一、PIN光接收器测试系统研究（论文文献综述）
詹雪娇[1]（2020）在《高速硅光电探测器的研究》文中研究指明高速硅光电探测器具有效率高、成本低、可与CMOS电路集成等优点,是水下无线光通信“卡脖子”的核心器件。本论文以提高Si光电探测器的频率响应带宽为目标,围绕带宽限制因素展开深入研究,提出耦合等效模型,优化光电探测器结构,最终研制出-3 V下400 MHz@850 nm的高速Si光电探测器。本文的主要研究内容如下:1、等效电路模型是研究高速光电探测器的常用方法,然而传统的等效电路仅仅考虑了 RC时间常数的影响,但是,当器件尺寸降低、或者材料迁移率低时,载流子输运成为光电探测器高速性能的主要限制因素,传统等效电路不再适用。为此,提出了一种新型的耦合等效电路,包括传统的RC限制电路和载流子输运RC限制电路,并通过压控电流源（VCCS）连接。依据对载流子漂移-扩散方程、连续性方程的拉普拉斯变换,载流子输运限制电路中R、C都被赋予了实际物理意义（对应于载流子浓度、载流子寿命、扩散分量、工艺完备性等）,等效电路仿真结果与实验测量结果吻合,得出本征区扩散是限制器件带宽的主要因素,为设计和分析高速光电探测器提供了 一种有效手段。2、基于耦合等效电路仿真结果,优化设计结构,制备出了垂直结构硅PIN高速光电探测器。测试结果表明,在-3V下,频率响应带宽达 400 MHz,响应度达 0.338 A/W@850 nm。
丛佳[2]（2020）在《可见光通信CMOS集成光电器件及差分光接收机的研究》文中研究说明可见光通信（VLC）技术,在照明的同时,可进行高速通信,已成为国内外通信领域中研究的热点之一。其具有频谱资源丰富、系统容量大、保密性好、无电磁干扰和可与现有照明网络结合等特性。特别是集成化的VLC系统,还具有成本低、尺寸小、功耗低、可靠性高等优点,是VLC技术进一步普及和产业化的必然要求。为实现VLC系统集成化,本论文基于标准CMOS工艺,研究了可适用于VLC系统的Si-LED和彩色光电探测器（PD）等新型光电器件,及光电负阻、全差分和伪差分光接收机等电路。这些器件与电路都进行了单独流片,且测试结果良好。本文主要完成了以下工作:1、发射端全集成的相关研究。研究了一款高光功率密度的正向偏置CMOS Si-LED,发现并科学解释了两个新特性,即,大电流下,光输出功率随电流增大呈非线性指数增长;电致发光光谱主峰位置随电流增大而蓝移,且光谱中有新峰出现。设计并流片实现了一款基于UMC 0.18μm标准CMOS工艺的新型光互连系统,其可以实现片上VLC。测试、评价了几款VLC系统中常见可见光光源。2、新型集成彩色光电探测器的设计。基于导模共振效应,提出了采用标准CMOS工艺设计多晶硅亚波长光栅（SWG）滤光片的方案。依据此方案,首次设计并流片实现了三个基于TSMC 40 nm标准CMOS工艺具有二维SWG的彩色PD芯片。彩色PD的最大峰值波长分别为660 nm、585 nm和465 nm,它们有足够的光谱选择性。显微照片颜色区分明显,与仿真的相应SWG反射光谱对应。3、新型全差分集成光接收机的设计。首次实现了一款基于CMSC 0.25μm标准CMOS工艺的双PD可见光全差分OEIC（光电集成电路）光接收机芯片,两PD结构不同、面积较大,均可接收光信号。通过PD光谱响应和等效电路分析,设计出两PD的结构。为使两PD具有相等电容和带宽,研究了集成PD的带宽提高技术、光频响应和光谱响应特性,合理设计了每个PD的的总面积及其最小单元尺寸。为弱化输入负载电容过大对接收机带宽的影响,电路中采用了多种带宽拓展技术。基于OOK调制,全差分接收机芯片的最高实时数据传输速率达480 Mbit/s,电压摆幅为550 mV。该芯片相对于等面积的伪差分参照光接收机芯片（电压摆幅为350 mV）,响应更灵敏。4、高峰谷比集成光电负阻的设计。采用UMC 0.18μm标准CMOS工艺设计出一款具有较高峰谷比（PVCR）的光电负阻。在光控下,该光电负阻的PVCR可达4827,比已报道的光控负阻高出2个数量级,谷值电压小于0.5 V,其具有较好的节能特性。另外,该光电负阻还具有较好的S型光电负阻特性。
曾虹谙[3]（2020）在《应用于可见光通信系统的APD器件研究》文中进行了进一步梳理近年来,可见光通信（Visible Light Communication,VLC）技术迅速发展,使其应用关注度与日俱增。VLC是利用可见光作为信息载体,能够在空气中直接传输光信号并在接收端完成光电转换的技术。可见光通信速度每秒可达数百兆,并具有非常广阔的应用前景。与射频通信系统相比,VLC收发器具有更好的抗电磁干扰（EMI）能力,可在封闭环境中提供安全通信,同时在可见光（450-650nm）内实现免许可操作。由于VLC系统传输中有高路径损耗,从而使其接收端的光接收信号功率较低,因此需要高响应度光电探测器。采用低噪声、高带宽的CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）APD（Avalanche Photodiode）充当半导体光电探测器,可降低整个系统的信噪比和比特出错概率。本文采用标准0.18μm CMOS工艺,设计了一种应用于可见光通信的CMOS APD的结构。该器件的基本结构为N+/P阱单窗口。P阱中的光生电子载流子向N+层漂移,其主要利用自身较光生空穴载流子快的漂移速度,缩短载流子渡越时间,因此能提高器件带宽性能。同时,在该APD器件中PN结两侧设计了浅沟槽隔离（Shallow Trench Isolation,STI）保护环结构,其作用是消除衬底中扩散的光生载流子,以保证高带宽。在工作电压-11.5V下,该器件具有高带宽和易于与电子电路集成的特点,但存在带宽低频部分不稳定、增益较低的缺点。其次,本文对器件结构和相关工艺参数进行了优化设计。具体开展了以下几个方面的改进:首先,通过将最初设计的单光窗口结构变为双窗口结构,光窗口尺寸的增大使得了器件的有效光接收面积增加,提高了器件的接收灵敏度。然后,保留PN结两端外的STI保护环,去掉P+与N+间STI保护环结构,从而提高雪崩层中光电流,并降低了雪崩击穿电压数值。最后,调节N+、P阱浓度使耗尽层厚度增加,同时增加深N阱设置,并对P阱和P衬底的慢扩散载流子短接,最终避免带宽低频部分抖动和带宽降低。通过上述方法有效地提高了该器件的整体光电探测性能。对优化后的CMOS APD进行仿真分析,结果表明CMOS APD的雪崩击穿电压明显提高。该初始器件结构的雪崩击穿电压由-12V提高至-9.9V。在0.01W/cm2的入射光照射下,器件响应度在600nm处达到1.2A/W的峰值,同时在可见光波长范围内的响应度均高于优化前的响应度0.7A/W,因此故可选择633nm激光光源作为工作波长。在600nm的工作波长处,低频带宽处未出现抖动,最大带宽达8.4GHz,则3d B带宽为5.9 GHz。在该工作波长处的增益和额外噪声因子分别为10和2.5,相较于优化前的增益有所提高,额外噪声因子有所降低。
