TSV结构对环形物质波波导的影响

由于需要外部电源的接入,传统芯片上的环形结构的物质波波导无法形成完全封闭的环形结构,其产生的环形磁阱存在天然缺陷,阻碍了对冷原子的有效操控。利用硅通孔(TSV)技术能够在垂直于原子芯片表面方向接入导线,有望降低接入导线对环形磁阱的影响。本文通过有限元方法对基于TSV技术的环形原子物质波波导进行仿真研究,对导线加载电流时的磁场进行仿真分析,并系统研究了TSV横截面形状、通孔深度、通孔间隙等因素对环形导线所产生磁阱的影响。最终结合仿真结果,设计一种在加工工艺上切实可行的基于TSV结构的环形波导原子芯片。     

TSV垂直传输结构的射频特性研究

作为微波、低频信号垂直传输通路,硅过孔(Through silicon via,TSV)技术是实现射频微系统三维集成的核心技术之一。本文设计并加工了背靠背形式的TSV测试芯片,并使用探针台测试其射频性能。为了提取单个TSV垂直过渡结构的参数,对测试结果进行剥离。首先分析建立带冗余结构的等效电路模型;然后用多线TRL(Through-reflect-line)方法求得冗余结构的参数,代入等效电路模型中求解单个TSV垂直传输结构的传输特性;最后得到的TSV传输特性与仿真结果吻合,验证了剥离结果的合理性。     

同轴光纤的传输特性

本文推荐并研究了作为长途传输媒质的同轴光纤。这种光纤由纤芯、内包层和外包层构成，并且内包层的折射率比纤芯和外包层大，因此导模在内包层中是集总场，而在纤芯和外包层中是迅衰场。我们采用精确的模式分析，给出了多模同轴光纤的特性曲线。结果表明：只要折射率差和光纤尺寸选择恰当，就可以使零色散波长位于任何所希望的值上。在制造的简便程度和色散特性两方面，所推荐的同轴光纤完全比得和上已知的Ｗ型光纤。     

硅基双介质集成同轴传输结构

针对硅基系统级封装技术的发展需求,以及硅基板上传统的信号传输结构传输损耗大、抗串扰能力差等问题,提出一种新型的硅基双介质集成同轴传输结构。 该结构基于体硅微加工工艺设计而成,具有全封闭式的外导体以及单晶硅和空气两种介质。由于结构的复杂性,提出等效矩形同轴传输结构设计方法来简化设计流程,并用有限元仿真验证了此设计方法的有效性。 将双介质集成同轴传输结构与硅基板上的若干传统传输结构的性能进行仿真对比,结果表明该新型传输结构具有更低的插入损耗及更好的抗串扰性能。最后,制备了双介质集成同轴结构和相应的硅基带状线实物样品并进行了测试对比,测试结果与仿真结果保持一致并较好地验证了仿真分析的结论。     

基于环形振荡器的TSV故障非接触测试方法

为避免传统的探针检测对硅通孔(TSV)造成损伤的风险,提出了一种非损伤的TSV测试方法.用TSV作为负载,通过环形振荡器测量振荡周期.TSV缺陷造成电阻电容参数的变化,导致振荡周期的变化.通过测量这些变化可以检测TSV故障,同时对TSV故障的不同位置引起的周期变化进行了研究与分析,利用最小二乘法拟合出通过周期来判断故障位置的曲线,同时提出预测模型推断故障电阻范围.测试结构是基于45 nm PTM COMS工艺的HSPICE进行设计与模拟,模拟结果表明,与同类方法相比,此方法在测试分辨故障的基础上对TSV不同位置的故障进行分析和判断,并能推断故障电阻范围.     

