一、VCSEL技术与并行光互联（论文文献综述）
邢茹萍,马淑芳,单恒升,刘青明,侯艳艳,黄佳瑶,许并社[1]（2021）在《高速850/980 nm垂直腔面发射激光器的研究进展》文中研究说明垂直腔面发射激光器（VCSEL）具有低损耗、光束质量好、光纤耦合效率高、调制速率高且易于与其他光电子器件集成等优势,在光互连、光存储、高速传输和通讯等领域得到了迅猛发展。随着大数据时代的到来,对建立高带宽、低损耗的高速光通讯网络提出了更高的要求。因此,近年来VCSEL在面向高速数据通讯中提高调制速率、降低能量损耗等方面得到了广泛的研究。首先介绍了用于短距离数据通讯中的近红外波段850和980 nm VCSEL器件的基本结构,然后从高速性能的影响因素出发对其进行合理的理论设计,综述了近年来850和980 nm VCSEL高速性能的研究进展,最后展望了VCSEL在未来数据通讯领域的发展趋势。
吴梅[2]（2020）在《垂直腔面发射激光器的混沌同步恢复时间研究》文中认为大数据时代,高速信息安全传输给保密通信提出了新的要求,各种加密技术相继被提出。基于物理层的加密是一种保证信息安全的重要技术,能有效缓解当今算法加密带来的安全隐患。最具代表性的物理层加密是量子保密通信,它提供了一种绝对安全的保密通信,但受到通信距离及其对量子器件严格要求的限制,亟需在通信速率以及现行通信系统兼容方面寻求突破。混沌保密通信由于具有硬件加密、可高速长距离传输及与现行通信系统兼容等优势被广泛关注。此外,基于混沌激光同步和混沌密钥提取的高速密钥分发也得到了深入研究。在混沌保密通信和混沌密钥分发中,移位键控是一种重要的混沌状态键控方式。在键控过程中,混沌同步状态被随机切换,仅在键控状态相同时,通信双方才能从同步混沌波形中解调传输信息或提取一致的随机密钥。除激光器参数匹配保障安全性之外,混沌移位键控进一步提高了密钥分发的安全性。但是,需要指出的是,在键控过程中同步状态将被随机切换,而不同步与同步的切换过程中需要一定的恢复时间。混沌同步恢复时间限制了移位键控速率,即限制了基于移位键控的保密通信和密钥分发速率。针对混沌同步恢复时间问题,本论文主要开展了以下工作:1.基于垂直腔面发射激光器的自旋反转模型,数值研究了垂直腔面发射激光器在单向开环注入锁定同步下的混沌同步恢复时间,探明了系统注入参数和激光器参数对混沌同步恢复时间的影响,得到对同步恢复时间产生显着影响的关键参数,主要包括注入速率和频率失谐,以及激光器的自身参数包括偏置电流、载流子衰减速率、光场衰减速率、增益系数、线宽增强因子。2.将连续光注入垂直腔面发射激光器,分析其弛豫振荡周期和锁定时间的变化规律,得到弛豫振荡周期、锁定时间与同步恢复时间的内在联系,从弛豫振荡周期和锁定时间角度,解释了混沌同步恢复时间变化的物理机制。初步明确缩短同步恢复时间的三种途径:增加激光器偏置电流、微分增益系数,或减小光子寿命、载流子寿命缩短弛豫振荡周期;减小线宽增强因子;增加注入强度、减小频率失谐,实现强注入锁定。3.基于随机相位反馈垂直腔面发射激光器密钥分发系统的理论模型,通过对响应激光器的反馈相位进行随机调制实现混沌同步状态的随机切换,利用短时互相关计算混沌同步恢复时间,理论证实垂直腔面发射激光器相较于边发射激光器具有更短的同步恢复时间,为提升密钥分发速率奠定了基础。
程瑾[3]（2020）在《940nm垂直腔面发射激光器的设计制备及静电损毁研究》文中指出由于VCSEL可小规模集成,具有高可靠性和低功耗的特点,可低成本批量生产,因此被广泛应用。自从苹果手机3D面部识别技术出现,VCSEL受到研究人员关注,940nm垂直腔面发射激光器成为了新的研究热点。940 nm VCSEL具有避免红暴的特性并且转换效率高,成为移动设备中3D检测系统中应用最广泛的近红外光源。VCSEL作为消费电子视觉成像、三维感应的基础元器件,还有望被应用到民用、军用的激光雷达等领域。由于VCSEL的有源区面积非常小,因此对静电放电（ESD）的灵敏度非常高,即使是手指的无意触摸也可能降低器件的性能。ESD很难预防和检测,是影响大多数光电器件的可靠性问题之一,与静电放电相关的可靠性问题将制约着VCSEL应用范围的进一步扩展。基于以上背景,本论文进行了两方面的工作,首先对940nm垂直腔面发射激光器的DBR和量子阱进行了设计仿真,并制备了940nm VCSEL器件;在此基础上,对所制备的垂直腔面发射激光器进行了静电损毁失效机理研究,通过主动对垂直腔面发射激光器进行静电放电损毁,测试器件的光电特性,并对器件进行显微分析,表征了垂直腔面发射激光器的静电损毁现象,为判别静电损毁失效提供有效判据。本文的主要研究工作如下:1.设计了940nm VCSEL结构,并用Crosslight模拟平台中的PIC3D软件进行了仿真,结果显示,当氧化孔半径为5微米,注入电流为10m A时,器件光输出功率达到7.2m W。2.研究了940nm VCSEL器件制备工艺,形成一整套完整的制备方案。对器件测试分析,10m A注入电流下,单管器件的光输出功率达到了8.2m W,斜率效率达到0.9W/A。3.对制备好的940nm VCSEL进行ESD损毁研究。分别施加了正向和反向ESD电压,每次打击后,测量样品电学参数和光学参数。并且对打击后的器件进行腐蚀并显微观察其打击后损伤现象。正向和反向ESD后,器件的I-V曲线有明显的软击穿现象,反向ESD后器件的软击穿现象要强于正向ESD。ESD后,器件的光功率有明显下降,阈值电流增大,工作电压也增大,但是器件的远场发散角减小,意外的使光束质量变好。显微分析器件各层后发现表面Ga As有熔毁现象,氧化孔周围有明显损毁迹象。4.由于氧化速率不同,制备的器件的氧化孔为菱形,器件在静电放电后,观察到菱形氧化孔尖角位置处损毁严重。使用Crosslight软件模拟了矩形结构垂直腔面发射激光器的电场分布,模拟结果显示,矩形结构氧化孔边界的电场强度较大。之后模拟了普通轴对称结构垂直腔面发射激光器的电场分布,对比发现,普通圆形氧化孔器件氧化孔边界电场要比矩形结构氧化孔边界的电场小。