陈勇屹[4]（2020）在《2.5Gbps光接收机前置放大器的设计与实现》文中指出光纤通信在信息时代发挥越来越重要的作用,它有着独特的优点,如信号衰减小,传输距离大,信号带宽容量大,抗干扰能力强,安全可靠,成本更低等。正是由于光纤通信的无与伦比的特性,在全世界通信的主干网,都越来越多地使用光纤通信。光接收机前置放大器是光接收机中最为核心的组成部分之一,它的参数直接影响光接收机的性能表现。目前,光接收机前置放大器通常与光探测器封装在一起,并共同决定光接收机前端的接收灵敏度。由于光探测器输出电流信号往往十分微弱,这对前置放大器的噪声表现、通道增益、信号带宽等提出了严格的指标要求。要做到各个指标的均衡,需要对前置放大器结构与参数精益求精。而由于需求量巨大,成本也是考虑之一。CMOS工艺由于其成熟的体系与成本优势,渐渐成为光接收机前置放大器的主流工艺,如何克服其各个寄生参数,将产品性能开发到极致,以称为现在的研究热点。本文采用0.18μm CMOS工艺平台,从原理图到版图,设计出2.5Gbps码率的光接收机前置放大器。从光接收机系统构架出发,阐述前置放大器的技术指标,介绍了眼图在数字系统的重要作用与其中的重要参数,以及搭建芯片级参数与系统参数的桥梁。全面设计前置放大器所需要的单元组件,从跨阻放大器、信号通道,到信号强度指示单元,阴极偏置电路,电源管理电路等,实现了功能完整,设计出切实可用的放大器芯片,并对各个模块的性能表现进行了仿真,确保各个单元达到预期的表现。对前置放大器核心跨阻增益级部分的研究中,详细比较了3种跨阻放大结构的性能表现,并选择了性能均衡的电阻负反馈跨阻结构。用cadence对全芯片提取寄生仿真,各个仿真参数均满足设计指标要求,通道增益达到7.7KΩ,-3dB带宽达到2.1GHz,输入参考噪声电流320nA。对芯片可靠性进行了仔细设计,并设计了ESD方案。进行了芯片的流片,并把管芯与光探测器PD封装在TO-CAN中进行测试。搭建了光接收机前端测试平台,测试芯片在典型应用情况下能达到的接收灵敏度,普通PIN-TIA可达-26dBm,APD-TIA可达-33dBm,芯片实际功耗19mA,芯片尺寸为1208μm×1080μm。
陈静[5]（2020）在《基于可见光通信和感知技术的室内应用研究》文中认为随着高速率无线通信技术的发展需求,无线频谱资源愈加紧张,而可见光通信技术利用LED灯作为信号发射器,可以同时实现照明和高速通信,因此受到了越来越多的关注。凭借着绿色环保、高速通信、无需频谱资源、安全可靠等优势,可见光通信的研究领域中出现了大量基于可见光通信和感知技术的应用设计,目前主要涉及室内定位、智慧交通、水下通信等方面,具有广阔的应用前景和研究价值。本文着眼于可见光通信和感知技术的室内应用,提出了两种新颖的设计。首先面向室内定位应用,为解决已有方案必需多个灯具而在稀疏灯具场景下无法使用的问题,本文提出了基于单个LED灯具的可见光室内定位;其次面向地下停车场车位检测应用,为解决已有方案部署成本高且检测准确性低的问题,本文提出一种基于LED感知的地下停车场车位检测系统。在两个应用系统中,本文分析了可见光通信和感知技术中LED灯的工作特性和基本原理,研究了两种应用的可见光通信的链路及信道模型,并分别解释了不同信道模型的组成及其工作方式。本文的主要工作如下:在基于单个LED灯的可见光室内定位问题的研究中,基于LED灯到相机的通信模型在仅有一个LED灯的环境下实现室内定位。具体来说,为了获取定位所需的距离和角度信息,本文使用LED灯具的尺寸来获取距离信息,使用智能手机的惯性测量单元（IMU）测量相机的角度信息。其中IMU角度测量误差为精准定位带来了极大的挑战,为了降低IMU角度测量误差,本文基于LED灯具图像利用射影几何进行角度校准,最终实现准确的定位。实验结果表明,提出的可见光定位方法能够实现较高的定位精度,即在90%的情况下定位误差都处于0.16 m以下。在基于LED感知的地下停车场车位检测问题的研究中,本文利用LED的感知功能使用LED作为光传感器进行车位检测。本文设计了一种可见光车位检测器,是由LED灯珠组成的阵列,可以在照明和检测两种模式之间切换。当处于检测模式时,检测器依靠LED阵列的光感应能力感知车位中光线的漫反射情况,并通过分类算法比较车位空闲和被占用时的光线漫反射情况,最终可检测出车位的占用情况。模拟实验评估显示,提出的基于可见光通信和感知的车位检测系统可以实现较高的车位检测准确率。
谢虹波[6]（2019）在《自由空间高速实时量子密钥分发系统关键技术研究》文中研究指明在经典密码学中,一次一密方法可以实现信息理论上的安全通信。一次一密方法中密钥只使用一次。为了保证相距较远的通信双方持续的进行通信,就需要实时获取密钥,这也就引入了安全密钥分发的问题。量子密钥分发是量子力学与经典密码学交叉的一个领域。借助于量子力学中量子不可克隆定理和量子叠加原理,量子密钥分发可为通信双方提供理论上无条件安全的密钥。近些年来量子密钥分发不断朝着远距离和高安全成码率前进,并正在朝着全球量子通信网络前进。“墨子”号卫星的一些实验结果已经验证了基于星地量子网络的可行性,为全球量子通信网络奠定基础。星地量子密钥分发是借助于量子卫星作为终端,给地面相距较远的通信双方发送安全密钥。为了满足多种运用的需求,这就需要高速实时量子密钥分发系统。在星地量子密钥分发系统中,限制安全成码率的主要因素是量子光源重复频率和系统衰减,在光学及系统链路不变的条件下,提高量子光源的重复频率可以有效提高系统安全成码率。本论文主要是实现面向星地高速实时量子密钥分发系统。围绕这一目标,研究了一些关键性的技术,并成功运用于实际系统中。本论文主要包括以下4个方面的内容。首先,对增益开关半导体激光器方法产生的光脉冲的强度晃动进行了研究,通过采用外部激光注入方法减小了光脉冲的强度晃动。理论分析与仿真结果表明,在大信道衰减下,光脉冲强度晃动对系统安全成码率有较大的影响,外部激光注入方法有效的提升了大信道衰减情况下系统安全成码率。考虑典型的QKD系统参数,在40dB衰减的情况下,当光脉冲的相对强度晃动从1.59%减小为1.15%时,系统的安全成码率提升了 51.89%。