利用高分子聚合物波導之軟性電路板 實現4通道 × 10-Gbps 光學連結收發模組

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：51

、訪客IP：3.140.186.241

姓名

管柏㨗(Bo-jie Guan) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

利用高分子聚合物波導之軟性電路板實現4通道 × 10-Gbps 光學連結收發模組
(4-Channel × 10-Gbps Optical Transceiver Using Polymer Waveguide on Flexible Printed Circuit Board)

相關論文

★ 具平坦化側帶之超窄帶波導模態共振濾波器研究	★ 以矽光學平台為基礎之4通道×10-Gbps 光學連結模組之接收端研究
★ 透明導電層上之高分子聚合物微奈米光學結構於氮化鎵發光二極體光學特性研究	★ 具45度反射面之非共平面轉折波導光路
★ 以矽光學平台為基礎之4通道 x 10 Gbps光學連結模組之發射端	★ 具三維光路之光連接發射端模組
★ 矽基光學平台技術為核心之雙向4通道 x 10-Gbps光學連接收發模組	★ 建立於矽基光學平台之高分子聚合物波導光路
★ 適用於色序式微型投影機之微透鏡陣列積分器光學系統研製	★ 發光二極體色溫控制技術及其於色序式微型投影機之應用
★ 具45˚矽基反射面高分子聚合物波導之10-Gbps晶片內部光學連接收發模	★ 在陶瓷基板實現高速穿孔架構之5-Gbps光學連接模組
★ 具垂直分岔光路之10-Gbps雙輸出矽基光學連接模組	★ 利用光展量概念之微型投影機光學設計方法與實作
★ 以1 × 2垂直分岔高分子聚合物光路實現單晶片20-Gbps矽基光學連接模組	★ 利用三維矽波導光路實現10-Gbps單晶片光學連接模組

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

至系統瀏覽論文 (2025-7-1以後開放)

摘要(中)

本研究中提出以軟性電路板為核心之雙向4通道 × 10-Gbps 光學連結收發模組，模組整合高分子聚合物波導、接收端驅動IC、接收端TIA、面射型雷射、光檢測器於軟性電路板上。在高分子聚合物波導內製作45°微反射面用於光路的轉折以連接面射型雷射與多模光纖、多模光纖與光檢測器。
　　經由實驗的量測，在發射端中面射型雷射出光經高分子聚合物波導耦入多模光纖中，最大耦光效率為66%。在接收端中多模光纖出光經高分子聚合物波導耦入光檢測器，其最大耦光效率為62%。軟板光路經設計後，在雷射與光檢測器的對位封裝上光學效率降至1-dB時的位移容忍度可達 ±10 μm以上，是足夠用於封裝製程上。各通道間光學串音干擾在發射端與接收端均在-35dB以下。模組整體光學效率為-3.86 dB。
　　在10 Gbit/s的資料傳輸下，發射端4通道之高頻眼圖均可通過10GbE眼罩，且均具有15%以上之裕度；接收端誤碼率的量測上以發射端模組作為光源，誤碼率可達10-12等級，證實此光學收發模組是具有4通道× 10-Gbps 的資料傳輸能力。

摘要(英)

In this thesis, we proposed a 4-channel × 10-Gbps optical transceiver using polymer waveguide on a flexible printed circuit board(FPC), where the VCSEL and photodiode(PD) as well as the transmitter driver IC and receiver amplifier IC are integrated on the flexible FPC to demonstrate the high-speed optical interconnects. The polymer waveguide combined with a polymer-base 45° mirror is used to connect the VCSEL and multi-mode fiber(MMF) and the MMF and PD.
　The maximum optical coupling efficiency of around 66% from the VCSEL to 50-m-core MMF via a polymer waveguide is experimentally obtained. The maximum coupling efficiency between MMF and PD via a polymer waveguide is around 62%. The 1-dB alignment tolerances for both VCSEL/PD at the input/output port are larger than ± 10 m that will facilitate the assembly of the VCSEL/PD. The inter-channel optical crosstalk at both Tx and Rx can be less than -35dB. The total optical transmission from transmitter to receiver is -3.86 dB.
　For the high-speed measurement under a 10 Gbit/s data transmission, the clear optical eye pattern passing the 10 Gbit/s Ethernet eye mask with at least 15% margin is demonstrated. The bit-error-rate(BER) of 10-12 under full optical links is also achieved. It means that the proposed polymer-based optical interconnect module is capable of 10-Gbit/s data transmission.