钟础宇[4]（2018）在《少模垂直腔面发射激光器及优化台面排布的面发射激光阵列的研究》文中研究表明垂直腔面发射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser,VCSEL）具有许多出众的光学和电学特性,如单纵模出射,阈值电流低,发散角小,圆形光斑,稳定性高以及调制速率高等,这使得VCSEL成为3D成像,光通讯网络等应用的核心部件。本论文主要针对850nm波段少数横模独立控制垂直腔面发射激光器以及台面排布方式经优化的980nm、808nm垂直腔面发射半导体激光阵列的器件结构设计、优化算法设计、工艺制作,性能分析及等方面进行了研究。本论文主要研究内容和成果如下:1、对于光纤通信领域中的模式复用技术,我们充分利用VCSEL的横向尺度比较大这一特点,提出一种新型的,更加经济的少模VCSEL光源,以实现少数横模以及偏振独立控制输出,有望简化甚至免除模式复用系统中复杂的复用光路或复用器,同时可以省去VCSEL阵列光源的使用。我们采取了直接刻蚀沟道对台面进行分割的方法,实现了横模独立控制这一功能,其原理是:大氧化孔径的VCSEL可以同时支持多个模式出射。因此,可以对VCSEL台面进行分割,形成若干个作为光波导的次台面,并在每个次台面上生长电极,每个电极独立加电时,电流将只通过对应的次台面进入到有源区。因此,在单个次台面下的对应的区域,将有一个载流子集中分布区（激射区）,激光只从该区域出射。同时,沟道中是折射率远小于GaAs的空气,因此可以对单个次台面出射的光有光场限制的作用。2、使用COMSOL Multiphysics科学计算软件,模拟了经沟道分割的VCSEL的电流传输及分布情况。研究了不同尺寸的氧化孔径以及不同宽度和深度的沟道对有源区电流分布的影响。模拟结果与设想一样,台面分割造成的极不均匀的电流密度分布,而氧化孔径尺寸比起沟道尺寸对电流密度分布的不均匀度的影响更明显。同时,对单个次台面进行模式分析,结果表明激射区的大小决定了所能激发的激光模式数量,激射区的形状决定了出射模式的形状,而激射区的方向决定了出射模式的偏振方向。因此,少模独立控制VCSEL的关键是对激射区域形状大小的控制。3、经过若干次工艺改进,制备出台面分割成二、三、四、六瓣的少数横模独立控制VCSEL,后文中一律简称为少模VCSEL。通过对氧化孔的控制,实现了双横模,三横模,四横模的独立控制出射,其中三横模以及四横模独立控制出射是在一定电流范围内。同时,由于每个模式偏振方向不同,所以这种新型少模VCSEL也可以看做是由电极控制的多偏振VCSEL。而由于封装条件问题,六横模VCSEL未能得到全面的测试。4、探究了VCSEL阵列中的单元台面排布方式对器件热特性的影响,对VCSEL阵列中单元台面分布进行优化,设计出一种具有特殊台面排布方式的VCSEL阵列。制备了三种台面间距不同的980nm VCSEL阵列,其中两种为4*4方形阵列,一种为特殊台面排布VCSEL阵列。实验结果验证了台面分布对对器件的热稳定性有明显的改善。器件功率得到提高,热阻变小。随着热沉温度的增加,优化设计的阵列器件的功率衰减明显小于普通4*4方形阵列。5、根据VCSEL阵列温度分布积分公式,定义了一个同时考虑了台面间距以及阵列总台面面积的热耦合系数,对808nm圆形VCSEL阵列的台面排布进行优化。目标仍是改善器件的温度特性,提高性能。将圆形VCSEL阵列定义成由多环的台面组合,给定一个最大环半径,在此半径内对不同环之间的距离进行遍历,计算不同环间距组合的热耦合系数,找到使得热耦合系数最少的组合,认为此组合的台面排布是最优的。实验设计了普通圆形阵列以及方形阵列作为对比器件,测试结果表明优化设计的圆形VCSEL阵列比起普通阵列有一定的功率优势。
潘彦君[5]（2017）在《高速抗辐照VCSEL驱动芯片设计》文中研究说明随着社会的快速发展,光纤通信以其传输距离远、容量大、低功耗、抗干扰、抗辐照等优点占据了通信市场的主体地位。如何利用光纤通信的优点并使其应用在例如航天航空、高能物理实验等辐照环境成为了光纤传输发展的重要方向之一。而这其中最为关键的是作为光电转换模块的光发射芯片能否满足高速、低功耗、抗辐照等多种要求。在此背景下,本文采用具有抗辐照特点的SOI （Silicon-on-insulator）工艺对光纤通信系统发射端的激光驱动芯片进行了设计。基于0.13μm SOI CMOS工艺,作者设计了一款以交流耦合方式驱动共阳极垂直腔表面发射激光器（Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL）的驱动芯片。主要工作体现在:采用多级级联放大器并结合有源电感并联峰化技术扩展了驱动器带宽,且既避免了工艺角偏差,又减小了芯片面积;设计了偏置电流、调制电流的数字可调电路,解决了激光器的个体差异问题,为工业化应用提供了良好的基础;优化了高速电路版图,减小了金属连线的寄生效应,从而提高了驱动芯片的传输速率。论文首先介绍了光纤通信的发展现状、VCSEL及其驱动器的结构和工作原理分析了应用于驱动器核心电路的多种带宽提高技术。在此基础上,详细阐述了扩展驱动器带宽的有源电感并联峰化电路,以及激光驱动器芯片所需的辅助电路如DAC、带隙基准源、输出缓冲器的设计方法;接着根据驱动器的工作方式,设计了仿真电路,给出了驱动芯片的仿真结果;最后论文讨论了高速版图的匹配及寄生效应并给出后仿真结果。该驱动芯片的实际仿真结果表明,本设计在5Gbp/s的速率上工作性能良好,且总功耗低于65mW,芯片整体面积约为1.1μmX1.1μm,目前该芯片已进入流片阶段。
李加超[6]（2017）在《基于VCSELs的光混沌应用研究》文中指出激光物理学中的混沌研究,特别是半导体激光器系统中的光混沌,已经取得了很好的成果,并正处在飞速发展阶段。其中,光混沌不仅有望为混沌的基础研究提供丰富的成果,而且还可以为动力工程学中的应用提供有价值的参考。例如,各种各样丰富的混沌动力学行为已经出现在半导体激光器中,包括传统的边发射半导体激光器（edge-emitting semiconductor laser,EEL）和新型的垂直腔面发射激光器（vertical-cavity surface-emitting laser,VCSEL）。对于这些激光器来说,混沌动力学甚至这些激光器的孤立振荡有着非凡的意义,并且动力学行为的控制在当前的实际应用中是非常重要的研究话题。至于光混沌的应用方面,光混沌保密通信已经取得了巨大的突破。基于半导体激光器系统间的混沌同步,多种数据加密到混沌载波及其解密的方法已被应用到了保密数据传输与通信中。