其次,针对高速量子密钥分发系统中多通道高速信号相位锁定问题进行了研究,采用时间数字转换TDC和相位内插PI方法闭环锁定多个高速串行收发器信号之间的相位,并且多路信号之间的延时在一定的范围内可调。TDC是基于Kintex Ultrascale 040 FPGA内部的进位链,时间分辨率为10.2 ps,测量精度为18 ps,通过多次测量进一步提高时间测量精度。最终控制多个高速串行收发器输出信号相位锁定在14.7ps的峰峰值和2.5 ps RMS。多通道高速信号相位锁定在量子光源时间一致性方面及一些大型核物理系统时间同步方面有着重要的运用。再次,针对高速量子密钥分发系统中收发两端高精度同步方式进行了研究。在实时量子密钥分发系统中,需要激光通信来支持经典数据的实时交互。区别于以前的同步光方案,本论文采用已有的激光通信信道进行同步信号的传递。通过采用低抖动CDR方式实现收发两端高精度的相位锁定,同步精度半高宽为30ps。另外通过分析光探测前端APD、跨阻放大器及限幅放大器的定时甄别原理,实现了对光功率变化不敏感的高精度时间同步。实测结果表明,当接收光功率从-41.4 dBm变化到-23.8 dBrm时,收发两端同步信号绝对位置偏移70ps。在实现高精度同步的同时,光通信系统的接收灵敏度依然可以达到-41.4 dBm。最后,本论文进行了高速实时量子密钥分发系统的研制,包括量子光源、激光通信、密钥后处理等各个模块。本论文主要对发射端量子光源模块及光通信模块进行设计。配合密钥后处理实现高速实时量子密钥分发。考虑实际星地链路系统衰减在-47.5dB～-38.5dB,我们采用桌面实验模拟此衰减并测试该高速实时量子密钥分发系统的性能。当系统衰减在-47.5dB到-38.5dB,信号态误码率为1.9%到0.8%。系统理论上安全成码率为397.5bit/s@-47.5dB和4.6kbit/s@-38.5dB。本论文的主要创新点在于:1.采用外部激光注入方法有效降低了增益开关半导体激光器产生光脉冲的强度抖动,有效提高了在大衰减情况下系统的安全成码率。考虑典型的QKD系统参数,在40dB衰减情况下,当光脉冲的相对强度抖动晃动从1.59%到1.15%时,系统的安全成码率提升了 51.89%。2.采用基于FPGA进位链TDC和高速串行收发器GTX的相位内插模块实现了多通道高速串行信号之间的相位锁定,相位锁定峰峰值为14.7ps,标准差RMS值是2.5ps,另外多通道信号之间的延时可根据需要进行改变。这极大的降低了量子密钥光源的研发难度。3.实现了一种内嵌于激光通信的收发两端高精度时间同步方案,在接收光功率不变时,收发两端同步精度半高宽为30ps,当接收光功率从-41.4dBm到-23.8dBm变化时,收发两端同步脉冲的绝对位置漂移70ps。4.实现了面向星地的高速实时量子密钥分发系统,当系统衰减在-47.5dB到-38.5dB,信号态误码率为1.9%到0.8%,系统理论上安全成码率为397.5bit/s@-47.5dB 和 4.6kbit/s@-38.5dB。
张强[7]（2019）在《旋转件应变测试的光电式传输研究》文中认为在主流双馈风力发电机组的运行故障中,齿轮箱故障的比例最高,风电齿轮箱的优化设计可以减少故障的发生,其中齿根应变测试法通过齿根应变波形从而计算齿轮的齿向载荷分布系数和载荷不均匀系数,可以为齿轮箱的轮齿修形技术和均载性能评估提供精确的技术指导,增加齿轮箱的寿命。传统测量得到齿根应变数据主要依靠接触式的滑环,风电机组单机功率的增加使得利用滑环进行数据传输的局限性越来越大。本文在传统滑环接触式数据传输方式上做进一步改进,设计出一个旋转件应变测试光电传输系统,利用光电非接触技术进行应变数据传输,拟对系统每一个模块进行具体设计和实验验证。首先,根据目前非接触信号传输技术的要求及传输方式的比较,阐述光电非接触数据传输的优点,进而提出旋转件应变测试系统的总体方案;在目前光调制方法中,通过在平均发射功率、平均带宽需求和传输容量这三个方面的比较,表明采用OOK光调制方法的优势。其次,根据应变测试的功能需求,针对于应变测试光电传输系统做相关硬件电路设计,包含有应变测量电路及放大模块、光发射电路、光接收电路、电源电路及不同工况下通信链路的设计;其完整的光电传输通道为实现数据传输奠定了基础。再次,根据应变系统的设计方案和应变数据的传输需求,搭建应变测试系统实验平台,选择合理的光电传输控制器及光通信帧格式结构,进行旋转侧和固定侧主控模块的设计;在固定侧主控模块设计中,提出利用DSP的eCAP模块结合Manchester数据编码方式进行同步头的捕获和数据位的识别的方法。最后,利用LabVIEW编写上位机应变数据监控界面,实现了应变数据的显示、数据保存;在应变测试系统整体运行中,与滑环数据传输做对比,验证光电数据传输的正确性,并进行光电数据不同传输距离、接收角度的通信性能测试。
徐晓[8]（2019）在《面向板级光互连的聚合物光波导及器件》文中进行了进一步梳理随着数据中心及高性能计算机的发展,其内部数据速率及吞吐量呈爆炸式增长,短距互连对互连带宽及互连密度的需求不断增长,传统电互连技术面临着前所未有的挑战。相比之下,光互连技术在传输带宽、互连密度、能耗以及抗电磁干扰等方面都具有显着优势。光互连技术正从长距离通信向板间及芯片间的板级光互连发展。在板级光互连传输媒质的选择中,聚合物光波导由于具有成本低、互连密度高、特别是制备工艺与传统印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）工艺兼容、能与普通PCB层压集成形成光电复合线路板（Optical Printed Circuit Board,OPCB）等优势,受到学术界及产业界的高度重视。基于多模聚合物光波导与850 nm波长光收发器的板级光互连技术已日臻成熟,成为目前板级光互连系统的主要解决方案。另一方面,片上光互连是实现下一代超高速、低功耗芯片的有效解决方案,工作在长波长的硅基光电集成被视为最有前途的片上光互连技术。在此背景下,工作在1310 nm及1550 nm波长的单模聚合物光波导被认为是实现芯片间高密度、高速光互连的关键传输媒质。此外,除了聚合物光波导本身,要实现具有特定功能及拓扑结构的板级光互连系统,聚合物波导器件也必不可少。其中,面向高密度互连的需求,能够三维（Three-dimensional,3D）集成的3D波导器件亟待发展。本文面向高速率、高密度板级光互连应用,对聚合物光波导及器件技术展开了如下工作:1.高性能、大带宽多模聚合物光波导设计与制备850 nm波长低损耗多模聚合物光波导与低成本、高密度集成光收发器结合成为目前板级光互连系统的主要解决方案。