汽車倒泊防撞報(bào)警器的設(shè)計(jì)

編號xx大學(xué)xx學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）相關(guān)資料題目：汽車倒泊防撞報(bào)警器的設(shè)計(jì)系專業(yè)學(xué)號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：（職稱：）（職稱：）xxxx年x月xx日目錄一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(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：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：（職稱：）（職稱：）xxxx年x月xx日課題來源由于隨著科學(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剎車防止汽車之間的相撞。隨著人們安全意識的提高，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；國內(nèi)外研究概況、水平和發(fā)展趨勢；應(yīng)用前景等）在當(dāng)今社會，知識的實(shí)用性越來越得到重視。如何從海量的知識群中找出有用的知識并付諸實(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的安全也變得越來越重要了。目前在汽車警報(bào)器經(jīng)過20多年的發(fā)展，已經(jīng)歷了從開始的由單片機(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車與障礙物之間的距離，車速信號的發(fā)射與接收由信號控制系統(tǒng)既是利用單片機(jī)來控制車速。并發(fā)出不同頻率的報(bào)警信號。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)自動控制發(fā)出緊急制動信號剎車，以此來達(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。研究內(nèi)容在倒車時(shí)不斷測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，在不同的距離范圍內(nèi)發(fā)出不同的報(bào)警信號，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：最大測距4.9m，最小測距0.1m，實(shí)時(shí)顯示測得的距離；在不同的時(shí)間利用三個不同的超聲波傳感器進(jìn)行測距，能夠有效的提高報(bào)警的穩(wěn)定性。在不同的危險(xiǎn)距離范圍內(nèi)發(fā)出不同的頻率報(bào)警信號，駕駛員還可以根據(jù)個人需要調(diào)整設(shè)置報(bào)警距離。利用555來控制蜂鳴器的發(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來實(shí)現(xiàn)的方案。對控制器，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)的測距儀便于操作、讀數(shù)直觀。測距儀工作穩(wěn)定,能滿足一般近距離測距的要求,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，一定的電子電路圖，還為詳細(xì)的設(shè)計(jì)過程截取圖片已具備的條件和尚需解決的問題對于AT89C51單片機(jī)來實(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)的語音模塊，通過人性化的語音報(bào)警信號。（3）在緊急情況，應(yīng)該自動使汽車緊急剎車，防止汽車與障礙物之間相撞。（4）應(yīng)該對該警報(bào)器進(jìn)行實(shí)際的測量，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行調(diào)節(jié)，最大限度的減少誤差。但是未來利用單片機(jī)來實(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)教師意見指導(dǎo)教師簽名：年月日教研室（學(xué)科組、研究所）意見教研室主任簽名：年月日系意見主管領(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，韓國學(xué)校信息與通訊工程，工程學(xué)院，仁荷大學(xué)，仁川402-751韓國中央大學(xué)電氣工程系，首爾是156-756，韓國在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）的陣列和內(nèi)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、被動對準(zhǔn)5、光互連模塊6、結(jié)論相關(guān)內(nèi)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，對高帶寬的需求也迅速增長。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題是對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，EMI和電消耗。為了提高電互連的特性，有許多在信號處理技術(shù)上的努力，如預(yù)加重，均衡，多層次的信號和編碼，確定性抖動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解決這些問題的潛力，光互連比電氣互連擁有很多優(yōu)勢，如高頻率，高帶寬，重量輕，對EMI的免疫，低歪曲率，低抖動，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，探測器陣列和波導(dǎo)陣列是需要的。波導(dǎo)對于光源和多矩陣探測器照片都是相互關(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)，耦合模式和被動的調(diào)整。為此我們著眼于以下問題：一個是波導(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)陣列光探測器陣列，包括之間的光互連模塊的不同部分被動調(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唵?。我們是制造紫外壓印聚合物光波?