臺灣博碩士論文加值系統

本篇論文提出4x10 Gbps 高速傳輸之主動光纜(Active optical cable)的研究，使用Iptronics的4x12 Gbps面射型雷射驅動IC以及4x12 Gbps轉阻放大器搭配ULM(Philip)的四顆獨立的面射型雷射及感光二極體，在矽光學平台(silicon optical bench)上， 構成一微型化的光電轉換模組，在兩種不同結構下的傳輸眼圖(eye diagram)特性的比較以及改善。在結構A時(環隆科技已取得美國專利，專利公開號2011.0052202)，由於在此結構下面射型雷射及感光二極體先覆晶在矽基座次模組上之後，再將其翻轉使其正對光纖發射/接收，如此雖光接收強度較強但卻導致面射型雷射驅動IC(轉阻放大器)到面射型雷射(感光二極體)打線長度較長，其特性在10Gbps的情形下的eye diagram明顯無法達到期望的結果，在結構B時(環隆科技專利申請中)，面射型雷射以及感光二極體覆晶在B結構的矽基座底座上並與覆晶在PCB上的面射型雷射驅動IC(轉阻放大器)位於相同的平面,如此一來打線的長度縮短很多，實驗證明打線的長度太長在高速時眼圖特性變差。

This main purpose of thesis is to realize 4x10 Gbps high-speed transmission AOC(Active Optical Cable),with components Iptronics’ 4x12 Gbps VCSEL driver IC and 4x12 Gbps Transimpedance amplifier to integrate Philip’s four independent VCSELs and photodiodes. These components were integrated on a SiOB(Silicon Optical Bench) to constitute a miniaturization of the photoelectric conversion module, the transmission characteristics of two different structure comparison and improvement. In the structure A (Structure A has been made in the United States patent, patent disclosure No. 2011.0052202),VCSEL/Photodiode was die bonded on the SiOB submount in advance then flip it to face multimode fiber directly so that the photodiode could receive more optical power but lead to the wire bond length longer from VCSEL to VCSEL deriver IC, it caused the characteristics in the case 10Gbps eye diagram, jitter, BER could not archive the desired result. In the structure B(Structure B technology patent applications), VCSEL/Photodiode was die bonded on the SiOB base of Structure B and form a common plane with die bonded VCSEL Driver IC/Transimpedance amplifier of PCB, such as a result the length of wire bond to more shorten, we proof that the length too long of the wire bond will cause characteristic deterioration at high speed transmission.

目錄
致謝 i
中文摘要 ii
英文摘要 iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 x

第一章 緒論 1
1.1研究背景 1
1.2 研究動機與目的 3
1.3 論文架構 6
第二章 4x10 Gbps 光收(發)模組系統架構、使用元件介紹及矽光學平台製作 7
2.1光收(發)模組系統設計架構 7
2.2 使用元件 8
2.2.1面射型雷射Vertical Cavity Surface-Emitting Laser 8
2.2.2 PHILIPS的ULM850-10-TT-N0101S面射型雷射 10
2.2.3雷射驅動IC原理 12
2.2.4 IPTRONICS 的面射型雷射驅動IC IPVD12G011 14
2.2.5感光二極體Photo Diode 17
2.2.6 PHILIPS的PIN-ULM-10-TT感光二極體 18
2.2.7轉阻放大器 Transimpedance Amplifier原理 19
2.2.8 IPTRONICS 的轉阻放大器IPTA12G011 20
2.2.9高速矽光學平台 24
2.2.9.1矽光學平台的製作流程 24
2.2.9.2 矽光學平台製作過程示意圖 27
第三章 結構A矽光學平台的製作及光學特性與電特性眼圖的量測 29
3.1結構A之矽光學平台光學特性設計 29
3.2結構A之矽光學平台光機電封裝製作 32
3.3結構A之矽光學平台光光學特性量測 34
3.3.1 結構A之面射型雷射與光纖耦合之X-Y-Z三軸量測 34
3.3.2 結構A之感光二極體與光纖耦合之X-Y-Z三軸量測 36
3.3.3 結構A之兩相鄰光路之crosstalk量測 37
3.3.4 結構A之矽光學平台光收(發)模組眼圖量測 40
第四章 結構B矽光學平台的製作及光學特性與電特性眼圖的量測 46
4.1結構B之矽光學平台光學特性設計 46
4.2結構B之矽光學平台光機電封裝製作 47
4.3結構B之矽光學平台光光學特性量測 48
4.3.1 結構B 之光損耗量測 48
4.3.2結構B兩相鄰光路之crosstalk量測 49
4.3.3 結構B之矽光學平台光收(發)模組眼圖量測 52
第五章 結論與展望 54
參考文獻 57

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