但是,多模色散限制了多模波导的传输带宽及传输距离。此外,面向互连长度长达1 m的板级光互连系统的产业化应用,多模聚合物光波导的综合性能有待于进一步研究。我们旨在通过选择材料体系,优化工艺,提高多模聚合物光波导的整体性能,以满足板级光互连系统的实用性需求。基于多模聚合物光波导,我们的相关研究工作如下:1)米级聚合物光波导设计、制备与性能评估通过选择合适的材料体系,优化工艺流程,成功实现了具有超低损耗（0.046 dB/cm）、超低串扰（小于-56 dB）的高性能米级多模聚合物光波导,并且实现了速率高达56 Gb/s的PAM4信号传输。通过老化测试及回流焊工艺测试,聚合物光波导表现出了良好的环境稳定性。实验结果表明所制备的多模聚合物光波导是实现高速率及高密度米级光互连系统的一种低成本、可靠的方案。2)基于3D直写的新型聚合物光波导设计与制备采用3D直写工艺成功制备了圆形聚合物光波导,实现了与多模光纤之间的超低耦合损耗。所制备的光波导展现出了超低损耗（小于0.044 dB/cm）及超低串扰（小于-58dB）的优良特性。通过优化工艺流程,首次成功制备了750 mm长多模圆形聚合物光波导,并完成了25 Gb/s NRZ信号无误码传输;首次在圆形聚合物光波导上实现了4×25Gb/s短波复用传输,验证了3D直写工艺制备的多模聚合物光波导在大带宽、高密度板级光互连系统中具有广阔的应用前景。2.1550 nm波长单模聚合物光波导设计与制备基于硅基光电子的片上光互连技术投入应用后,长波长的单模聚合物光波导将成为实现高速率、高密度单模板级光互连系统的关键媒质。其不仅要实现模块间及板间信号传输,还要实现硅基光波导与单模光纤之间的高效耦合。单模聚合物光波导尺寸只有多模波导的五分之一,对工艺要求更严苛。此外,波导的侧壁粗糙度对单模波导的影响更加明显。对此,我们首次采用商用聚合物材料,通过对折射率的精确调控,利用3D直写工艺成功制备了单模渐变折射率圆形聚合物光波导。由于不受侧壁粗糙度的影响,对于间距为50μm的单模聚合物光波导而言,相比于光刻工艺,采用3D直写工艺制备的光波导的串扰下降了20 dB。同时,圆形波导芯实现了波导与单模光纤低至0.78 dB的耦合损耗。我们完成了25 Gb/s NRZ信号的无误码传输,实现了1550 nm波长高密度、低串扰、高速率单模光互连。3.关键无源器件设计与制备基于聚合物光波导的板级光互连系统的优势之一体现在可以由集成化的波导器件实现分光、路由等功能。为了实现具有复杂功能的板级光互连系统,我们对聚合物光波导器件展开了如下几方面的研究:1)分束器/合束器的设计与制备采用光刻工艺成功制备了1×32 Y型波导分束器/合束器,实现了光信号的组播与多个信号的组合。所制备分束器的32个输出端口分光均匀,最大不均匀度为1.39 dB。同时,面向板级光互连系统高密度3D集成的需求,通过优化3D直写工艺流程,首次制备了性能优良的1×4 3D分束器/合束器,实现了多层聚合物光波导之间的分束与合束。所制备的3D分束器的插入损耗低至1.1 dB,四个端口的最大不均匀度为1.24 dB。当作为合束器时,四个端口的平均插入损耗低至1.73 dB。2)3D定向耦合器的设计与制备在单模板级光互连系统中,为了满足高密度3D集成的需求,我们首次采用3D直写工艺成功实现了3D定向耦合器的制备。通过优化结构设计,减小了液体流动的影响,实现了1550 nm波长58:23:19的分光比。3)模式复用/解复用器的设计与制备在板级光互连系统中,为了在不增加传输通道数量的情况下增加系统的传输容量,我们将模分复用（Mode division multiplexing,MDM）技术引入板级光互连系统中。采用基于波导拉锥定向耦合的设计,增加了工艺误差容限,并首次利用3D直写工实现了器件的制备。所制备的模式复用/解复用器在1550 nm波长附近100 nm带宽范围内实现了LP01模到LP11模大于0.93的模式转换效率,模式消光比大于23 dB。本文通过对高性能多模及单模聚合物光波导和关键器件的设计与制备,验证了聚合物波导及器件在大带宽、高密度板级光互连系统中的广阔应用前景。另一方面,我们采用3D直写工艺实现了多种聚合物光波导及3D器件的制备,表明了3D直写工艺在高速,尤其是3D高密度集成板级光互连应用中的巨大潜力。
陈婷[9]（2019）在《基于SiGe BiCMOS工艺的25Gbps光接收机前端电路设计》文中研究表明伴随通信技术的进步,人们对更快速的通信信道的要求也日益增长。传输带宽、传输损耗、抗干扰性能以及传输速率决定了整个通信系统的优劣,然而电传输网络因其有限的带宽以及发热引起的热损耗可能导致传输数据被破坏。与此同时,伴随着光电集成愈发成熟,不论分立元件,或是集成器件均取得突破性进展,所以光纤通信已经成为通信系统的最佳选择之一。光接收机的输出特性表明了整个光纤通信系统的性能,而其前端电路是光接收机最重要的一部分,因此光接收机前端电路的研究也是当前的热点。本文设计了一款25Gbps SiGe BiCMOS光接收机前端电路。本论文基于0.18μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一款以2.7V和3.3V为供给电压的25Gbps光接收机前端电路。由于前端电路的输出信号对后续的数据恢复部分（主要包括判决电路和时钟恢复模块）的影响很大,所以其性能参数需要较为严格。该电路后仿真结果是:68dBΩ的高跨阻增益,27.3GHz的带宽,-16.7dBm的灵敏度,701.5mV的差分输出摆幅,163mW的功耗等,并且在不同工艺角下进行仿真的结果也达到了预期。同时,根据指标要求,其输出回波损耗S22在21.1GHz的宽频带内都低于-15dB。本设计由跨阻放大器,两级限幅放大器以及输出缓冲器构成,考虑到差分信号的直流电平可能发生变化,后级电路会将此直流电平的变化放大,使得整体电路不是工作在正常区域,导致信号损毁,所以加入直流偏移消除模块。跨阻放大器将光电探测器中的光电流信号转换为电压信号,采用伪差分方式以抑制电源和衬底噪声。限幅放大器在放大前级电压信号的基础上,滤除太高或者太低的信号,使电路不至于在该信号下工作异常。该模块采用改进型Cherry-Hooper结构,在晶体管的基极和另一晶体管的集电极之间加入电阻,用以扩展电路的带宽,同时可以减小直流输出电平。为提升带宽并减小输出回波损耗,在输出缓冲电路中引入并联电感峰化技术,以此引入零点,补偿产生的极点。
