汽車倒泊防撞警報(bào)器的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：汽車倒泊防撞報(bào)警器的設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了意。作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉咳?。作者簽名：日期：

學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的容外，本論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。對(duì)本文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)。作者簽名： 日期：年月日學(xué)位論文使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日

注意事項(xiàng)1.設(shè)計(jì)（論文）的容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文獻(xiàn)8）致9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2.論文字?jǐn)?shù)要求：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于1萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于1.2萬(wàn)字。3.附件包括：任務(wù)書、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4.文字、圖表要求：1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁(yè)以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5.裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它

目錄一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文資料翻譯及原文三、學(xué)生“畢業(yè)論文（論文）計(jì)劃、進(jìn)度、檢查及落實(shí)表”四、實(shí)習(xí)鑒定表xx大學(xué)xx學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目：汽車倒泊防撞報(bào)警器的設(shè)計(jì)系專業(yè)學(xué)號(hào)：學(xué)生：指導(dǎo)教師：（職稱：）（職稱：）xxxx年x月xx日課題來(lái)源由于隨著科學(xué)技術(shù)和汽車工業(yè)的發(fā)展，許許多多的汽車安全裝置也得到大力的發(fā)展。汽車上面安裝防撞警報(bào)器能夠極大的方便司機(jī)的駕駛，保障司機(jī)的安全，并且能在緊急情況下能自動(dòng)剎車防止汽車之間的相撞。隨著人們安全意識(shí)的提高，在汽車上安裝防撞倒泊警報(bào)器將必不可少?？茖W(xué)依據(jù)（包括課題的科學(xué)意義；國(guó)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢(shì)；應(yīng)用前景等）在當(dāng)今社會(huì)，知識(shí)的實(shí)用性越來(lái)越得到重視。如何從海量的知識(shí)群中找出有用的知識(shí)并付諸實(shí)踐，這是很值得摸索的。單片機(jī)的應(yīng)用日益普及，汽車的數(shù)量急劇增加，保障汽車駕駛?cè)藛T的安全也變得越來(lái)越重要了。目前在汽車警報(bào)器經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，已經(jīng)歷了從開(kāi)始的由單片機(jī)的蜂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)。汽車防撞裝置主要是通過(guò)車與障礙物之間的距離，車速信號(hào)的發(fā)射與接收由信號(hào)控制系統(tǒng)既是利用單片機(jī)來(lái)控制車速。并發(fā)出不同頻率的報(bào)警信號(hào)。當(dāng)車速與車距距離進(jìn)入比較危險(xiǎn)的狀態(tài)時(shí)，單片機(jī)自動(dòng)控制發(fā)出緊急制動(dòng)信號(hào)剎車，以此來(lái)達(dá)到防撞的目的。由上述可知，汽車與障礙物的距離只有在危險(xiǎn)距離狀態(tài)才有發(fā)生碰撞的可能，汽車防撞裝置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)主要是采集汽車與障礙物的距離和本車車速，并與當(dāng)時(shí)車速下安全警報(bào)距離與危險(xiǎn)距離之間進(jìn)行比較，判斷汽車與障礙物的距離是否安全。當(dāng)達(dá)到的安全警報(bào)距離時(shí)能發(fā)出聲音報(bào)警。