此外,利用现有的公共光通信链接,许多混沌保密通信已经成功通过了测试,并取得了相当好的成果。相比于EEL,VCSEL吸引了许多研究者们的注意,这都归功于VCSEL可以提供EEL所无法比拟的优异性能,如亚毫安级的阈值电流,低阈值电压,高功率输出,低损耗和高转化效率等。现如今,VCSEL的操作波长范围一般在670 nm到1550 nm之间。这些都使得VCSEL可以成为许多应用中的潜在光波源,包括高速率光通信和光互连应用等。为了满足信息传输与通信速率的快速增长,基于光混沌的平行光波系统是目前迫切需求的,而这些都是离不开VCSEL的。因此,本文基于多个VCSELs产生的光混沌,提出了两种通信系统结构,并将信息与图像分别应用于光保密通信中,由此展开对光混沌应用价值的相关研究。首先,本文基于两个同步的VCSELs,提出了一个长距离多通道双向混沌保密通信系统,该系统通过多条路径连接。这两个同步的响应VCSELs（responding VCSELs,R-VCSELs）在受到来自主驱动VCSEL（driving VCSEL,D-VCSEL）的相同混沌信号注入后,可以在各自的两个线性偏振模式中输出相似的用作混沌载波的光混沌信号。而D-VCSEL将同时受到光反馈和光注入的作用。通过数值仿真,两个R-VCSELs之间可以获得高质量的混沌同步。并且,在采用混沌掩盖（chaos masking,CM）技术后,通过调整不同的内部参数失配,研究了不同质量的混沌同步对单模光纤（single mode fiber,SMF）信道中通信性能的影响。结果表明,随着两个R-VCSELs间最大互相关系数的减小,解密信息的误码率（bit error rate,BER）将增大。当系统引入色散补偿光纤（dispersion compensating fiber,DCF）链接后,基于R-VCSELs之间的高质量混沌同步,4n路速率为10 Gbit/s的信息可以在R-VCSELs间长度为180 km的SMF信道中的n条路径中同时双向传输。通过以上彻底的测试和详尽的分析,证明了基于VCSELs的长距离、多通道、双向混沌通信的可行性。其次,本文还利用多个VCSELs产生的光混沌提出了一个新型的对称图像加密及传输系统。在受到来自主VCSEL（master VCSEL,M-VCSEL）的相同信号注入后,两个从属VCSELs（slave VCSEL1和slave VCSEL2,即S-VCSEL1和S-VCSEL2）可输出相似的光混沌信号作为混沌载波,用以传输图像。同时,S-VCSEL1的混沌信号还可用于生成加密模型中的密钥空间。在采用三维猫映射和混沌逻辑斯谛映射后,不仅像素点的位置被打乱了,而且密文图像和原始图像之间的相关性也同时被破坏了。因此,该系统能够抵御统计攻击、微分攻击以及蛮力攻击之类的常见攻击。通过数值仿真,两个S-VCSELs之间可以获得高质量的混沌同步。当采用CM技术后,由所提出加密模型加密后的图像可以于SMF信道中从S-VCSEL1端传输到S-VCSEL2端,并得以成功解密,相应的BER将小于6.18×10-19。最后,本文做了关于安全性分析的详细测试,证明了所提出基于光混沌的图像加密及传输系统的可行性与高保密性。就目前所知,在基于VCSELs的光混沌应用中,关于信息传输系统,尤其是图像加密及传输系统的研究较少,因此本文具有非常特别的研究价值。相信本文不仅对密码学领域的研究有所帮助,而且对非线性科学与技术也有一定的指导意义。
钟祝强[7]（2017）在《光纤布拉格光栅外腔半导体激光器的非线性动力学特性研究》文中研究说明半导体激光器（Semiconductor laser,SL）自20世纪60年代诞生以来就受到人们的极大关注。随着半导体制造工艺的不断进步,半导体激光器已经成为可靠而高效的相干光源。它具有体积小、成本低、激射波长范围大、转换效率高、可直接调制等优点,被广泛应用于光通信、光存储、光互连等应用中。在半导体激光器内,材料极化的弛豫时间远小于光子和载流子的弛豫时间,因此半导体激光器属于B类激光器。在没有受到外部扰动时,SL通常是连续光输出,而作为一种非线性器件,SL在受到外部扰动时也能够表现出包括稳态锁定,单周期振荡、倍周期振荡、准周期振荡以及混沌振荡等丰富的非线性动力学特性。这些非线性动力学特性具有重要的应用价值。例如,当SL处于稳态锁定态时,SL的输出线宽得到窄化,调制带宽得到提高;当SL处于单周期振荡态时,可以用它来产生高频率光生微波信号;当SL处于混沌态时,它类似噪声的波形输出能够应用到光混沌保密通信、光混沌雷达和高速物理随机数产生中。而常见的外部扰动SL的方式有外腔光反馈、光注入以及光电反馈等。其中,外腔光反馈SL由于结构相对简单,易于产生高维度混沌输出而被广泛采用。近年来,随着光纤光栅写入技术的不断发展,高性能的光纤光栅已经成为光纤通信、光纤传感以及光学精密测量等系统中不可或缺的器件。光纤布拉格光栅（Fiber Bragg grating,FBG）作为一种反射型光纤光栅,同样可以构成SL外腔,并提供分布式光反馈。目前国内外对于FBG外腔SL非线性动力学特性的研究还较为缺乏,并且仅局限于边发射分布式反馈半导体激光器。与边发射分布式反馈半导体激光器相比,垂直腔面发射激光器（Vertical-cavity surface-emitting laser,VCSEL）具有低阈值电流、高调制带宽、单纵模工作、易于大规模集成二维阵列等特点。特别地,由于VCSEL腔体具有圆柱型的对称结构以及存在较弱的各项异性,所以VCSEL的输出通常包含两个正交的激射波长不同的偏振分量,定义为x偏振分量（x-PC）和y偏振分量（y-PC）。当引入FBG作为VCSEL外腔时,由于FBG的反射具有波长选择性,可以预计FBG外腔VCSEL的非线性动力学特性和平面镜外腔VCSEL的非线性动力学特性相比势必存在较大的差异。同时当偏置电流改变时,fbg外腔vcsel所表现出的偏振动力学行为,例如偏振转换、偏振双稳,它们在光开关、光存储和光计算等领域具有重要的应用价值。此外,fbg反馈具有较强的群速度色散,能够弱化fbg外腔vcsel混沌输出的延时特征,从而获得高质量的光混沌信号。