侯欢[10]（2021）在《基于FPGA的旋转件测试信号的无线传输系统研究》文中研究指明在大型旋转机械的传动系统中,其旋转部件的性能及安全性起着至关重要的作用,因此对旋转部件的参数,如压力、应变、扭矩、振动等状态进行在线测试,可以检测出系统运行的环境对旋转构件的强度、性能、寿命、安全等方面的影响。在风力发电机中,对其旋转部件齿轮箱的应变参数进行测试,可以有效的评估其运行状态,从而延长其使用寿命。本文在对旋转件测试信号传输技术深入分析之后,针对现有接触式测试信号传输技术的不足,并结合旋转件测试信号传输技术要求,研究并设计了一种基于FPGA的旋转件测试信号的无线传输系统,主要研究内容如下:首先,针对接触式数据传输存在的问题,提出了非接触式的数据传输方案,之后通过分析几种非接触式数据传输原理及传输性能,选择采用快速且可靠性高的红外无线数据传输方式,进而构建了旋转件应变测试的红外无线数据传输整体方案;根据光信号传输设计的要求,对三种光调制方法的性能进行了分析比较,提出采用脉冲位置调制（Pulse position modulation,PPM）的光调制方法,提高了光传输的平均功率利用率。其次,详细论述了PPM的编码理论以及通信系统中位同步和帧同步的原理,利用可编程器件资源丰富,构建数字电路灵活等特点,给出了基于FPGA的PPM调制解调系统的实现方法,并进行了仿真验证;考虑到在红外光电传输过程中有许多数据干扰问题,选用并编写CRC校验进行差错控制,提高了红外数据传输的可靠性。再次,根据旋转件测试系统要求,设计相关硬件电路并搭建应变测试实验平台,介绍了各个硬件电路的功能及工作原理,构建满足本课题要求的红外通信链路设计;对整个红外无线数据的传输进行了完善,将接收到的数据通过FPGA的UART传给PC端,实现了FPGA与PC端的串口通信。最后,利用Matlab编写了上位机旋转件测试信号无线数据监控界面,该界面可以实现对数据的缓存和将数据波形实时显示的功能;对整个系统进行一系列可靠性和通信性能的测试实验以及与有线的滑环测试实验进行对比,验证了该系统能实现对应变数据的测试和传输,进而避免了有线数据传输带来的各种弊端。
二、PIN光接收器测试系统研究（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、PIN光接收器测试系统研究（论文提纲范文）
（1）高速硅光电探测器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 高速硅光电探测器的国内外研究现状 |
| 1.3 高速硅光电探测器的等效电路分析方法 |
| 1.4 主要工作内容及论文架构 |
| 第二章 高速光电探测器的基本理论 |
| 2.1 基本理论基础 |
| 2.1.1 工作原理 |
| 2.1.2 光的吸收 |
| 2.1.3 载流子的输运 |
| 2.2 光电探测器的几种主要常见结构 |
| 2.3 光电探测器的主要性能指标 |
| 2.3.1 量子效率和响应度 |
| 2.3.2 暗电流和噪声 |
| 2.3.3 电容 |
| 2.3.4 频率响应 |
| 2.4 频率响应限制因素分析 |
| 2.4.1 载流子输运限制 |
| 2.4.2 传统的RC时间常数限制 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 新型耦合等效电路模型的提出和分析 |
| 3.1 提出耦合等效电路模型 |
| 3.2 利用耦合等效电路分析频率响应 |
| 3.2.1 耦合等效电路图 |
| 3.2.2 反射系数拟合和传统RC参数提取 |
| 3.2.3 频率响应拟合和载流子限制RC参数提取 |
| 3.2.4 传统RC和各个载流子限制RC参数的限制效应 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于外延垂直结构的高速硅光电探测器 |
| 4.1 基本结构 |
| 4.2 工艺仿真 |
| 4.2.1 结构选择 |
| 4.2.2 截止环 |
| 4.3 高速硅光电探测器的性能测试 |
| 4.3.1 I-V特性 |
| 4.3.2 C-V特性 |
| 4.3.3 响应度 |
| 4.3.4 频率响应 |
| 4.4 耦合等效电路分析 |
| 4.4.1 耦合等效电路 |
| 4.4.2 反射系数拟合和传统RC参数提取 |
| 4.4.3 频率响应拟合和载流子限制RC参数提取 |
| 4.4.4 传统RC和各个载流子限制RC参数的限制效应 |
| 4.5 改进结构 |
| 4.5.1 器件结构及性能测试 |
| 4.5.2 耦合等效电路分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 未来工作思考 |
| 5.1 深N阱结构 |
| 5.2 工艺仿真 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（2）可见光通信CMOS集成光电器件及差分光接收机的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 可见光通信技术研究背景 |
| 1.1.1 可见光通信与LED |
| 1.1.2 可见光通信系统组成 |
| 1.2 可见光通信的研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 集成可见光通信的研究现状 |
| 1.3 集成可见光通信的研究意义及挑战 |
| 1.4 论文研究内容及结构安排 |
| 第2章 可见光通信系统光源的研究 |
| 2.1 LED发光的理论基础 |
| 2.1.1 LED发光原理 |
| 2.1.2 LED常见制备材料 |
| 2.1.3 LED电光特性 |
| 2.2 CMOS Si-LED的研究 |
| 2.2.1 CMOS Si-LED的研究意义 |
| 2.2.2 高光功率密度的CMOS Si-LED的研究 |
| 2.2.3 基于CMOS多晶硅LED的片上可见光光互连系统 |
| 2.3 可见光通信系统光源对比与分析 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 可见光通信彩色光电探测器芯片的设计与测试 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 硅基标准CMOS光电探测器 |
| 3.2.1 光电探测器的主要性能参数 |
| 3.2.2 常见的标准CMOS光电探测器 |
| 3.3 导模共振效应 |
| 3.4 彩色光电探测器芯片设计 |
| 3.5 彩色光电探测器芯片测试 |