TSV垂直传输结构的射频特性研究北大核心CSCD

作为微波、低频信号垂直传输通路,硅过孔(Through silicon via,TSV)技术是实现射频微系统三维集成的核心技术之一。本文设计并加工了背靠背形式的TSV测试芯片,并使用探针台测试其射频性能。为了提取单个TSV垂直过渡结构的参数,对测试结果进行剥离。首先分析建立带冗余结构的等效电路模型;然后用多线TRL(Through-reflect-line)方法求得冗余结构的参数,代入等效电路模型中求解单个TSV垂直传输结构的传输特性;最后得到的TSV传输特性与仿真结果吻合,验证了剥离结果的合理性。     

介质损耗对频率选择表面传输特性的影响

应用模匹配技术,研究了Ｙ形缝隙平面周期阵列夹嵌于均匀有耗介质中心的夹心频率选择表面（ＦＳＳ）结构对平面波的传输特性。讨论了介质层对结构中心谐振频率、传输带度、以及传输损耗的影响规律。相同介电常数的介质材料在有耗和无耗情况下的模拟分析结果清楚表明介质本身的损耗是影响ＦＳＳ结构损耗特性的主要因素。     

七芯光纤的制备和传输特性的研究

在光纤传输系统中,未来众多通信新业务对传输 容量和传输速度提出了更高的需求, 而采用多芯光纤(MCF)的空分复用(SDM)技术可以有效解决传统单模光纤(SMF)对传输容量的 限制。本文采用光 束传输法和有限元法设计了一种7芯光纤,基于优化的结构参数制备了相应的7芯光纤。搭 建了MCF传输特性测试平台,对所制备的7芯光纤进行测试和分析,得其传输损耗为 0.36dB/km、弯 曲损耗为0.053dB和芯 径间串扰为－18.5dB。这种结构的7芯光纤制备简单,性能良好, 对SDM技术的发展具有重要的推动作用。     

介质损耗对频率选择表面传输特性的影响

应用模匹配技术,研究了Y形缝隙平面周期阵列夹嵌于均匀有耗介质层中心的夹心频率选择表面(FSS)结构对平面波的传输特性。讨论了介质层对结构中心谐振频率、传输带宽、以及传输损耗的影响规律。相同介电常数的介质材料在有耗和无耗情况下的模拟分析结果清楚表明介质本身的损耗是影响FSS结构损耗特性的主要因素。     

同轴环形螺旋谐振腔设计分析

提出了一种适用于同轴环形放电结构气体激光器的环形螺旋谐振腔,并给出了理论分析。该谐振腔由一螺旋面反射镜和一球面反射镜构成,可充分提取激活区的能量并输出单束激光。该结构易于实现同轴环形放电激活区中的功率萃取。     

基于COMSOL Multiphysics的硅通孔信号传输性能分析

通过分析信号-地TSV物理结构,提出可扩展等效电路模型,并用数学表达式表示出电容电感等电学参数。然后用多物理场耦合三维仿真软件COMSOL Multiphysics仿真信号-地TSV三维模型,并将COMSOL Multiphysics软件仿真分析得到的插入损耗结果和数学模型得到的结果作比较,验证建立的等效电路模型的准确性。最后,分析信号-地TSV半径、高度与间距对其插入损耗的影响。结果表明,信号-地TSV互连结构的传输性能随着半径的增大变得越好,随着其间距和高度的增加而变得越差。     

SOI数模混合集成电路的串扰特性分析

采用二维TMA Medici模拟软件对SOI结构的串扰特性进行了分析.模拟发现随着频率的增加,SOI的埋氧化物对串扰噪声几乎不起隔离作用,同时,连接SOI结构的背衬底可以在很大程度上减小串扰的影响.还对减少串扰的沟槽隔离工艺、保护环及差分结构的有效性进行了比较分析,对一些外部寄生参数对串扰的影响也进行了研究.并给出了SOI结构厚膜和薄膜结构体掺杂浓度对噪声耦合的影响,所得到的结果对设计低噪声耦合的SOI数模混合集成电路具有指导性的作用.     