研究容在倒車時(shí)不斷測(cè)量汽車尾部與其后面障礙物的距離，并實(shí)時(shí)顯示其與障礙物之間的距離，在不同的距離圍發(fā)出不同的報(bào)警信號(hào)，并且提高報(bào)警系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以提高汽車倒車時(shí)的安全性。本文設(shè)計(jì)了一種超聲波汽車倒泊防撞報(bào)警器，本報(bào)警器具有以下功能：最大測(cè)距4.9m，最小測(cè)距0.1m，實(shí)時(shí)顯示測(cè)得的距離；在不同的時(shí)間利用三個(gè)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。在不同的危險(xiǎn)距離圍發(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。利用555來(lái)控制蜂鳴器的發(fā)聲頻率，直接運(yùn)用單片機(jī)的I/O口控制報(bào)警器的工作。能夠大大降低軟件的復(fù)雜程度。該報(bào)警器與其它報(bào)警器相比具有功能多、硬件電路簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。擬采取的研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析研究方法：理論聯(lián)系實(shí)際。技術(shù)路線：理論聯(lián)系實(shí)際。實(shí)驗(yàn)方案：對(duì)比“基于AT89C51單片機(jī)的超聲波防撞報(bào)警系統(tǒng)”跟“基于AT89C2051單片機(jī)的超聲波防撞報(bào)警系統(tǒng)”，前者性價(jià)比更高，所以選擇前者?？尚行苑治觯耗軌蚶碚撀?lián)系實(shí)際解決實(shí)際性的問(wèn)題。此方案可行。研究計(jì)劃及預(yù)期成果初步討論基于AT89C51單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車倒泊防撞警報(bào)器的設(shè)計(jì)，分析了運(yùn)用AT89C51和AT89C2051作為主控制器的兩種方案。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。第四部分中，介紹系統(tǒng)的硬件框圖、軟件流程圖、中斷子程序流圖等，給出了具體的軟件實(shí)現(xiàn)的方案。利用51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)的測(cè)距儀便于操作、讀數(shù)直觀。測(cè)距儀工作穩(wěn)定,能滿足一般近距離測(cè)距的要求,且成本較低、有良好的性價(jià)比。特色或創(chuàng)新之處考慮非常周全，不但提供了相應(yīng)的理論基礎(chǔ)知識(shí)，一定的電子電路圖，還為詳細(xì)的設(shè)計(jì)過(guò)程截取圖片已具備的條件和尚需解決的問(wèn)題對(duì)于AT89C51單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車的倒泊防撞警報(bào)器尚取得了一定進(jìn)展，但是還是有很多的不足之處：（1）應(yīng)該引入更加完善的顯示系統(tǒng)，是司機(jī)能更加清楚的了解倒車時(shí)的情況。（2）引入先進(jìn)的語(yǔ)音模塊，通過(guò)人性化的語(yǔ)音報(bào)警信號(hào)。（3）在緊急情況，應(yīng)該自動(dòng)使汽車緊急剎車，防止汽車與障礙物之間相撞。（4）應(yīng)該對(duì)該警報(bào)器進(jìn)行實(shí)際的測(cè)量，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行調(diào)節(jié)，最大限度的減少誤差。但是未來(lái)利用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車的倒泊防撞警報(bào)器仍然有廣闊的前景，隨著單片機(jī)的功能日漸增強(qiáng)，能夠使報(bào)警更加人性化指導(dǎo)教師意見(jiàn)指導(dǎo)教師簽名：年月日教研室（學(xué)科組、研究所）意見(jiàn)教研室主任簽名：年月日系意見(jiàn)主管領(lǐng)導(dǎo)簽名：年月日外文原文MicroelectronicEngineeringSouthKoreabSchoolofInformationandCommunicationEngineering,CollegeofEngineering,InhaUniversity,Incheon402-751,SouthKoreacDepartmentofElectricalEngineering,CollegeofEngineering,ChoongangUniversity,Seoul156-756,SouthKorea.Availableonline17February2006.AbstractWereportonthefabricationofapolymer-based2.5