| 3.6 性能对比 |
| 3.7 小结 |
| 第4章 可见光全差分OEIC光接收机芯片的设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 OEIC光接收机基础理论 |
| 4.2.1 光接收机的性能指标 |
| 4.2.2 标准CMOS光接收机电路 |
| 4.2.3 光接收机的带宽拓展技术 |
| 4.3 全差分OEIC光接收机的光电探测器设计 |
| 4.3.1 光电探测器带宽提高技术和光谱响应分析 |
| 4.3.2 全差分光电探测器设计 |
| 4.4 全差分OEIC光接收机的电路设计 |
| 4.4.1 差分跨阻放大器 |
| 4.4.2 均衡器 |
| 4.4.3 差分限幅放大器 |
| 4.4.4 50Ω输出缓冲级 |
| 4.5 仿真结果 |
| 4.6 小结 |
| 第5章 可见光差分OEIC光接收机芯片的测试 |
| 5.1 可见光光接收机测试方法 |
| 5.1.1 可见光OEIC光接收机频率响应测试方法 |
| 5.1.2 可见光OEIC光接收机数据传输速率和误码率测试方法 |
| 5.2 伪差分OEIC光接收机芯片测试 |
| 5.3 全差分OEIC光接收机芯片测试 |
| 5.4 伪差分与全差分光接收机的性能对比与分析 |
| 5.5 集成可见光接收机芯片的性能对比 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 可见光通信光电双控负阻芯片的设计与测试 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 负阻直流参数 |
| 6.3 负阻芯片结构及工作原理 |
| 6.3.1 器件结构 |
| 6.3.2 工作原理 |
| 6.4 负阻芯片测试结果与分析 |
| 6.4.1 电压控制负阻特性 |
| 6.4.2 光控负阻特性 |
| 6.4.3 光控器件的S型负阻特性 |
| 6.5 性能对比 |
| 6.6 小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（3）应用于可见光通信系统的APD器件研究（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 半导体光电探测器 |
| 1.2.1 PIN光电二极管探测器 |
| 1.2.2 拉通型雪崩二极管 |
| 1.2.3 单光子雪崩二极管 |
| 1.2.4 线性雪崩二极管 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 论文的研究内容和组织结构 |
| 1.4.1 论文研究内容 |
| 1.4.2 论文组织结构 |
| 第2章 硅基半导体光电器件的理论分析 |
| 2.1 光电二极管 |
| 2.1.1 光电效应 |
| 2.1.2 吸收系数 |
| 2.1.3 量子效率和响应度 |
| 2.1.4 渡越时间 |
| 2.2 雪崩光电二极管 |
| 2.2.1 雪崩倍增原理 |
| 2.2.2 电离率 |
| 2.2.3 DC特性 |
| 2.2.4 AC特性 |
| 2.2.5 光电频率响应 |
| 2.2.6 额外噪声因子 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 应用于VLC系统的CMOS APD器件设计 |
| 3.1 应用于VLC的 CMOS APD器件 |
| 3.2 CMOS APD器件结构 |
| 3.2.1 器件基本结构 |
| 3.2.2 STI保护环 |
| 3.3 CMOS APD的结构设计及工艺流程 |
| 3.4 CMOS APD性能分析 |
| 3.4.1 电场分布 |
| 3.4.2 I-V特性 |
| 3.4.3 响应度 |
| 3.4.4 带宽 |
| 3.4.5 额外噪声因子 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 应用于VLC系统的CMOS APD器件的性能优化 |
| 4.1 CMOS APD设计目标 |
| 4.2 CMOS APD器件结构优化分析及工艺流程 |
| 4.3 CMOS APD器件性能分析 |
| 4.3.1 电场分布 |
| 4.3.2 I-V特性分析 |
| 4.3.3 响应度 |
| 4.3.4 带宽 |
| 4.3.5 额外噪声因子 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果 |
（4）2.5Gbps光接收机前置放大器的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光通信技术背景与研究意义 |
| 1.2 光接收机研究现状与发展趋势 |
| 1.3 本论文的主要内容与结构安排 |
| 第二章 相关理论分析 |
| 2.1 光接收机基础理论 |
| 2.1.1 光接收机主要组成 |
| 2.1.2 光接收机前端中的误码源 |
| 2.1.3 误码率与Q因子 |
| 2.1.4 接收灵敏度 |
| 2.1.5 眼图的应用 |
| 2.2 跨阻放大器TIA |
| 2.3 跨阻放大器的频率响应与噪声分析 |
| 2.3.1 电阻负载型 |
| 2.3.2 共栅跨阻级 |
| 2.3.3 电阻负反馈跨阻级 |
| 2.4 自动增益控制电路 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 2.5GBPS光接收机前置放大器的设计 |
| 3.1 前置放大器系统指标 |
| 3.2 信号通道电路设计 |
| 3.2.1 跨阻放大器级 |
| 3.2.2 差分增益级 |
| 3.2.3 输出驱动 |
| 3.3 电源与光探测器偏置电路设计 |
| 3.3.1 片内电源设计与基准 |
| 3.3.2 光探测器偏置电路 |
| 3.4 版图设计与可靠性 |
| 3.4.1 信号间的串扰 |
| 3.4.2 减小寄生电容的设计 |
| 3.4.3 对称性设计 |
| 3.4.4 天线效应以及应力的避免 |
| 3.5 芯片静电泄放(ESD)防护设计 |
| 3.5.1 ESD模型 |
| 3.5.2 芯片ESD防护设计 |
| 3.6 总图仿真结果与分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 测试与分析 |
