【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過(guò)的材料。均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。究所取得的研究成果。文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人授權(quán)大學(xué)可以將本。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。緊急情況下能自動(dòng)剎車防止汽車之間的相撞。鳴器到由頻率控制聲音的急促報(bào)警到進(jìn)一步的可視的智能化防撞報(bào)警系統(tǒng)。安全警報(bào)距離時(shí)能發(fā)出聲音報(bào)警。不同的超聲波傳感器進(jìn)行測(cè)距，能夠有效的提高報(bào)警的穩(wěn)定性。內(nèi)發(fā)出不同的頻率報(bào)警信號(hào)，駕駛員還可以根據(jù)個(gè)人需要調(diào)整設(shè)置報(bào)警距離。重點(diǎn)介紹了AT89C51來(lái)實(shí)現(xiàn)的方案。對(duì)控制器，超聲波發(fā)射電路，超聲波接收電路，高低頻報(bào)警電路，LED顯示電路等模塊，以及運(yùn)用單片機(jī)的I/O口如何具體的控制作了一定的說(shuō)明。的要求,且成本較低、有良好的性價(jià)比。

　　

【正文】 光學(xué)和光子精英研究院（ OPERA），仁川的仁荷大學(xué)是 402751，韓國(guó)學(xué)校信息與通訊工程，工程學(xué)院，仁荷大學(xué)，仁川 402751 韓國(guó)中央大學(xué)電氣工程系，首爾是 156756，韓國(guó)在 20xx 年 2 月 17 日可以在線。 摘要 我們報(bào)告的聚合物制造的 的 4 通道光學(xué)互連微型光學(xué)印刷電路板模塊（ O 型 PCB）的應(yīng)用程序，光波導(dǎo)陣列用于從垂直表面的光傳輸發(fā)射激光器（ VCSEL）的光電二極管（ PD）的陣列和內(nèi)置的 45 176。波導(dǎo)鏡使用垂直耦 合。光波導(dǎo)陣列和 45 176。鏡紫外壓印是工藝制造的一步。我們通過(guò)微連接方法制造的微型 VCSEL 方法， VCSEL 的角度從輻射 18 176。減少到輻射 15 176。是為了更好的光耦合。我們使用焊球陣列和針在 O 印刷電路板上并且電氣板對(duì)齊低于 10 微米的 X， Y， Z 軸配板。虛構(gòu)的光互連傳輸模塊在 速率下每通道的數(shù)據(jù)。 關(guān)鍵詞：光互連 。光子集成電路，微加工，紫外壓印 大綱 導(dǎo)言 波導(dǎo)陣列的制備和 45 176。鏡 顯微鏡的 VCSEL 被動(dòng)對(duì)準(zhǔn) 光互連模塊 結(jié)論 相關(guān)內(nèi)容 在隨著微處理器和輸入輸出 （ I/O）的設(shè)備進(jìn)步，對(duì)高帶寬的需求也迅速增長(zhǎng)。高速互連所要求的新一代高的 IO 數(shù)據(jù)容量增加互連，因?yàn)榻裉斓?IO 互連遭受帶寬瓶頸的是在IO 接口。許多人試圖增加互連帶寬的 IO 出現(xiàn)在 [1]。這些嘗試擴(kuò)大更多的電氣互連帶寬的方式是 難以解決的根本問(wèn)題是對(duì)所面臨的每通道的數(shù)據(jù)的能力吉電性能的限制 。 電氣互連千兆制度計(jì)劃的實(shí)行將滿足相關(guān)的電互連特性瓶頸，包括物質(zhì)的性質(zhì)，歪斜，抖動(dòng)， EMI 和電消耗。為了提高電互連的特性，有許多在信號(hào)處理技術(shù)上的努力，如預(yù)加重，均衡，多層次的信號(hào)和編碼，確定性抖動(dòng)需要保持帶寬方面的進(jìn)展跟蹤 ， [2]， [3]和 [4 ]。