Gbps

×

4channelopticalinterconnectingmicro-moduleforopticalprintedcircuitboard(O-PCB)application.Anopticalwaveguidearrayisusedforopticaltransmissionfromverticalsurfaceemittinglaser(VCSEL)arraytophotodiode(PD)arrayandthebuilt-in45°waveguidemirrorsareusedforverticalcoupling.Theopticalwaveguidearrayandthe45°mirrorsarefabricatedbyUVimprintprocessinone-step.WefabricatemicrolensedVCSELsbymicro-inkjettingmethod,whichreducedradiationangleofVCSELfrom18°to15°forbetterlightcoupling.WeusesolderballarrayandpinarrayforalignmentbetweenO-PCBandtheelectricalsub-boardswithalignmentmismatchbelow10

μminx,yandzaxis.Thefabricatedopticalinterconnectionmoduletransmitsdataattherateof2.5

Gbpsperchannel.Keywords:Opticalinterconnection;Photonicintegratedcircuit;Micro-fabrication;UVembossingArticleOutline1.Introduction2.Fabricationofwaveguidearrayand45°mirrors3.MicrolensedVCSEL4.Passivealignment5.Opticalinterconnectmodules6.ConclusionAcknowledgementsReferences1.IntroductionIntheprogressesofmicroprocessorandtheinput-output(IO)devices,theneedforhigherbandwidthisrapidlygrowing.HighspeedinterconnectsaredemandingnextgenerationIOinterconnectsofhighlyincreaseddatacapacitybecausetoday’sIOinterconnectsaresufferingbottleneckinbandwidthattheIOinterface.ManyattemptstoincreasetheIOinterconnectbandwidthhaveemerged[1].Theseattemptstoextendelectricalinterconnectinmorebandwidthmannerarehardtosolvefundamentalproblemsfacingthelimitationofelectricalpropertiesovergigabitsperchanneldatacapacity.Operationofelectricalinterconnectschemesingigabitregimewillmeetbottlenecksrelatedtothepropertiesofelectricalinterconnects,includingmaterialproperties,skew,jitter,EMI,andpowerconsumption.Toimprovetheperformancesofelectricalinterconnects,manyeffortsinsignalprocessingtechniquessuchaspre-emphasis,equalization,multilevelsignaling,andcoding,deterministicjitterareneededtokeepthetraceofthebandwidthprogress[2],[3]and[4].Opticalinterconnectionhasapotentialasanalternativeapproachtosolvetheseproblemsbecauseopticalinterconnectionhasmanyadvantagesoverelectricalinterconnectionsuchashighfrequency,highbandwidth,light,immunitytoEMI,lowskew,lowjitter,noneedofgroundline,easyforimpedancematching.TorealizeanopticalinterconnectionmoduleforO-PCBapplication,variousphotonicdeviceslikelightsources,detectorarrays,andwaveguidearraysareneeded.Thewaveguidesareinterconnectedtolightsourcesandphoto-detectorsinamultiplearray.The45°waveguidemirrorsareusedforinterconnectingVCSELarray–waveguidearray/waveguidearray–PDarray.OncetheO-PCBisdesignedandfabricatedithastobeputtogetherwiththeexistingelectricalcircuitssuchasdrivingcircuitsformicro-lasersandmicro-detectors.Hence,weneedmicro-fabricationtechniquesforrealizingopticalinterconnectionmodule.Wecarriedoutmicro-fabricationforopticalinterconnectionmodule,whichincludedesignandfabricationofwaveguides,couplingschemesandpassivealignment.Forthis,wefocusonthefollowingissues:Oneistheconcurrentfabricationofawaveguidearrayand45°mirrorsinone-stepinordertoreducethenumberofprocessingstepsforlow-costproductionandanotherisamethodtoimprovecouplingefficiencybetweenVCSELarray–waveguidearray/waveguidearray–PDarrayincludingthepassivealignmentmethodbetweenthedifferentpartsoftheopticalinterconnectionmodule.Thispaperdemonstratesamicro-fabricationofopticalinterconnectionmoduletobeusedfortherealizationofopticalprintedcircuitboard(O-PCB)[7]and[8].2.Fabricationofwaveguidearrayand45°mirrorsTousepolymersasmaterialsofthewaveguide,embossingtechniqueisusedbecauseofitsrelativelyeasyfabricationprocess.WefabricatedpolymerwaveguidesbyUVembossing,whichalsoinvolvesfabricationofmoldandreplica.UVcurablepolymersareusedasmaterialsofwaveguidesandsiliconmoldisusedtoformwaveguidepatterns.ForverticalcouplingbetweenVCSELarrayandwaveguidearrayandbetweenthewaveguidearrayandthePDarray,wehavetoutilizemirrorfaceateachendofthewaveguide.Toachievethisprocess,waveguidemoldequippedwith45°facesateachendofthemoldisneededtoformtheverticalcouplingstructureinasinglefabricationstep.Wemadea12channelsiliconwaveguidesmold,whichhas45°mirrorfaceattheendsofeachwaveguide.Thedimensionofthewaveguideis50