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波導(dǎo)鏡面的尾部。為了實(shí)現(xiàn)這一過程，波導(dǎo)45°模具裝備是面臨形成所必需的一個步驟，制造垂直耦合結(jié)構(gòu)是在每個模具底部。我們提出了12頻道硅波導(dǎo)模具，它在波導(dǎo)兩端各有45°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，長度為7厘米。有了這個模具，我們進(jìn)行紫外壓印使嵌入式波導(dǎo)。編造一個12通道硅波導(dǎo)模，我們用KOH蝕刻硅襯底飽和異丙醇兩個步驟解決方案：首先是彌補(bǔ)波導(dǎo)垂直耦合路徑，另一個是為彌補(bǔ)制造45°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。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°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)制造過程如圖1。紫外光固化聚合物，這是作為包層的指數(shù)，為1.45波長850納米層，是在一個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，一個平面基板上覆蓋和芯材。紫外線與固化聚合物折射率1.47在波長為850nm。在紫外燈照射一次，經(jīng)過上下模板分離，我們可以在45°鏡面的內(nèi)置聚合物光波導(dǎo)完成數(shù)組在每個波導(dǎo)結(jié)束。3、MicrolensedVCSEL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)萬不等。我們能夠控制通過控制聚合物的下降數(shù)額和通過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300CPS和1.51波長。所示之一microlensedVCSEL陣列和microlensed的VCSEL具有由對VCSE孔徑inkjetting方法形成了微透鏡。紫外光固化樹脂Inkjetting上的VCSEL，鏡片材料是一致的自動光圈的VCSEL。其中從microlensedVCSEL陣列輸出功率來衡量他們的分歧。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腔輸出反射回來的微透鏡層是根據(jù)的VCSEL腔。在此過程中，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°到15°后形成微透鏡。我們進(jìn)行模擬對耦合效率之間的VCSEL研究，通過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)0.44分貝是0.96分貝。其中優(yōu)于的VCSEL，沒有為-1.40分貝微透鏡。這里的波導(dǎo)尺寸為50微米寬，50微米高，長7厘米。折射率核心和包層的1.47和1.45，分別在波長為850nm。之間的VCSEL和波導(dǎo)的距離為100微4。被動對準(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和子板對準(zhǔn)在10微米以下的不匹配。錫球的大小為500微米，平均為±5微米標(biāo)準(zhǔn)錯誤。針陣列兩種類型的使用，一個與直徑為1毫米陣列的對齊，另一個是與直徑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)對和波導(dǎo)光探測器對耦合效率的研究。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0.71分貝。從以前的結(jié)果，可以達(dá)到與焊球陣列和針陣列對齊方式，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1.47和1.45，波長為850nm。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2.5GBPS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電氣和兩個子板組成。主要的O型印刷電路板的嵌入式波導(dǎo)是這個光互連中的。兩個分板用于電子對光學(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)動電路放置在對面的VCSEL陣列和PD陣列。在電源，地及其他電器控制信號都是通過引腳提供網(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°垂直耦合鏡并與紫外線膠、環(huán)氧樹脂插入電子電路板。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。我們最終評價(jià)了光互連模塊的質(zhì)量。首先我們測試用45°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°鏡的損失和插入損耗。一個7厘米長波導(dǎo)平均總損失7.9分貝，他們的變化是在1分貝。最壞的情況是在12個通道總損失為8.9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2.5GBPS的PRBS模式是把通過引腳網(wǎng)格和模塊的電輸出信號，VCSEL驅(qū)動器被連接到寬帶示波器。2.5Gbps傳輸眼睛圖案清楚地觀察到?jīng)]有明顯的失真。6、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程。45°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。我們通過了微inkjetting法制作了microlensedVCSEL并且發(fā)現(xiàn)在耦合達(dá)到0.96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。這種被動對準(zhǔn)，是供失調(diào)引起的內(nèi)二點(diǎn)三分貝的耦合損失總額。我們設(shè)計(jì)和制作了一個2.5×4GBPS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2.5Gbps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R11-2003-022（光學(xué)和光子學(xué)精英研究院）?；贑8051F單片機(jī)直流電動機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器HYPERLI