基于以上考虑,本文从理论和实验两个方面研究了光纤布拉格光栅外腔垂直腔面发射激光器的非线性动力学,偏振转换特性和混沌输出的延时特征以及利用光纤布拉格光栅外腔弱谐振腔法布里-珀罗激光器产生中心波长可调谐的宽带光混沌信号。主要的工作和研究结果如下:1.基于垂直腔面发射激光器自旋反转模型和光纤布拉格光栅耦合模理论,推导出能够合理描述fbg外腔vcsel非线性动力学和偏振转换特性的速率方程。利用四阶runge-kutta法求解该速率方程,数值模拟了fbg外腔vcsel输出的时间序列,功率谱和相图并借助它们确定了vcsel输出的动力学状态,研究了两偏振模式的偏振转换行为。结果表明,在相同反馈强度η下,fbg外腔vcsel两偏振分量可以具有不同的动力学状态。随着反馈强度η的增大,fbg外腔vcsel的输出经历稳态,单周期态,准周期态进入混沌态。通过绘制fbg外腔vcsel动力学状态在反馈强度η和fbg中心频率与vcsel中心频率的频率失谐Δf参数空间中的分布图,确定了各动力学状态的参数范围。借助计算两偏振分量的归一化输出强度研究了fbg外腔vcsel的偏振转换特性,发现了双模共存现象。2.以上述理论研究为基础,构建了fbg外腔vcsel实验系统,利用数字示波器、光谱仪和电谱分析仪对vcsel的时间序列、光谱和功率谱进行采集和分析,实验研究了fbg外腔vcsel动力学演化路径和偏振转换特性,解释了fbg外腔光反馈引起vcsel发生偏振转换的物理机制。结果表明,随着反馈强度η的增加,fbg外腔vcsel的总输出经历准周期分岔路径进入混沌,该结果与理论研究结果相符。此外,当固定偏置电流,调节光衰减器的衰减率,发现了三种典型的偏振转换路径。而固定光衰减器的衰减率,连续变化偏置电流时,可以观察到多次主导偏振模式的转换以及理论工作中发现的双模共存现象。进一步研究表明,在双模共存时fbg外腔vcsel的两个偏振模式均处于混沌态。3.根据动力学状态分布图,调节相关工作参数,使fbg外腔vcsel的输出处于混沌态,然后利用相关函数、互信息和排列熵对fbg外腔vcsel混沌输出的延时特征进行提取和量化评估,理论和实验研究了FBG外腔VCSEL外部参数对混沌输出延时特征的影响。在理论工作中,分析了反馈强度η、FBG中心频率与VCSEL中心频率的频率失谐Δf和FBG耦合系数?B对FBG外腔VCSEL混沌输出的延时特征和有效带宽的影响并与将结果与平面镜外腔VCSEL进行了对比。结果表明,FBG外腔比平面镜外腔对VCSEL混沌输出延时特征具有更好的抑制效果。通过合理地选择工作参数,可以使FBG外腔VCSEL混沌输出的延时特征小于0.1。在实验研究中,主要讨论了VCSEL的偏置电流I和反馈强度η对FBG外腔VCSEL混沌输出延时特征的影响,结合理论分析解释了FBG能够抑制VCSEL混沌输出延时特征的物理机理。通过绘制混沌延时特征在反馈强度η和偏置电流I参数空间中的分布图,确定了FBG外腔VCSEL混沌输出的延时特征被抑制的最佳参数区域,由此获得了混沌延时特征被抑制的高性能光混沌信号。4.为了满足光混沌保密通信系统对大容量、高传输速率的需求,我们结合弱谐振腔法布里-珀罗激光器（WRC-FPLD）较宽增益谱和纵模间隔较小的特点,提出利用可调FBG作为WRC-FPLD的外腔来产生中心波长可调谐的宽带光混沌信号。构建了FBG外腔WRC-FPLD实验系统并研究了反馈功率对12 nm波长范围内WRC-FPLD每个纵模输出的混沌带宽的影响。阐释了FBG外腔光反馈能够提高混沌带宽的物理机理。进一步的分析表明,通过调节FBG的中心波长并合理地选择反馈功率可以使20个WRC-FPLD的纵模分别进入混沌态,并且混沌频谱较为平坦,混沌带宽达到30 GHz。
蒋国庆[8]（2016）在《基于耦合VCSEL阵列的光束操控研究》文中指出垂直腔面发射激光器（Vertical-cavity surface-emitting lasers,VCSEL）耦合阵列具有高亮度、近衍射限制高质量光束、单一模式激射、相位锁定等特性优势,可在激光雷达、光束可操控光源、光谱传感、光逻辑处理等领域得到充分应用。本文研究耦合VCSEL阵列的光束操控,通过改变各单元的注入电流控制光束偏转,以获得激光束的高速连续高精度扫描。首先报告了耦合VCSEL阵列及光束操控的研究现状,对光束操控原理进行了研究,根据已有的研究基础进行实验方案设计,然后对设计方案模拟验证光束操控原理,改进工艺流程,最终制备出较高耦合度和较大操控角度的器件,并设计得到完整测试方案。主要研究工作总结如下:1.实验方案设计和模拟进行光束操控之前,首先要获得高光束质量,根据本课题组对耦合VCSEL阵列等已有的研究成果,确定了1×2和1×3两种阵列结构的实验方案。为更好的研究光束操控的机理,先使用COMSOL Multiphysics模拟器件中电场和热场相互耦合后的分布,然后使用FDTD Solutions分别模拟折射率、初始相位差以及不同单元大小和间距对耦合光束在远场偏转情况的影响。2.工艺制备流程由器件设计方案并结合实验室的工艺条件进行实验制备流程和光刻版图的设计,并通过实际器件制备过程中遇到的问题对实验流程进一步优化。通过引入金属纳米层作为电流扩展层,提高了可靠性,同时保证了各单元电流的分别注入。最终确定完整的一套耦合VCSEL阵列光束操控器件的制备工艺。3.测试数据分析对样品器件的近场、远场、光功率和光谱进行了系统和详细的测试。对1×2阵列的近场测试数据进行对比,发现单元间距对耦合电流的影响规律;对1×3阵列的近场测试发现耦合时注入电流低于阈值电流并且三单元耦合比两单元耦合时的注入电流更低,并对此进行了解释。然后通过光功率和光谱的测试对比相同条件下的近场和远场数据,光束操控过程中的光功率和光谱都由耦合效率影响。根据测试分析,得到一种完善耦合VCSEL阵列光束操控器件的测试方案。