μmwidthand50

μmheightandthewaveguidelayoutpitchis250

μmandthelengthis7

cm.Withthismold,weperformedUVembossingtomakeembeddedtypewaveguides.Tofabricatea12channelsiliconwaveguidesmold,weetchedsiliconsubstratewithKOH-saturatedisopropanolsolutionsintwosteps:Firstistomakeaverticalcouplingpathforthewaveguidesandtheotheristomake45°slopeforthefabricationofmirrorfaces.First,ametallicmaskispatternedonthesiliconsubstrateandthesiliconisverticallyetchedwithKOHtoformawaveguidepattern.Inthenextsteptoform45°slope,athinfilmofSiO2isgrownonpatternedwaveguide.AndphotoresistispatternedattheendoftheeachwaveguidestructureandtheendsofthewaveguidesareetchedwithKOH-saturatedisopropanolsolutiontoform45°slope.AftertheSiO2isstripped,theprocessoffabricatingsiliconmoldequippedwith45°mirroriscompleted.Wefabricated12channelembeddedwaveguidearraybyUVembossingusingtheprefabricatedsiliconmold.WaveguidefabricationprocessisshowninFig.1.UVcurablepolymer,whichisusedascladdinglayerwithindexas1.45at850

nmwavelength,isdroppedinthehollowcavityofatransparentsubstratesuchasPDMStemplate.AftersiliconmoldispressedontemplatetheUVlightisirradiated.Siliconmoldisdetachedandmetallicfilmiscoatedonthe45°slopeattheendofthewaveguidetoenhancecouplingefficiency.AndthenthecorepolymerisdroppedandaflatsubstrateiscoveredandpressedontothecorematerialwhichisalsoUVcurablepolymerwithrefractiveindexof1.47at850

nmwavelength.TheUVlightisirradiatedonceagain.Aftertheupperandlowertemplatesaredetached,wecangetacompletearrayofpolymerwaveguideswithbuilt-in45°mirrorfaceateachendofthewaveguide.3.MicrolensedVCSELOneoftheapproachestocollimatethelightfromVCSELarraystothewaveguideistheuseofmicrolenses[9]and[10].Thismethodoffersanincreaseincouplingefficiencyandalignmenttolerance.Thevolumeofapolymerdroptofabricatetheselensesisapproximatelyafewtensofpicoliters.Weareabletocontrolthesizeofthemicrolensesbycontrollingtheamountofthepolymerdropsandbycontrollingtheviscosityofthematerials.UVcurablepolymerisusedforinkjetting,ofwhichtheviscosityandtherefractiveindexare300

cpsand1.51at850

nmwavelength.ShowsoneofthemicrolensedVCSELarrayandmicrolensedVCSELhasamicrolensformedbytheinkjettingmethodontheapertureofVCSEL.InkjettingofUVcurableresinontheVCSEL,lensmaterialisalignedautomaticallyontheapertureofVCSEL.ShowsaviewofthesystemwheretheoutputpowerfromthemicrolensedVCSELarraysismeasuredfortheirdivergence.ThedivergenceangleofthelaserlightfromtheVCSELisshowntobecomenarrowerbyusingmicrolensesbythecollimatingeffectpfthelightfromVCSEL.Becauseofthemicrolens,thehigherordermodesfromtheVCSELaresuppressedbythecavityeffect[10].TheemittedoutputfromtheVCSELcavityisreflectedbackbymicrolenslayerandisfocusedontheVCSELcavity.Duringthisprocess,thedivergenceangleoftheVCSELisreduced.Inthiscase,thedivergenceangleoftheVCSELdecreasedfrom18°to15°afterformingmicrolens.WeconductedsimulationstudyaboutthecouplingefficiencybetweenVCSELandthewaveguidebyusingtheraytracingmethod.AsthedivergenceangleoftheVCSELwasputintothecalculation,thecouplingefficiencyoftheVCSELwithmicrolenswasfoundtobe0.44

