCSEL)的材料结构和应用前景。     

MT™-compatible connectorisation of VCSEL and RCLED arrays to plastic optical fibre ribbon for low cost parallel datalinks

For the realisation of MT™-compatible direct connectorised modules, a PMMA-based interconnection scheme, using index alignment is developed. Plastic pieces are accurately positioned with respect to the chips and then fixed with epoxy, following an index-alignment strategy. Alignment accuracies in the range of 5–10 μm have been achieved, which is sufficient to have good coupling efficiencies in view of the relaxed alignment tolerances when coupling to small diameter (125 μm) plastic optical fibre. The chips are assembled in commercially available packages, which are then mounted on PCB boards. First coupling measurements on fully assembled modules, using a red (670 nm) 1×8 VCSEL-array and an infrared (980 nm) 1×8 RCLED (resonant cavity LED) array, are successfully carried out.     

一种板间无线光互联模块的设计

提出了一种基于电路板间的甚短距离无线光互联模块.利用光学设计软件模拟仿真,设计了一种实用的板间无线光互联光学系统,并分析了离轴偏差、指向角度偏差以及轴向偏差对该模块数据传输稳定性的影响.测试结果表明,该模块可以实现2.5Gb/s高速率板间双向数据传输.     

40Gb/s甚短距离(VSR)光传输技术

电信局内设备连接的增长使人们迫切需要开发低成本的甚短距离(VSR)光传输技术.传统的40Gb/s(STM-2 56/0C-768)接口是为长距离传输设计的,对于传输距离在300m以内的大容量、高速传输场合并不适用,因此有必要寻找一种比现有40Gb/s短距离方案成本低的替代方案.详细介绍了VSR5-1.0协议.     

面向片上光互连的无源H树网络设计

传统的片上电互连已无法满足多核处理系统日益 增长的通信需求,在延迟、能耗和 带宽方面更具优势的片上光互连逐渐引起关注。为了降低片上光网络(optical network-on-chip,ONoC)硬件开销和提升光网络 性能,本文提出一种基于微环谐振器的16端口无源H树光互连网络。利用宽带微环谐振器设 计4组转向光路由器,降低微环谐振器使用并完成端口选择,将信号传输到8端口接收光路由 器以及3级和4级光开关来满足信号的无争用传输。实验结果表明,在16×16阵列规模下与 Crossbar、λ-Router、GWOR、LACE、Light等无源网络结 构相比,无源光H树网络仅需使用 72个微环谐振器。网络平均插入损耗1.49 dB,与λ-Router、GWOR 、TAONoC相比分别降低 了21.5%、10.7%、59.7 %,各路径平均信噪比 为17.48 dB,与λ-Router、GWOR、Light相比分别提高了38.5%、36.0%、17.1%。     

光通信用垂直腔面发射激光器的进展

垂直腔面发射激光器(VCSEL)以其优异的性能有望成为信息时代的新光源.文章介绍了用于光通信的VCSEL的开发现状.