VCSEL光收发模块的研究

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1、华中科技大学硕士学位论文{两要／、一，』光互连由于具有高速、高密度、宽带、无干扰等优点，必将取代电互连。近几年＆来，光互连背板技术在并行处理系统、大规模光互连光交换系统中发挥着越来越重要的作用。另一方面，VCSEL光收发模块，作为光互连与光通信领域内的关键光电子器件，技术快速发展。本论文的主要内容即是对光互连背板技术及VCSEL光收发模、／块的研究。Y，本文系统的研究了光互连技术的产生、发展及现状，VCSEL作为一种新型光源的发展历程和现状，概述了VCSEL光收发模块在星载自由空间超小型高性能光互连并行多处理机系统、10G以太网及VSR技术等相关

2、领域中的广泛应用。详细描述了VCSEL的工作原理、优点、结构、制作工艺。分析直接端面对准耦合的缺点，提出了一种新型的VCSEL光收发模块结构，采用将光纤端面处理成450，激光直接从光纤侧面入射的耦合方式，具有耦合效率高、结构紧凑、易于扩展、便于封装、成本低等特点。对模块各组成部分分别进行了介绍。理论计算最大耦合效率82％，并确定最大工作距离。对调试过程中可能出现的45。面加工误差、平行度误差、工作距离误差分别进行了理论分析，发现将斜端面改为48．20可进一步提高耦合效率至992％。分析并总结了目前国内外制作光纤列阵器件的方法及它们的优缺点。提出了

3、刻矩形槽穿插法排列一维光纤阵列，具有高精度、易操作、重复性好、便于实现规模生产等特点，其性能优于目前其它方法。阐述了VCSEL与光纤阵列耦合实验的研究，对影响实验结果的各种原因进行分析，提出了改进意见。关键词：光互连，光学背板，光收发模块，VCSEL，光纤阵列，光耦合华中科技大学硕士学位论文AbstractTheopticalinterconnectionwillreplacetheelectronicinterconnectionbecauseitshighspeed，highdensity，widebandwidth，andun—interr

4、upt．Opticalbackplanetechnologyhasbeenmoreandmoreimportantinparallelprocessorsystem，largescaleopticalinterconnectionandswitchsystem．Ontheotherhand，asthekeyopticalelectronicdeciveinthefieldofopticalinterconnectionandtelecommunication，VCSELopticaltransceivermodulehasbeendevelope

5、dfleetly．ThethesiswillconcentrateonresearchofopticalbackplanetechnologyandVCSELtransceivermodule．Thethesisstudiesthegeneration，developmentandactualityofopticalconnectionandVCSEL，anovels01．1rse，systematically．TheapplicationofVCSELopticaltransceivermoduleinfreespaceopticalinter

6、connectionparallelprocessorsystem，10GEthernetandVSR，issummarized．Workingprinciple，merit，frameandtechnicsofVCSELaredescribedindetail．Errorofdirectcouplingisanalyzed，andanovelVCSELtransceivermoduleispresented，disposingthesurfaceofbevel450，laserincidentingandcouplingtofiberprofi

7、le，withhighcouplingefficiency,compactness，extendable，easytoencapsulation，andlowcost．Allofportsareintroducedrespectively．Couplingefficiencyis82％theoretically,andthelargestdistanceiscalculated．Theoreticalerrorsfrom450incline，parallelism，anddistanceinexperimentpossiblyarerespect

8、ivelyanalyzed．Asaresult，couplingefficiencywouldbeenenhancedto99．2％if