熊志强[9]（2016）在《4×10G QSFP光模块的研究与测试》文中研究指明由于目前对带宽的要求越来越高,大容量光通信设备需求也愈发迫切,因此作为光通信设备关键部分的光模块自然也越来越普及,速率也越来越高。QSFP（Quad Small Form-factor Pluggable）光模块:四通道SPF（QSFP）光模块是特意针对高密度、高速率且能被热插拔的需要而诞生的。这样的QSFP光模块,它的4个通道的总数据传输的速度达到了40Gbps,位于光纤通信以太网协议中的物理媒体相关层,是进行光电和电光转换的核心部件。这种QSFP光模块能够调节成不同的传输的速度,同时能够适用于Ethernet,fiber channel和InfiniBand这些标准,较高效率地解决较短距离的数据传输。本文选用了45°FA（Fiber Array）方案的4×10Gbps QSFP光模块的方案,在此方案的基础上,就该光模块的电路的原理设计部分进行了设计和仿真,使电路设计上达到最优状态。另外,就光模块中贴片工艺和耦合工艺对整个光模块性能的影响进行了研究和分析,进而在工艺方面也使光模块的性能得到进一步提升,提高光模块的生产效率,为大批量生产QSFP光模块提供可能。最后,为了验证光模块的性能,给出了针对QSFP光模块不同测试指标的两套测试方案和平台,并根据QSFP光模块的参数指标进行了大量测试。通过测试,本光模块的的性能指标达到了IEEE 802.3ba和TM-2010协议要求。
陈建[10]（2016）在《用于PCB光互连的聚合物光波导垂直耦合器的研究》文中提出随着信息化时代的飞速发展,人们对通信传输速率、带宽等需求日益增加,而目前的电互连技术受电磁干扰、工作频率等限制已经无法满足高速信息处理和传输的要求。光互连利用光波作为信息载体,具有抗干扰性强,速度快,低能耗等优势,在高速率、高频率的系统中有更好的表现。鉴于此,对光互连的研究逐渐成为国际上的热点,国内外纷纷开始着手于芯片光互连或印刷电路板（Printed circuit board, PCB）光互连研究。本文以聚合物为光波导材料,以实现PCB光互连垂直耦合为目的,研究了用于PCB光互连的聚合物光波导垂直耦合器的设计、制作以及相关光功率测试技术。本文研究成果和主要内容如下：（1）分析了不同结构垂直耦合器的优缺点,选取带全内反射镜结构的垂直耦合器为研究目标,介绍了广泛应用于光互连中的垂直腔面激光器和耦合器的基本结构——矩形波导的分析方法,并对耦合器的全内反射镜结构进行了理论分析和建模仿真,模拟了不同角度的全内反射镜对器件耦合效率的影响,为实验工作的开展起了指导作用。（2）研究了Epoclad和Epocore制作大尺寸矩形波导的工艺参数,分析带全内反射镜结构的垂直耦合器制作工艺,设计出一种带保护膜的浸入液体中紫外曝光的方法,该方法简单、廉价、可与PCB技术完全兼容；然后利用此方法成功制作出四种带不同角度全内反射镜的垂直耦合器,所制作的器件结构清晰,端面平整。（3）搭建高精度光学测试平台,建立测试流程,利用截短法对制作完成的矩形波导进行了传输损耗测试,测出其在850 nm处的损耗为0.218 dB/cm；并对不同角度的垂直耦合器进行了耦合效率测试,测出角度为44.7°时耦合效率最大,达到62.5%,分析得出系统在3 dB损耗以内能容忍的角度范围为42°到48°之间；对于2 cm长的矩形波导,整个器件损耗为2.48 dB。（4）为提高全内反射镜端面反射率,增大器件的耦合效率,本文分析了镀膜理论与工艺,并对器件进行了铝膜的镀制与测试。
二、VCSEL技术与并行光互联（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、VCSEL技术与并行光互联（论文提纲范文）
（1）高速850/980 nm垂直腔面发射激光器的研究进展（论文提纲范文）
| 1 前言 |
| 2 VCSEL的器件结构 |
| 3 高速VCSEL的理论设计 |
| 3.1 驰豫振荡频率对VCSEL高速性能的影响 |
| 3.2 寄生参数对VCSEL高速性能的影响 |
| 4 VCSEL高速传输性能的研究进展 |
| 4.1 850 nm波段VCSEL的研究进展 |
| 4.2 980 nm波段VCSEL的研究进展 |
| 5 结语 |
（2）垂直腔面发射激光器的混沌同步恢复时间研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 混沌同步恢复时间研究现状 |
| 1.3 垂直腔面发射激光器的特性 |
| 1.4 垂直腔面发射激光器混沌产生及其同步 |
| 1.4.1 混沌产生 |
| 1.4.2 主从耦合混沌同步 |
| 1.4.3 共驱非耦合混沌同步 |
| 1.5 本文研究内容及论文结构 |
| 第2章 主从耦合结构的混沌同步恢复时间 |
| 2.1 自旋反转模型 |
| 2.2 单向开环光注入混沌同步 |
| 2.2.1 理论模型 |
| 2.2.2 混沌同步 |
| 2.3 混沌同步恢复时间 |
| 2.3.1 同步恢复时间研究方法 |
| 2.3.2 参数影响 |
| 2.4 弛豫振荡周期 |
| 2.5 注入锁定时间 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 共驱非耦合结构的混沌同步恢复时间 |
| 3.1 理论模型 |
| 3.2 共同信号驱动混沌同步 |
| 3.3 相位调制实现混沌状态切换 |
| 3.4 混沌同步恢复时间 |
| 3.4.1 同步恢复时间研究方法 |
| 3.4.2 参数影响 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 结论 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）940nm垂直腔面发射激光器的设计制备及静电损毁研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 垂直腔面发射激光器概述 |
| 1.1.1 垂直腔面发射激光器的基本结构 |
| 1.1.2 垂直腔面发射激光器的应用 |
| 1.2 垂直腔面发射激光器的研究现状 |
| 1.2.1 垂直腔面发射激光器阵列的研究现状 |
| 1.2.2 940nm半导体激光器的研究现状 |
| 1.3 半导体激光器的静电特性 |
| 1.3.1 静电的产生 |
| 1.3.2 静电对半导体激光器的影响 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 第2章 940nm垂直腔面发射激光器的设计模拟 |
| 2.1 垂直腔面发射激光器的基本理论 |
| 2.1.1 垂直腔面发射激光器反射镜设计 |
| 2.1.2 垂直腔面发射激光器的量子阱设计 |