光學(xué)互連作為一種替代辦法來(lái)解決這些問(wèn)題的潛力，光互連比電氣互連擁有很多優(yōu)勢(shì)，如高頻率，高帶寬，重量輕，對(duì) EMI 的免疫，低歪曲率，低抖動(dòng)，不需要地線，便于阻抗匹配等。 波導(dǎo)陣列的制備和 45 176。鏡 為了實(shí)現(xiàn)光互連模在 O印刷電路板的應(yīng)用，各種光子器件像光源，探測(cè)器陣列和波 導(dǎo)陣列是需要的。波導(dǎo)對(duì)于光源和多矩陣探測(cè)器照片都是相互關(guān)聯(lián)的。 45 176。波導(dǎo)鏡用于互聯(lián) VCSEL 陣列波導(dǎo)陣列 /波導(dǎo)陣列 /光探測(cè)器陣列。一旦 O 印刷電路板被設(shè)計(jì)和制作，它必須和現(xiàn)有的電力線路一起，如駕駛微型激光器和微 型探測(cè)器電路。因此我們需要實(shí)現(xiàn)光互連模塊的微加工技術(shù)。 我們進(jìn)行了微型光互連模塊制造，其中包括設(shè)計(jì)和制造的波導(dǎo)，耦合模式和被動(dòng)的調(diào)整。為此我們著眼于以下問(wèn)題：一個(gè)是波導(dǎo)陣列并行制造和 45 176。鏡，減少加工步驟、低成本生產(chǎn)。另一種是一種方法，以改善 VCSEL 陣列之間的耦合效率波導(dǎo)陣列 /波導(dǎo)陣列光探測(cè)器陣列，包括之間的光互連模塊的不同部分被動(dòng)調(diào)整的方法。本文演示了光互連微加工單元，用于印刷電路板的光學(xué)實(shí)現(xiàn)使用（ O 型印刷電路板） [7]和 [8]。 要使用作為波導(dǎo)材料的聚合物，壓花技術(shù)被使用是因?yàn)樗闹圃旃に囅鄬?duì)簡(jiǎn)單。 我們是制造紫外壓印聚合物光波導(dǎo)，涉及模具制造和副本。紫外光固化聚合物用作波導(dǎo)和硅模具材料是用于形成波導(dǎo)模式。之間的 VCSEL 陣列和波導(dǎo)陣列和縱向耦合波導(dǎo)之間的數(shù)組和局部放電陣列，我們不得不利用每個(gè)波導(dǎo)鏡面的尾部。為了實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程，波導(dǎo) 45 176。模具裝備是面臨形成所必需的一個(gè)步驟，制造垂直耦合結(jié)構(gòu)是在每個(gè)模具底部。我們提出了 12 頻道硅波導(dǎo)模具，它在波導(dǎo)兩端各有 45 176。鏡面。波導(dǎo)的尺寸為 50 微米寬， 50 微米的高度和波導(dǎo)布局間距為 250 微米，長(zhǎng)度為 7 厘米。有了這個(gè)模具，我們進(jìn)行紫外壓印使嵌入式波導(dǎo)。編造一個(gè) 12 通道 硅波導(dǎo)模，我們用 KOH蝕刻硅襯底飽和異丙醇兩個(gè)步驟解決方案：首先是彌補(bǔ)波導(dǎo)垂直耦合路徑，另一個(gè)是為彌補(bǔ)制造 45 176。坡度的鏡面。首先，金屬面具圖案的硅襯底上，硅是用 KOH垂直蝕刻形成波導(dǎo)金屬面具圖案的硅基底上。下一步形成 45 度的斜坡， SiO2 薄膜圖案在波導(dǎo)方式上增長(zhǎng)。圖案被波導(dǎo)結(jié)構(gòu)仿造和在波導(dǎo)的兩端被蝕刻用 KOH 異丙醇溶液飽和，形成 45 度的斜坡。二氧化硅被剝離后，硅的模具制造 45 176。鏡配備進(jìn)程完成。 我們用紫外壓花預(yù)制磨具硅制造 12 路嵌入式紫外波導(dǎo)陣列。波導(dǎo)制造過(guò)程如圖 1。紫外光固化聚合物，這是作為包層 的指數(shù)，為 波長(zhǎng) 850 納米層，是在一個(gè)透明的基板空洞腔下降，例如硅橡膠模板。在硅片上按下模具模板的紫外線燈照射。模具硅和金屬膜分離是在 45 度斜坡，提高了耦合效率。