關鍵字(中)

★ 高分子聚合物波導

關鍵字(英)

★ polymer waveguide

論文目次

摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 ix
第一章緒論 1
1-1 前言 1
1-2 軟性電路板應用在光學連接技術之發展現況 3
1-3 以軟板為核心之光連結收發模組 7
第二章光連接收發模組結構與光路設計 8
2-1 光連接收發模組架構 8
2-2 面射型雷射之規格與其特性量測 9
2-3 光偵測器之規格與其特性量測 12
2-4 軟性電路板之光波導結構設計 15
2-4-1 軟性電路板材料與結構 15
2-4-2 高分子聚合物波導結構尺寸設計 17
2-4-3 高分子聚合物波導光學串音(Crosstalk)分析 24
2-4-4 面射型雷射、光檢測器與光纖位移容忍度模擬 26
第三章軟性電路板尺寸量測 30
3-1 軟板波導尺寸量測 30
第四章軟性電路板光學量測 32
4-1 軟性電路板波導光路量測 32
4-2 面射型雷射與光檢測器封裝在軟板上的光學量測 40
4-3 軟性電路板高頻特性量測 45
第五章結論與未來展望 54
參考文獻 56

參考文獻

[1] Brian E. Lemoff et al.,“MAUI: Enabling Fiber-to-the-Processor With Parallel Multiwavelength Optical Interconnects,”IEEE J. Lightwave technology, 22(9), pp. 2043-2054(2004).

[2] L. Schares et al., “Terabus: Terabit/Second-Class Card-Level Optical Interconnect Technologies,”IEEE J. Sel. Top. Quantum electron., 12(5), 1032-1044(2006).

[3] Roger Dangel et al.,“Polymer-Waveguide-Based Board-Level Optical Interconnect Technology for Datacom Applications,”IEEE Trans. on Advan. Packag., vol. 3, no. 4, pp. 759-767(2008)

[4] N. Savage, “Linking with light, ”IEEE Spectr. vol. 39, no.8, pp.32-36(2002).

[5] Jeffrey A. Kash et al.,“Optical Interconnects in Future Servers,”in Proc. Opt. Fiber Commun. Conf., Los Angeles, CA, Mar. 2011.pp.1-3, paper OWQ1

[6] JEFFREY A. DAVIS et al.,“Interconnect Limits on Gigascale Integration (GSI) in the 21st Century,”Proc. IEEE Micro, vol. 89, pp.305-324(2001)

[7] D. A. B. Miller et al., “Limit to the Bit-Rate Capacity of Electrical Interconnects from the Aspect Ratio of the System Architecture, ”J. Parallel Distrib. Comput., vol.41, pp. 4252(1997)

[8] Tomoyuki Hino et al.,“A 10 Gbps x 12 channel Pluggable Optical Transceiver for High-speed Interconnections,”IEEE Electronic components and technology conference, pp. 1838-1843(2008).

[9] Tetsuya Mori et al.“Optical and electrical hybrid flexible printed circuit boards with unique photo-defined polymer waveguide layers”Proc. of SPIE, Vol. 7607(2010).

[10] Norio Chujo1 et al.“A 25-Gb/s × 4-Ch, 8 × 8 mm2, 2.8-mm Thick Compact Optical Transceiver Module for On-Board Optical Interconnect”OFC/NFOEC Technical Digest OSA, 2013.

[11] Naoki Matsushima et al.“High-stability 25 Gb/s optical transceiver module with flexible polymer wave guide for optical interconnection” IEEE, CPMT Symposium Japan , pp. 1-4, 2012.

[12] Yutaka Hatakeyama et al.“PMT connectors for multi-channel film waveguides”SPIE, 2009.

指導教授

伍茂仁(Mount-learn Wu)

審核日期

2015-7-20

推文