| 2.1.3 垂直腔面发射激光器的谐振腔特性 |
| 2.2 940nm垂直腔面发射激光器的仿真模拟 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 940nm垂直腔面发射激光器的制备与测试 |
| 3.1 垂直腔面发射激光器的制备工艺流程 |
| 3.2 垂直腔面发射激光器的测试 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 940nm垂直腔面发射激光器静电打击实验 |
| 4.1 静电放电(ESD)失效模式 |
| 4.2 静电放电失效机理 |
| 4.3 垂直腔面发射激光器静电打击实验 |
| 4.3.1 静电打击器件封装 |
| 4.3.2 静电打击测试 |
| 4.4 940nm垂直腔面发射激光器静电打击测试分析 |
| 4.4.1 垂直腔面发射激光器正向静电打击实验 |
| 4.4.2 垂直腔面发射激光器反向静电打击实验 |
| 4.5 垂直腔面发射激光器静电放电失效分析 |
| 4.5.1 显微观察器件表面 |
| 4.5.2 器件失效分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 垂直腔面发射激光器改进 |
| 5.1 垂直腔面发射激光器模拟 |
| 5.2 静电防护改进措施 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文和申请专利情况 |
| 致谢 |
（4）少模垂直腔面发射激光器及优化台面排布的面发射激光阵列的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 VCSEL简介 |
| 1.1.1 VCSEL的基本结构 |
| 1.1.2 VCSEL的优点与基本特性 |
| 1.2 VCSEL的应用成果及研究进展 |
| 1.2.1 VCSEL在光通讯上的应用研究 |
| 1.2.2 VCSEL在医疗成像中的应用 |
| 1.2.3 GaN蓝光VCSEL |
| 1.2.4 VCSEL阵列的应用研究 |
| 1.3 少模VCSEL的研究背景及意义 |
| 1.3.1 模式复用技术 |
| 1.3.2 VCSEL在复用技术中的应用 |
| 1.4 优化VCSEL阵列的研究背景及意义 |
| 1.5 本论文的研究工作 |
| 第2章 VCSEL的模式特性及热特性 |
| 2.1 VCSEL的模式特性 |
| 2.1.1 VCSEL的纵模 |
| 2.1.2 VCSEL的横模特性 |
| 2.1.3 VCSEL横模与纵模的关系 |
| 2.1.4 VCSEL模式的偏振特性 |
| 2.2 VCSEL的热特性 |
| 2.2.1 VCSEL的产热机制 |
| 2.2.2 COMSOL热电耦合计算 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 少模VCSEL的研究 |
| 3.1 少模VCSEL的器件结构设计 |
| 3.1.1 台面分割对VCSEL电流密度分布的影响 |
| 3.1.2 激射区及其横模特性 |
| 3.2 少模VCSEL的工艺制备 |
| 3.3 少模VCSEL的性能测试 |
| 3.3.1 VCSEL的测试方法简介 |
| 3.3.2 双模VCSEL的性能测试 |
| 3.3.3 三模VCSEL的性能测试 |
| 3.3.4 四模VCSEL的性能测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 优化VCSEL阵列的研究 |
| 4.1 980 nm底发射4×4方形VCSEL阵列的优化 |
| 4.1.1 COMSOL热电耦合模型[154] |
| 4.1.2 980 nm底发射VCSEL阵列器件制备 |
| 4.1.3 优化阵列与普通阵列的性能对比 |
| 4.2 808 nm顶发射圆形VCSEL阵列的优化 |
| 4.2.1 优化理论及算法 |
| 4.2.2 808 nm顶发射阵列的制备 |
| 4.2.3 808 nm顶发射VCSEL阵列的测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）高速抗辐照VCSEL驱动芯片设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文内容及结构 |
| 第二章 VCSEL及其驱动器的理论基础 |
| 2.1 半导体光源器件 |
| 2.1.1 发光二极管 |
| 2.1.2 激光二极管 |
| 2.1.3 特殊结构激光器 |
| 2.2 VCSEL的结构与原理 |
| 2.2.1 VCSEL的结构与原理 |
| 2.2.2 VCSEL的小信号模型 |
| 2.2.3 激光器的调制方式 |
| 2.3 VCSEL的驱动 |
| 2.3.1 驱动器的工作原理 |
| 2.3.2 驱动器的性能 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 VCSEL驱动芯片设计 |
| 3.1 工艺介绍 |
| 3.2 驱动芯片结构设计 |
| 3.3 输入匹配电路 |
| 3.4 主放大电路 |
| 3.4.1 差分放大器 |
| 3.4.2 级联放大器 |
| 3.4.3 电感峰化技术 |
| 3.5 输出级设计 |
| 3.6 VCSEL直流偏置电路 |
| 3.7 控制电路设计 |
| 3.7.1 8 bit DAC |
| 3.7.2 带隙基准源 |
| 3.7.3 缓冲器设计 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 驱动器的前仿真 |
| 4.1 仿真电路设计 |
| 4.2 驱动器仿真结果及分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 版图设计 |
| 5.1 版图设计 |
| 5.1.1 匹配 |
| 5.1.2 寄生效应 |
| 5.2 整体布局及版图设计 |
| 5.2.1 VCSEL驱动芯片整体布局 |
| 5.2.2 主放大电路版图设计 |