dBis0.96

dBwhichwerebetterthanthatofVCSELwithoutmicrolensas?1.40

dB.Heredimensionofwaveguideis50

μmwidth,50

μmheightand7

cmlength.Refractiveindicesofthecoreandthecladdingare1.47and1.45,respectively,at850

nmwavelength.ThedistancebetweentheVCSELandthewaveguideis100

μm.4.PassivealignmentSolderballarrayandpinarrayareplacedontheelectricalsub-boardstobondtheO-PCBandtheelectricalsub-boardswithhighprecision.Forprecisionalignment,solderballarrayindiameterof450

μmareusedtothermallyattachtothechipmodule.ThesolderballarraycanbeusedforverticallyalignmentbetweenthemainO-PCBandthesub-boardswithinamismatchbelow10

μm.Thesizeofthesolderballis500

μmonaveragewithstandarderrorof±5

μm.Twotypesofpinarraysareused.Onearraywithdiameterof1

mmisforalignmentandtheotherwithdiameterof200

μmisforelectricalinterconnection.The1

mmpinarrayisusedforlateralalignmentbetweenthemainO-PCBandthesub-boards.Becauseoftheimpedancematch,thepinarrayoftheelectricalinterconnectionislimited.Similartosolderballarrayalignmenttoleranceofthepinarray,about10

μm,dependsonvariationofdiameterofpin.Thesizeofthepinis1

mmonaveragewithstandarderrorof10

μm.WeconductedsimulationstudyaboutthecouplingefficiencybetweentheVCSEL-waveguidepairandthewaveguide-PDpairbyraytracing.Withthevariationofmisalignmentofx,y,andzaxiswecalculatedthecouplingefficiencies.Fromthecalculationweobtainedthetotalcouplinglosswithin2.30

dBfortheworstcaseofhavingpositionerrorsaslargeas10

μminthex–zaxisandintheyaxis,respectively.Forexample,whenthepositionmisalignmentis10

μminthex–zaxisandintheyaxis,thecouplinglossbetweenVCSEL-waveguideis1.59

dBandthecouplinglossbetweenVCSEL-waveguideis0.71

dB.Fromthepreviousresults,onecanachievethealignmentbetweensolderballarrayandpinarraycanbeachievedforalignmentbetweenmainO-PCBandsub-boardswithprecisionasabout10

μminx–zaxisandinyaxis,respectively.Herethedimensionofthewaveguideis50

μmwidthand50

μmheight.Therefractiveindicesofthecoreandthecladdingare1.47and1.45,respectively,at850

nmwavelength.ThedistancebetweentheVCSELandthewaveguideis100

μmintheyaxis.5.OpticalinterconnectmodulesWedemonstratedtheuseofopticalinterconnectionmodulefortheassemblyofO-PCBhavingfour2.5

Gbpschannels.Theopticalinterconnectionmodule,whichincludesE/O(electrical/optical)conversionunit,isattachedtotheO-PCBwithsolderball.Thesolderballbondingisdesignedtoaccomplishthealignmentbetweenthewaveguidestructureandtheelectriccircuitwithhighprecision.TheO-PCBprototypeconsistsofmainbodyofO-PCBandtwoelectricalsub-boards.ThemainO-PCBhasembeddedwaveguidewhichisthemediumofopticalinterconnection.Thetwosub-boardsareusedforelectrical-to-optical(E/O)oroptical-to-electrical(O/E)conversion.TheVCSELarrayandthePDarrayarebondedtointerconnectthewaveguidetothebottomofthesub-board.ThedrivingcircuitsareplacedontheoppositesidetoVCSELarrayandPDarray.Thepower,groundandotherelectricalcontrolsignalaresuppliedthroughthepingrid.ThemainO-PCBisplacedontheE-PCBwithinarectangularareaof70

