板级光互连链路设计及分析

研究比较了板级光互连链路中各种可能的传输介质,综合分析机械特性、光学特性和成本因素,塑料光纤(POF)是最合适的选择.给出了设计链路时工作波长,纤芯直径等参数的选择范围.对链路中影响性能的主要因素弯曲损耗与耦合损耗进行了研究并加以优化.最后分析基于VCSEL链路的功率预算,留有一定富余度以提高链路的可靠性,得到密集、低损耗、低成本的光互连链路.     

低功耗千兆光互连链路的研制

基于可编程门阵列(FPGA)器件实现了低功耗的高速光互连链路。采用电时分复用(ETDM)技术在1根光纤上实现了G,数据信号的虚拟并行传输,降低了系统成本。链路物理层带宽达1056Mbit／s,链路稳定传输带宽为545Mbit／s,在应用层可得到300Mbit／s的数据传输率。并通过合理的器件选择、动态功耗管理和低功耗编码等设计方法,使系统功耗降低50％。     

并行计算机系统的光WDM互连链路

光波分复用 (WDM)互连接是并行计算机系统克服“电子瓶颈”的可行方案 ,光纤传输的特性可使大容量、低时延、低误码率传输的并行计算机互连成为现实。探讨了并行计算机光WDM互连的一种结构 ,分析研究了其中的关键技术 ,并设计了一个实验系统。分析和实验表明采用光WDM互连可以实现超大容量的并行计算机系统     

自由空间光互连系统的结构和设计分析

光互连技术是光通信网络的基础。文章结合现代微电子系统中所采用的自由空间光互连技术,进行较全面的光互连结构和设计分析     

用光致聚合物全息干版实现光互连

用全息术在光致聚合物全息于版上制备出全息耦合光栅。将光信号耦合进玻璃光导板中，使其在光导板中全反射，以锯齿形式传播。再经出射光栅耦合出来。在光导板上实现１点对１点的光互连，互连效率约为２５％。     

光电多芯片组件的自由空间光互连技术研究

自由空间光互连 (FSOI)技术使用激光在自由空间中传播 ,其表现出的特性如速度和功耗等方面较之电在连线中的传输具有的明显优点 ,从而在具有巨大发展潜力的光电多芯片组件(OE- MCM)中得到了广泛的重视。本文在建立了 OE- MCM的物理模型、逻辑模型及开销模型的基础上 ,着重对 OE- MCM中的互连分割、互连距离 (MID)最小化和 FSOI互连设计几个方面进行了研究。     

激光与PIN光电探测器相互作用的响应度研究

通过比较短路电流的方法,标定了探测器对He-Ne激光的响应度。用Nd∶YAG激光辐照PIN光电探测器,通过测量激光辐照后探测器对He-Ne激光的短路电流,获得了探测器响应度变化与辐照激光功率密度的关系。从实验数据可知,探测器被功率密度低于7.6×105 W/cm2的Nd∶YAG激光辐照后,不会发生损伤,激光辐照后,探测器对He-Ne激光的响应度不发生改变;当Nd∶YAG激光的功率密度超过9.6×105 W/cm2时,激光辐照后,探测器对He-Ne激光辐照的响应度开始下降,PN结遭到破坏是探测器响应度下降的根本原因,扫描电镜的结果与我们的分析相一致。     

用于计算机光互连的集成化发送器和接收器

从对计算机光互连的实用要求出发，实现了用集成化的发送器和接收器经光纤连接器组成收发对后，能很好地在４×４多处理机系统内用光互连代替电互连。着重探讨了发送器和接收器的结构、设计，以及工艺改进途径，对互连器件的配套选择、性能测试作了一定工作，使之能方便使用。     

硅基PIN光电探测器的设计与模拟

介绍了单片集成硅光接收器的研究背景,阐述了硅光电探测器的工作机理.设计了一种应用于单片集成硅光接收器的PIN结构光电探测器,并用Silvaco软件对光电探测器的器件结构、光谱响应、响应电流及其随入射光功率的变化、器件的暗电流分别进行了模拟,对模拟结果进行了分析.设计了该光电探测器的版图,给出了其主要工艺流程,搭建了其光响应谱测试电路.最后对研究结果进行了总结.     

一种全息聚束光互连元件的设计

用二步补偿法来设计全息聚束光互连元件，计算了近红外光下共面输出元件的聚束特性，聚束点尺寸为微米量级．     

光纤电流互感器用半导体激光器数字驱动电路设计

半导体激光器的输出性能直接决定了光纤电流互感器的测量精度和长期运行稳定性。为提高光纤电流互感器的测量精度与稳定性,设计了一种高精度半导体激光器数字驱动电路。以STM32微控制器为控制核心,利用高精度电流源芯片ADN8810实现驱动电流的精密控制,同时采用集成温控芯片MAX1978通过控制半导体制冷片的工作电流实现对激光器温度的精确控制。经实验测试,其输出电流稳定度为0.028%,温度控制稳定度为0.18%,激光器输出光功率稳定度达到0.06%,输出波长稳定度为0.05pm。该设计能够满足光纤电流互感器对光源输出性能的要求。     

半导体激光器稳功率脉冲电源设计

根据半导体激光器的温度-驱动电流-光功率特性,通过脉冲驱动技术、功率控制技术和抗浪涌技术的综合应用,设计、制作了一种实用的半导体激光器脉冲驱动电源,解决了半导体激光器应用中常见的浪涌冲击问题和宽温度范围内脉冲驱动时的发光功率同步控制难题.     

比例自变换实现神经网络光学互连

讨论了构造比例自变换函数及其成像过程，据此制成光栅透镜组合件。用它的放大泰伯自成像效应来实现一点到多点的光学互连。然后把多个光栅透镜组件制成一个列阵，用它来实现两维神经网络的光学互连，结果产生了一个平行的光学神经网络。实验达到了预期的效果，并发现这种光学互连系统结构简单、操作容易。     

窄线宽半导体激光器的驱动和温控设计

窄线宽半导体激光器日益广泛的应用对其驱动和温控电路提出了更高的要求。为获得窄线宽、稳定功率并实时可调的激光输出,利用ATLWS200MA103驱动模块和TECA1系列温控模块搭建半导体激光器的驱动和温控电路,对激光器输出的各项性能指标进行测试,验证了在该驱动下,激光器线宽可达到5kHz,光功率稳定性达到0.1%。并利用波导谐振腔进行扫频实验,得出驱动电流变化量与激光器中心频率变化量之间的关系表达式。     

用电路级联技术设计光互连网络高速路由结点

用高性能数字交叉开关设计了具有路由功能的8通道数据交换结点,可实现10Gbit／s的数据交换;采用时分复用(TDM)技术设计了具有10Gbit／s交换能力的光互连网络。以8通道路由结点为基本单元,利用电路级联技术对路由结点进行扩展,设计了64通道、512通道以及1024通道路由结点,吞吐率分别达到90Gbit／s、700Gbit／s和1．5Tbit／s,最大路由延迟仅为0．94μs。     

高速光收发模块的设计

光纤通信系统正不断向高速、大容量发展,稳定的光收发电路成为保证系统工作的关键,针对系统的发展要求,总结了高速光收发电路的制作特点;研究设计了2．5Gb／s光收发电路,并将其应用在激光器和接收设备动态特性的测试实验。     

光纤激光器及其泵浦源设计

光纤激光器在光通信、传感技术、医疗、工业加工等领域有着广泛的应用,是未来非常重要的激光光源。本文简要介绍了光纤激光器的原理及特点,并给出了一种环形腔光纤激光器的结构。随后介绍了光纤激光器泵浦源驱动电路的设计方案。