| 5.3 后仿真结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）基于VCSELs的光混沌应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 混沌 |
| 1.3 光混沌及其同步理论 |
| 1.3.1 激光器与光混沌 |
| 1.3.2 光混沌同步 |
| 1.4 垂直腔面发射激光器（VCSEL）的优势与应用 |
| 1.5 本文的研究内容及意义 |
| 第二章 VCSEL的结构特性及理论模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 VCSEL的结构及基本特性 |
| 2.3 描述VCSEL的动力学模型 |
| 2.3.1 描述EEL的理论模型 |
| 2.3.2 扩展的Lang-Kobayashi（L-K）理论模型 |
| 2.3.3 自旋反转模型（SFM） |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于VCSELs的光混沌保密通信 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统模型与方法 |
| 3.3 数值仿真与不同VCSELs的特性 |
| 3.4 光混沌保密通信 |
| 3.4.1 含参数失配的光混沌通信 |
| 3.4.2 长距离多通道双向光混沌通信 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于VCSELs的光混沌图像加密及传输 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统模型与理论基础 |
| 4.2.1 模型中不同VCSELs的速率方程 |
| 4.2.2 置乱过程 |
| 4.2.3 扩散过程 |
| 4.2.4 加密流程 |
| 4.3 数值仿真与讨论 |
| 4.3.1 不同VCSELs的混沌状态 |
| 4.3.2 密钥的生成 |
| 4.3.3 混沌同步 |
| 4.3.4 图像加密及传输过程 |
| 4.4 安全性分析 |
| 4.4.1 密钥空间分析 |
| 4.4.2 密钥敏感性分析 |
| 4.4.3 统计分析 |
| 4.4.4 微分分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间已发表的学术论文 |
| 攻读硕士期间参加的科研项目 |
（7）光纤布拉格光栅外腔半导体激光器的非线性动力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景 |
| 1.1.1 半导体激光器的发展历程 |
| 1.1.2 光纤光栅的发展历程、分类及应用 |
| 1.2 外腔光反馈半导体激光器非线性动力学及混沌延时特征的研究进展 |
| 1.3 论文的研究意义 |
| 1.4 论文的主要工作 |
| 第2章 理论模型和相关计算方法 |
| 2.1 光纤布拉格光栅的理论模型和分析方法 |
| 2.1.1 光纤布拉格光栅的耦合模理论 |
| 2.1.2 非均匀光纤布拉格光栅的双模耦合理论 |
| 2.1.3 光纤光栅的其他分析方法 |
| 2.2 半导体激光器理论模型和数值算法 |
| 2.2.1 边发射半导体激光器速率方程模型 |
| 2.2.2 垂直腔面发射激光器速率方程模型 |
| 2.2.3 Runge-Kutta算法 |
| 第3章 FBG外腔VCSEL非线性动力学及偏振转换特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论模型 |
| 3.3 仿真结果分析 |
| 3.4 实验装置 |
| 3.5 实验结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 FBG外腔VCSEL混沌输出的延时特征研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 混沌输出的延时特征识别方法 |
| 4.2.1 相关系数与相关函数 |
| 4.2.2 排列熵 |
| 4.2.3 互信息 |
| 4.3 FBG外腔VCSEL混沌输出的延时特征理论分析 |
| 4.3.1 速率方程模型 |
| 4.3.2 仿真结果分析 |
| 4.4 FBG外腔VCSEL混沌输出延时特征实验研究 |
| 4.4.1 实验装置 |
| 4.4.2 实验结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 FBG外腔WRC-FPLD产生中心波长可调谐的宽带混沌信号 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验装置 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 研究总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间工作情况 |
（8）基于耦合VCSEL阵列的光束操控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 耦合垂直腔面发射激光器阵列光束操控 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本文结构 |
| 第2章 光束操控实验设计方案 |
| 2.1 结构及参数设计方案 |
| 2.1.1 1×2 阵列设计 |
| 2.1.2 1×3 阵列设计 |
| 2.2 设计方案模拟分析 |
| 2.2.1 COMSOL模拟电流及温度分布 |
| 2.2.2 FDTD模拟耦合阵列 |
| 2.2.3 FDTD模拟单元折射率对耦合阵列光束操控的影响 |
| 2.2.4 FDTD模拟单元相位对耦合阵列光束操控的影响 |
| 2.3 实验版图设计 |
| 2.3.1 整体版图 |
| 2.3.2 细节版图 |
| 2.4 工艺流程设计 |
| 2.4.1 质子注入掩膜制备 |