然后核心聚合物下降，一個(gè)平面基板上覆蓋和芯材。紫外線與固化聚合物折射率 在波長(zhǎng)為 850 nm。在紫外燈照射一次，經(jīng)過(guò)上下模板分離，我們可以在 45 176。鏡面的內(nèi)置聚合物光波導(dǎo)完成數(shù)組在每個(gè)波導(dǎo)結(jié)束。 Microlensed VCSEL 方法之一瞄準(zhǔn)從 VCSEL 陣列光的波導(dǎo)使用的微透鏡，是 [9]和 [10]。這種方法提供了一個(gè)在耦合效率和 一致性公差調(diào)整。在聚合物滴體積編造這些鏡頭是大約數(shù)萬(wàn)不等。我們能夠控制通過(guò)控制聚合物的下降數(shù)額和通過(guò)控制材料粘度大小的微型鏡頭。紫外光固化聚合物用于 inkjetting，其粘度和折射率是在 850 納米 300 CPS 和 波長(zhǎng)。所示之一microlensed VCSEL陣列和 microlensed 的 VCSEL具有由對(duì) VCSE孔徑 inkjetting 方法形成了微透鏡。紫外光固化樹(shù)脂 Inkjetting 上的 VCSEL，鏡片材料是一致的自動(dòng)光圈的 VCSEL。其中從 microlensed VCSEL 陣列輸出功率來(lái)衡量他們的分歧。在從的 VCSEL 激光發(fā)散角顯示成為使用的影響，從狹義的 VCSEL 光透 鏡 。由于透鏡，從 VCSEL 高階模式鎮(zhèn)壓腔 效應(yīng)（ 10）。從排放的 VCSEL 腔輸出反射回來(lái)的微透鏡層是根據(jù)的 VCSEL 腔。在此過(guò)程中，發(fā)散角的 VCSEL 減少。在這種情況下，在下降的 VCSEL 發(fā)散角從 18 176。到 15 176。后形成微透鏡。我們進(jìn)行模擬對(duì)耦合效率之間的 VCSEL 研究，通過(guò)使用射線跟蹤法波導(dǎo)。作為發(fā)散角的 VCSEL 投入了計(jì)算，在與 微透鏡的 VCSEL 耦合效率被發(fā)現(xiàn) 分貝是 分貝。其中優(yōu)于的 VCSEL，沒(méi)有為 分貝微透鏡。這里的波導(dǎo)尺寸為 50 微米寬， 50 微米高，長(zhǎng) 7 厘米。折射率核心和包層的 和 ，分別在波長(zhǎng)為 850 nm。之間的 VCSEL和波導(dǎo)的距離為 100 微 4。被動(dòng)對(duì)準(zhǔn) 焊料球陣列和針陣列放置在以結(jié)合的 O 型印刷電路板和高精度電子板。精密對(duì)齊焊在直徑為 450 微米球陣列，它用于熱附加到芯片模塊，如圖所示 3。在焊球陣列可用于垂直之間的主要 O 型 PCB和子板對(duì)準(zhǔn)在 10 微米以下的不匹配。錫球的大小為 500 微米，平均為 177。 5 微米標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤。 針陣列兩種類型的使用，一個(gè)與直徑為 1 毫米陣列的對(duì)齊，另一個(gè)是與直徑 200 微米電氣互連。 1 毫米針陣列用于主體之間的 O 型印刷電路板和子板側(cè)線。由于阻抗的匹配，電氣互連針陣列是有限的。類似焊球陣列的針陣列對(duì)準(zhǔn)，大約有 10 微米，是取決于針直徑的變化。針的尺寸為 1 毫米，平均有 10 微米的標(biāo)準(zhǔn)誤差。我們進(jìn)行了射線跟蹤模擬之間存在的的 VCSEL 波導(dǎo)對(duì)和波導(dǎo)光探測(cè)器對(duì)耦合效率的研究。隨著偏差的變異 x， y 和 z軸，我們計(jì)算的耦合效率，如圖所示。 4。從我們得到的計(jì)算之內(nèi)二點(diǎn)三 ○分貝的有 10個(gè)一樣大的 X Z 軸和 Y軸，分別微米位置誤差最壞、總耦合損耗的情況。例如，當(dāng)位置偏差是在 x Z 軸和 Y軸 10 微米之間的 VCSEL，耦合損耗波導(dǎo)是一點(diǎn)五九分貝和之間的VCSEL 耦合損耗波導(dǎo)是 分貝。