mm

×

10

mmatthecenteroftheE-PCB.TheoverallplanarsizeoftheO-PCBis200

mm

×

80

mmandthicknessis1

mm.TheUVembossedwaveguideincludingthe45°mirrorforverticalcouplingisinsertedintotheE-PCBandisglueswithUV-epoxy.Thesub-boardsincludingVCSELarray/PDarrayaredesignedandfabricatedusingconventionalanalysisofmicrostripline.Wefinallyevaluatedthequalityoftheopticalinterconnectionmodule.First,wetestedthewaveguidearraywith45°mirrorface.Thetotallossesofthewaveguideincludethepropagationloss,thecouplingloss,the45°mirrorlossandtheinsertionloss.Andanaveragetotallossis7.9

dBforawaveguideof7

cmlengthandtheirvariationiswithin1

dB.Fortheworstcase,in12channel,thetotallosswas8.9

dB.Todemonstratethedatatransmissionperformance,weutilizedalignedopticalinterconnectionmodule.A2.5

Gbpspsudo-randombinarysystem(PRBS)patternwereputintotheVCSELdriverviathepingridandtheelectricaloutputsignalofthemodulewereconnectedtoawide-bandoscilloscope.Aneyepatternof2.5

Gbpstransmissionwasclearlyobservedwithoutanysignificantdistortion.6.ConclusionWeperformedmicro-fabricationforopticalinterconnectionmodule.TheopticalwaveguidearrayisfabricatedbyUVimprintprocess.The45°mirrorsfacesarefabricatedasanintegratedpartofthesiliconwaveguidemoldforlow-costone-stepprocessing.WefabricatedmicrolensedVCSELsbymicro-inkjettingmethodandfoundasignificantincreaseintheimprovementofthecouplingefficiencyreaching0.96

dB.UseofsolderballarrayandpinarrayforthealignmentbetweentheO-PCBandthesub-boardscouldbeachievedwithaprecisionbelow10

μminthex–yaxisandinthezaxis.Thispassivealignmentisdesignedforcouplinglossinducedbyofmisalignmentwithin2.3

dBintotal.Wedesignedandfabricateda2.5

Gbps

×

4channelsopticalinterconnectingmicro-moduleforopticalprintedcircuitboard(O-PCB)application.Thisopticalinterconnectionmoduletransmitsdataattherateof2.5

Gbpsperchannel.ThisworkhasbeensupportedbytheEngineeringResearchCenterGrantNo.R11-2003-022forOPERA(OpticsandPhotonicsElite

中文譯文運(yùn)用于O-PCB的2.5Gbpsx4通道的光學(xué)微模型裝置光學(xué)和光子精英研究院（OPERA），仁川的仁荷大學(xué)是402-751，國(guó)學(xué)校信息與通訊工程，工程學(xué)院，仁荷大學(xué)，仁川402-751國(guó)中央大學(xué)電氣工程系，首爾是156-756，國(guó)在2006年2月17日可以在線。摘要我們報(bào)告的聚合物制造的2.5Gbps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）的陣列和置的45°波導(dǎo)鏡使用垂直耦合。光波導(dǎo)陣列和45°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°減少到輻射15°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2.5Gbps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1、導(dǎo)言2、波導(dǎo)陣列的制備和45°鏡3、顯微鏡的VCSEL4、被動(dòng)對(duì)準(zhǔn)5、光互連模塊6、結(jié)論相關(guān)容1.導(dǎo)言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)榻裉斓腎O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。2、波導(dǎo)陣列的制備和45°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°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°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°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