SOI数模混合集成电路的串扰特性分析

采用二维TMA Medici模拟软件对SOI结构的串扰特性进行了分析.模拟发现随着频率的增加,SOI的埋氧化物对串扰噪声几乎不起隔离作用,同时,连接SOI结构的背衬底可以在很大程度上减小串扰的影响.还对减少串扰的沟槽隔离工艺、保护环及差分结构的有效性进行了比较分析,对一些外部寄生参数对串扰的影响也进行了研究.并给出了SOI结构厚膜和薄膜结构体掺杂浓度对噪声耦合的影响,所得到的结果对设计低噪声耦合的SOI数模混合集成电路具有指导性的作用.     

介质加载型混合表面等离子体波导的损耗特性

为实现长距离传输及亚波长尺度的模式限制,在传统介质加载型表面等离子结构的基础上,设计了一种微孔介质加载混合表面等离子体波导,采用时域有限差分法(FDTD)对该波导模式场分布及传输特性进行了相应的研究。研究表明所设计的波导结构具有较强的局域场限制,通过在孔内填充增益介质,使混合等离子体波导的传输损耗得到了补偿,输出端的表面等离子激元实现了增益放大。结果表明,通过调整波导的几何参数和电磁参数,可以显著提高波导的场限制,降低波导本身的损耗,其中当孔与金属之间距离为44 nm时,波导的损耗达最小约为-13 dB/m。这一设计可以为光子器件集成提供一定的理论和实验借鉴价值。     

多层介质膜红外空芯光纤的传输特性

提出了一种计算多层介质膜空芯光纤损耗谱特性的方法,理论分析了介质—金属膜结构红外空芯光纤的传输损耗特性.将各层膜的厚度、材料色散和表面粗糙度等特性引入理论计算后,根据实测损耗谱估算了每层介质膜厚度.通过比较实测和理论计算损耗谱,调整优化了工艺参数.采用液相镀膜法,制作了在中红外波长带有低损耗特性的Ag/SiO2/AgI/SiO2三层介质膜结构空芯光纤.     

关于有线传输介质的技术相关分析

从有线传输介质技术的相关分析中得到,当今世界是高度信息化的一个世界.信息传输在互联网技术中的地位举足轻重,人们平常的工作、生活等方方面面都不能离开网络的运行.信息化的产业结构与信息传输的水平有直接的关系,当今对信息的传输速度与质量也提出了更加多的要求,其因是人们对信息技术的依赖性越来越大.     

基于COMSOL的TSV电感多物理场耦合特性研究

基于硅通孔(TSV)技术,提出了应用于三维集成电路的三维螺旋电感.在实际应用中,TSV电感存在电场、温度场和力场之间的相互耦合,最终会影响TSV电感的实际电学性能.考虑P型和N型两种硅衬底材料,采用COMSOL仿真软件,对TSV电感进行多物理场耦合研究.结果表明,在P型硅衬底情况下,多物理场耦合的影响更大,TSV电感的...     

条形介质加载型表面等离子体波导传输特性的研究

采用二维时域有限差分(FDTD)法,分析对比了 介质-金属(IM)结构和金属-介质-金属(MIM) 结构波导对光波传输特性的影响,以及通过对IM结构的尺寸、折射率进行优化得到最佳传 输长度。数值 结果表明,IM结构波导能使光波传输距离更长。对IM波导结构研究发现,当介质层厚为 300nm,金属 层厚为200nm时,传输效果最佳。基于这个参数的IM结构,计算介质 层折射率对IM波导光传输特性的影响发现,介质层折射率为1.5时, 在模场约束较好的情况下,传输损耗降低,表面等离 子体波的传输长度最长。整体优化后的条型波导可以实现最大传输距离为37μm。这一设计和优化波导结构 参数的方法不仅拓宽了介质加载型表面等离子体激元(SPP)波导结构的理论基础,在纳米光 学集成器件研究上也具有一定的应用潜能。