以光學軟性電路板設計適用於4通道 × 25-Gbps 光學連接收發模組之高頻傳輸線

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姓名

彭哲瑄(Che-Hsuan Peng) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

以光學軟性電路板設計適用於4通道 × 25-Gbps 光學連接收發模組之高頻傳輸線
(Design of Transmission Lines for 4-Channel × 25-Gbps Optical Interconnect Module Based on Optical Flexible Printed Circuit)

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摘要(中)

本論文將4通道  25-Gbps高頻傳輸線整合於軟性電路板中，此設計作為連接接收端光偵測器、轉阻放大器(TIA)與發射端垂直共振腔型面射型雷射(VCSEL)、積體驅動晶片(Driver IC)之間的高頻訊號傳輸。而再將上述元件與高分子聚合物波導與45˚反射面共同整合在軟性電路板上。
此論文評估與分析用於軟性電路板上之高頻傳輸線，包含單端訊號傳輸線(Single-Ended)與差動訊號傳輸線(Differential)的反射損耗(Return loss)與插入損耗(Insertion Loss)。
傳輸線係以共平面波導(Coplanar Waveguide)形式設計。經由高頻模擬，在操作頻率0~62.5 GHz中，發射端與接收端之單端式高頻傳輸線反射損耗均小於 -4 dB，插入損耗皆大於-2.8 dB。而另一方面在操作頻率0~62.5 GHz，中，差動式高頻傳輸線反射損耗皆小於 -6 dB，插入損耗皆大於 -1.7 dB。

摘要(英)

In this paper, the 4-channel  25-Gbps high-frequency transmission line is integrated into the flexible circuit board. This design is used as a high frequency transmission line between a receiver-side photodetector, a transimpedance amplifier (TIA) and a transmitter-side Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL), and an integrated driver chip.And then the above elements and polymer waveguide and 45˚ reflective surface common integration in the flexible circuit board.
This paper evaluates and analyzes high frequency transmission lines for use on flexible circuit boards, including the single-ended transmission line and differential transmission line of the return loss and insertion loss.
The transmission lines are designed in the form of a coplanar waveguide. Through the high frequency simulation, the operating frequency of 0 ~ 62.5GHz The single-ended transmission line return loss of the transmitter and the receiver is less than -4 dB, the insertion loss is above -2.8 dB. On the other hand, in the operating frequency of 0 ~ 62.5 GHz, the differential transmission line return loss is less than -6 dB, insertion loss are more than -1.7 dB.

關鍵字(中)

★ 光學軟性電路板
★ 4通道 × 25-Gbps
★ 光學連接收發模組

關鍵字(英)

★ Optical Interconnect Module
★ 4-Channel × 25-Gbps
★ Optical Flexible Printed Circuit

論文目次

摘要 i
Abstract ii
目錄 iii
圖目錄 iv
表目錄 vi
第一章緒論 1
1-1 前言 1
1-2 光學連接技術的發展歷程與現況 3
1-3 以光學軟性電路板設計光學連接收發模組之高頻傳輸線 8
第二章光學連接收發模組之高頻被動電路設計 11
2-1 被動電路設計原理 12
2-2 被動電路設計架構與流程 14
第三章光學連接收發模組之發射端電路設計 16
3-1 收發模組之發射端單端式傳輸線電路設計 17
3-2 收發模組之發射端差動式傳輸線電路設計 20
第四章光學連接收發模組之接收端電路設計 24
4-1 收發模組之接收端單端式傳輸線電路設計 25
4-2 收發模組之接收端差動式傳輸線電路設計 28
第五章結論與未來展望 31
5-1 結論 31
5-2 未來展望 31
參考文獻 33

參考文獻

[1] Cisco Visual Networking Index: Global Mobile Data Traffic Forecast Update, 2016–2021.
[2] Cisco The Zettabyte Era: Trends and Analysis.
[3] Cisco Global Cloud Index: Forecast and Methodology, 2015–2020.
[4] Novel Trace Design for High Data-rate Multi-channel Optical Transceiver Assembled using Flip-chip Bonding.
[5] A 25-Gb/s × 4-Ch, 8 × 8 mm2, 2.8-mm Thick Compact Optical Transceiver Module for On-Board Optical Interconnect.
[6] Polymer waveguides for electro-optical integration in data centers and high-performance computers.
[7] Feature Articles: Device Technology Development for Beyond 100G Optical Transport Network.
[8] 以光學軟性電路板設計適用於4通道 × 25-Gbps 光學連接收發模組之光學架構。

指導教授

伍茂仁(Mount-Learn Wu)

審核日期

2017-8-23

推文