| 4.1 TIA的封装 |
| 4.2 测试平台搭建 |
| 4.3 测试数据分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全文总结 |
| 5.1 本文的主要工作 |
| 5.2 本文不足以及改进 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（5）基于可见光通信和感知技术的室内应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 LED可见光定位技术的研究现状 |
| 1.2.2 LED可见光感知技术的研究现状 |
| 1.3 主要工作和论文结构 |
| 第二章 可见光通信和感知技术的理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 LED介绍及特性说明 |
| 2.3 可见光接收方式 |
| 2.3.1 LED通信的链接方式 |
| 2.3.2 相机作为光接收器 |
| 2.3.3 LED灯作为光接收器 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于单个LED灯的可见光室内定位问题研究 |
| 3.1 .引言 |
| 3.2 .系统概述 |
| 3.3 .基于单个LED灯的可见光室内定位模型 |
| 3.3.1 LED身份识别方法 |
| 3.3.2 惯性测量计算 |
| 3.3.3 计算机视觉图像处理 |
| 3.3.4 定位算法 |
| 3.3.5 角度校准 |
| 3.4 .设计拓展及讨论 |
| 3.5 .实验与分析 |
| 3.5.1 实验环境设计 |
| 3.5.2 实验结果分析 |
| 3.6 .本章小结 |
| 第四章 基于LED感知的地下停车场车位检测问题研究 |
| 4.1 .引言 |
| 4.2 .系统概述 |
| 4.3 .可见光地下停车场车位检测判断模型 |
| 4.3.1 模型结构 |
| 4.3.2 LED阵列作为光接收器 |
| 4.3.3 LED可见光信号处理 |
| 4.3.4 车位检测判断方法 |
| 4.4 .设计拓展及讨论 |
| 4.5 .实验与分析 |
| 4.5.1 实验环境设计 |
| 4.5.2 实验结果分析 |
| 4.6 .本章小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 .总结 |
| 5.2 .展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（6）自由空间高速实时量子密钥分发系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 量子通信的背景 |
| 1.2 量子通信发展的现状 |
| 1.2.1 光纤量子通信 |
| 1.2.2 自由空间量子通信 |
| 1.2.3 量子通信黑客攻击 |
| 1.3 量子通信系统同步方案概述 |
| 1.4 高速实时量子密钥分发需求 |
| 1.5 论文结构 |
| 第二章 高速量子光源关键技术的研制 |
| 2.1 经典量子密钥分发的原理 |
| 2.2 高速QKD量子光源关键技术分析 |
| 2.3 强度稳定量子光源 |
| 2.3.1 GSSL光脉冲 |
| 2.3.2 注入锁定 |
| 2.3.3 强度晃动对QKD成码率的影响 |
| 2.4 多通道同步 |
| 2.4.1 高速串行收发器 |
| 2.4.2 多通道同步方法 |
| 2.4.3 多激光器时间一致性测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 量子通信系统时间同步 |
| 3.1 需求 |
| 3.2 光通信系统 |
| 3.2.1 光通信系统设计 |
| 3.2.2 光通信系统参数 |
| 3.3 时间同步 |
| 3.3.1 光通信内嵌时间同步方案 |
| 3.3.2 高精度相位锁定 |
| 3.3.3 绝对位置漂移问题分析及解决 |
| 3.3.4 同步性能测试 |
| 3.3.5 理论分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高速实时QKD系统设计 |
| 4.1 发射端设计 |
| 4.1.1 量子光源 |
| 4.1.2 发射端控制模块 |
| 4.2 接收端设计 |
| 4.2.1 BB84解码模块 |
| 4.2.2 地面控制模块 |
| 4.3 光通信模块 |
| 4.3.1 方案设计 |
| 4.3.2 光通信硬件设计 |
| 4.3.3 光通信软件设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 高速实时QKD系统测试与分析 |
| 5.1 量子光源性能测试 |
| 5.1.1 时间一致性测试 |
| 5.1.2 光谱一致性测试 |
| 5.1.3 功率一致性测试 |
| 5.1.4 偏振对比度测试 |
| 5.2 激光通信性能测试 |
| 5.3 电回环测试系统 |
| 5.4 系统成码率与误码率分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（7）旋转件应变测试的光电式传输研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 旋转件信号测试方式 |
| 1.2.1 接触式 |
| 1.2.2 非接触式 |
| 1.2.3 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容及章节安排 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 全文章节安排 |
| 2 旋转件应变测试系统方案设计 |
| 2.1 非接触信号传输技术 |
| 2.1.1 非接触信号传输要求 |
| 2.1.2 非接触信号传输方式概述 |
| 2.1.3 非接触传输方式的比较 |
| 2.2 旋转件应变测试系统总体方案设计 |
| 2.3 光信号调制技术性能分析及选择 |
| 2.3.1 光调制方法概述 |
| 2.3.2 光调制方法的性能分析 |
| 2.3.3 调制技术性能对比 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 应变测试的光电数据传输硬件设计 |