從以前的結(jié)果，可以達(dá)到與焊球陣列和針陣列對(duì)齊方式，可以使主體之間的 O 型印刷電路板和次板契合約 10 微米，在 X Z 軸和 Y軸上。在這里波導(dǎo)的尺寸為 50 微米寬， 50 微米的高度。核心的折射率與包層的折射率是 和，波長(zhǎng)為 850 nm。 Y軸上波導(dǎo)和 VCSEL 的距離是 100 微米。 5。光互連模塊 我們展示了光互連模塊 組裝的 O 使用印刷電路板，它有 4 個(gè) 的通道。光互連模塊，其中包括電 /光（電 /光）轉(zhuǎn)換裝置，它被附加到 O 型印刷電路板的焊接球。焊料球鍵設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)之間的結(jié)構(gòu)和電路高精度一致。 O 型印刷電路板原型由主體的O PCB電氣和兩個(gè)子板組成。主要的 O 型印刷電路板的嵌入式波導(dǎo)是這個(gè)光互連中的。兩個(gè)分板用于電子對(duì)光學(xué)（電 /光）或光纖到電（光 /電）轉(zhuǎn)換。在 VCSEL 陣列和放電陣列結(jié)合到互連波導(dǎo)的分板底部。該驅(qū)動(dòng)電路放置在對(duì)面的 VCSEL 陣列和 PD 陣列。在電源，地及其他電器控制信號(hào)都是通過(guò)引腳提供網(wǎng)格。主要 的 O 型的 PCB放置在 E 內(nèi) 70毫米 10毫米的矩形區(qū)域，在中心的電子印刷電路板，如圖所示 5。整體平面尺寸的 O PCB是 200 毫米 80 毫米，厚度為 1 毫米。波導(dǎo)的紫外壓印包括 45 176。垂直耦合鏡并與紫外線膠、環(huán)氧樹(shù)脂插入電子電路板。該小組包括 VCSEL 陣列板 /放電陣列的設(shè)計(jì)和制造采用傳統(tǒng)的微帶線的分析 。 我們最終評(píng)價(jià)了光互連模塊的質(zhì)量。首先我們測(cè)試用 45 176。鏡面波導(dǎo)陣列。波導(dǎo)的全部 損失包括傳輸損耗，耦合損失， 45 176。鏡的損失和插入損耗。一個(gè) 7 厘米長(zhǎng)波導(dǎo)平均總損失 分貝，他們的變化是在 1 分貝。最壞的 情況是在 12 個(gè)通道總損失為 分貝。為了顯示數(shù)據(jù)傳輸性能，我們利用光互連模塊排列顯示。一個(gè) 的 PRBS 模式是把通過(guò)引腳網(wǎng)格和模塊的電輸出信號(hào)， VCSEL 驅(qū)動(dòng)器被連接到寬帶示波器。 Gbps 傳輸眼睛圖案清楚地觀察到?jīng)]有明顯的失真。 結(jié)論 我們進(jìn)行微型光互連模塊制造。光波導(dǎo)陣列記錄了紫外線壓印的過(guò)程。 45 176。鏡面孔是作為低成本處理芯片波導(dǎo)模具制造的組成部分。我們通過(guò)了微 inkjetting 法制作了microlensed VCSEL 并且發(fā)現(xiàn)在耦合達(dá)到 分貝效率的顯著增加。焊料球陣列 和引腳之間的 O 型印刷電路板和分板線陣列的使用可實(shí)現(xiàn)精確度低于 10 微米的 X Y軸和 Z 軸。這種被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，是供失調(diào)引起的內(nèi)二點(diǎn)三分貝的耦合損失總額。我們?cè)O(shè)計(jì)和制作了一個(gè) 4GBPS 的光纖通道互連微型光學(xué)印刷電路板模塊（ O 型 PCB）的應(yīng)用。 這種光互連傳輸模塊在 速率下每通道的數(shù)據(jù)。確認(rèn)這項(xiàng)工作是支持工程技術(shù)研究中心批準(zhǔn)號(hào) R11 20xx 022（光學(xué)和光子學(xué)精英研究院）。