| 2.4.2 质子注入技术 |
| 2.4.3 正电极及纳米金属层制备 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 器件制备过程 |
| 3.1 制备过程 |
| 3.2 制备过程中的关键工艺 |
| 3.2.1 光刻工艺 |
| 3.2.2 ICP刻蚀 |
| 3.2.3 质子注入 |
| 3.2.4 快速退火 |
| 3.3 制备工艺中的难点问题分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 测试与分析 |
| 4.1 测试平台 |
| 4.2 近场测试分析 |
| 4.2.1 1×2 阵列近场测试 |
| 4.2.2 1×3 阵列近场测试 |
| 4.2.3 近场测试小结分析 |
| 4.3 远场测试分析 |
| 4.3.1 1×2 阵列远场测试 |
| 4.3.2 1×3 阵列远场测试 |
| 4.4 光功率和光谱测试分析 |
| 4.4.1 1×2 阵列 |
| 4.4.2 1×3 阵列 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（9）4×10G QSFP光模块的研究与测试（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 课题主要研究内容说明 |
| 2 QSFP光模块的总体设计 |
| 2.1 QSFP光模块的工作原理和组成 |
| 2.2 光发射部分方案设计 |
| 2.3 光接收部分方案设计 |
| 2.4 光纤阵列及耦合部分方案设计 |
| 3 光模块原理图设计与仿真 |
| 3.1 电路接口仿真 |
| 3.2 主控制芯片设计与仿真 |
| 3.3 发射端与接收端仿真 |
| 4 耦合效率分析 |
| 4.1 贴片装置对耦合效率的影响 |
| 4.2 耦合装置对耦合效率的影响 |
| 5 光模块的性能测试与分析 |
| 5.1 测试基本指标及相关标准 |
| 5.2 系统测试平台搭建 |
| 5.3 发射端测试与分析 |
| 5.4 眼图测试与分析 |
| 5.5 接收灵敏度测试与分析 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（10）用于PCB光互连的聚合物光波导垂直耦合器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光互连 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 光互连的分类 |
| 1.2 垂直耦合器的研究意义 |
| 1.3 国内外研究进展 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 聚合物光波导垂直耦合器的理论基础 |
| 2.1 矩形光波导理论 |
| 2.1.1 马卡梯里方法 |
| 2.1.2 有效折射率法 |
| 2.2 垂直腔体表面发射激光器 |
| 2.3 反射膜理论 |
| 2.3.1 金属反射膜 |
| 2.3.2 介质反射膜 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 聚合物光波导垂直耦合器的参数计算和仿真分析 |
| 3.1 耦合器的理论分析 |
| 3.1.1 参数设定 |
| 3.1.2 耦合效率的理论计算 |
| 3.2 耦合器的仿真分析 |
| 3.2.1 ZEMAX软件介绍 |
| 3.2.2 系统仿真 |
| 3.3 仿真对比分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 聚合物光波导垂直耦合器的工艺制作 |
| 4.1 聚合物光波导制作的基本实验步骤 |
| 4.2 掩膜版的设计 |
| 4.3 矩形波导的制作 |
| 4.3.1 波导下包层的制备 |
| 4.3.2 波导芯层的制作和图案的形成 |
| 4.4 光波导垂直耦合器的制作 |
| 4.4.1 制作方法设计 |
| 4.4.2 耦合器的制作 |
| 4.5 耦合器反射膜的镀制 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 聚合物光波导垂直耦合器的性能测试 |
| 5.1 矩形波导功率测试 |
| 5.1.1 通光测试 |
| 5.1.2 矩形波导传输损耗测试 |
| 5.2 垂直耦合器的耦合效率测试 |
| 5.3 垂直耦合器镀膜测试 |
| 5.3.1 铝膜反射率测试 |
| 5.3.2 镀膜耦合效率测试及后续工作 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、VCSEL技术与并行光互联（论文参考文献）
- [1]高速850/980 nm垂直腔面发射激光器的研究进展[J]. 邢茹萍,马淑芳,单恒升,刘青明,侯艳艳,黄佳瑶,许并社. 中国材料进展, 2021(04)
- [2]垂直腔面发射激光器的混沌同步恢复时间研究[D]. 吴梅. 太原理工大学, 2020(07)
- [3]940nm垂直腔面发射激光器的设计制备及静电损毁研究[D]. 程瑾. 北京工业大学, 2020(06)
- [4]少模垂直腔面发射激光器及优化台面排布的面发射激光阵列的研究[D]. 钟础宇. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2018(10)
- [5]高速抗辐照VCSEL驱动芯片设计[D]. 潘彦君. 华中师范大学, 2017(02)
- [6]基于VCSELs的光混沌应用研究[D]. 李加超. 西南大学, 2017(02)
- [7]光纤布拉格光栅外腔半导体激光器的非线性动力学特性研究[D]. 钟祝强. 西南大学, 2017(10)
- [8]基于耦合VCSEL阵列的光束操控研究[D]. 蒋国庆. 北京工业大学, 2016(03)
- [9]4×10G QSFP光模块的研究与测试[D]. 熊志强. 华中科技大学, 2016(01)
- [10]用于PCB光互连的聚合物光波导垂直耦合器的研究[D]. 陈建. 电子科技大学, 2016(02)