| 3.1 应变测试的功能要求 |
| 3.2 应变测量电路及放大电路设计 |
| 3.3 光发射电路与接收电路设计 |
| 3.3.1 光发射电路设计 |
| 3.3.2 光接收电路设计 |
| 3.4 电源电路设计 |
| 3.5 通信链路设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 应变测试系统光电传输控制器设计及平台搭建 |
| 4.1 光电传输控制器介绍 |
| 4.1.1 光电传输控制器的选择 |
| 4.1.2 光电传输控制器芯片功能简介 |
| 4.2 旋转件应变测试光电传输实验平台搭建 |
| 4.3 编解码与光通信帧格式的选择 |
| 4.3.1 编解码的选择 |
| 4.3.2 光通信帧格式的设计 |
| 4.4 旋转侧主控模块设计 |
| 4.5 固定侧主控模块设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 系统的上位机通信及运行测试 |
| 5.1 上位机监控界面设计及通信 |
| 5.1.1 SCI通信 |
| 5.1.2 监控界面的设计 |
| 5.2 应变测试系统运行测试 |
| 5.2.1 应变放大模块以及光发收电路运行测试 |
| 5.2.2 应变测试系统整体运行测试 |
| 5.2.3 系统光电传输通信性能测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）面向板级光互连的聚合物光波导及器件（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光互连技术的研究背景 |
| 1.1.1 光互连技术的优势 |
| 1.1.2 光互连技术的发展趋势 |
| 1.2 板级光互连系统的关键技术 |
| 1.2.1 有源器件 |
| 1.2.2 耦合方式 |
| 1.2.3 传输媒质 |
| 1.2.4 无源器件 |
| 1.3 聚合物光波导的制备 |
| 1.3.1 聚合物材料 |
| 1.3.2 聚合物光波导制备工艺 |
| 1.4 板级光互连的实现方式及研究现状 |
| 1.4.1 多模解决方案 |
| 1.4.2 单模解决方案 |
| 1.5 本论文结构安排及主要内容 |
| 第二章 波导模式分析与仿真计算 |
| 2.1 平板光波导 |
| 2.1.1 平板光波导的亥姆霍兹方程 |
| 2.1.2 TE模和TM模的色散方程 |
| 2.2 矩形光波导 |
| 2.2.1 马卡梯里近似解法 |
| 2.2.2 有效折射率法 |
| 2.3 光波导模式仿真计算方法 |
| 2.3.1 有限元法 |
| 2.3.2 光束传播法 |
| 2.4 波导间耦合 |
| 2.4.1 耦合模理论 |
| 2.4.2 定向耦合器 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 高性能、大带宽多模聚合物光波导设计与制备 |
| 3.1 多模聚合物光波导的模式分析及带宽计算 |
| 3.1.1 模场分布 |
| 3.1.2 模式分析 |
| 3.1.3 带宽计算 |
| 3.2 矩形波导芯多模聚合物光波导制备与性能分析 |
| 3.2.1 多模聚合物光波导的光刻工艺参数 |
| 3.2.2 FR-4 衬底上多模光波导的光学性能及带宽分析 |
| 3.2.3 柔性光波导的制备与性能分析 |
| 3.2.4 米级聚合物光波导性能的综合评价 |
| 3.3 圆形波导芯多模聚合物光波导的制备与测试分析 |
| 3.3.1 3D直写工艺参数 |
| 3.3.2 光学性能评估 |
| 3.3.3 高速传输性能评估 |
| 3.3.4 双层聚合物光波导 |
| 3.4 多模聚合物光波导集成 |
| 3.4.1 封装MT接头的柔性光波导 |
| 3.4.2 FR-4 衬底上聚合物光波导的压板集成 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 1550 nm波长单模聚合物光波导设计与制备 |
| 4.1 单模聚合物光波导设计 |
| 4.1.1 矩形单模聚合物光波导的设计 |
| 4.1.2 圆形单模聚合物光波导的设计 |
| 4.2 矩形单模聚合物光波导的制备与性能分析 |
| 4.2.1 单模光波导光刻工艺参数 |
| 4.2.2 光学性能分析 |
| 4.3 圆形单模聚合物光波导的制备与测试分析 |
| 4.3.1 圆形单模聚合物光波导的制备 |
| 4.3.2 光学性能评估 |
| 4.3.3 高速传输性能评估 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 聚合物波导器件的设计与制备 |
| 5.1 Y型分束器/合束器 |
| 5.1.1 平面Y型分束器/合束器设计与制备 |
| 5.1.2 3D Y型分束器/合束器设计与制备 |
| 5.2 定向耦合器 |
| 5.2.1 2D定向耦合器设计与制备 |
| 5.2.2 3D定向耦合器设计与制备 |
| 5.3 模式复用/解复用器 |
| 5.3.1 基于少模波导拉锥的模式复用/解复用器设计与制备 |
| 5.3.2 基于双波导拉锥的模式复用/解复用器设计与制备 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 攻读学位期间参与的项目 |
（9）基于SiGe BiCMOS工艺的25Gbps光接收机前端电路设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 光纤通信系统简介 |
| 1.3 光接收机简介 |
| 1.4 光接收机的国内外研究进展 |
| 1.5 论文研究内容及组织结构 |
| 第二章 SiGe BiCMOS光接收机前端电路设计基础 |
| 2.1 前端放大电路的主要特征参数 |
| 2.1.1 眼图、噪声及灵敏度 |
| 2.1.2 传输速率及带宽 |
| 2.1.3 跨阻增益及S参数 |
| 2.2 前端放大电路概述 |
| 2.2.1 输入级放大器的分类 |
| 2.2.2 跨阻放大器的性能分析 |
| 2.2.3 限幅放大器的性能分析 |
| 2.2.4 输出缓冲器的性能分析 |
| 2.3 带宽扩展技术 |
| 2.3.1 电感峰化 |
| 2.3.2 电容简并 |
| 2.3.3 截止频率倍增 |
| 2.3.4 负密勒电容 |
| 第三章 SiGe BiCMOS光接收机前端电路设计 |
| 3.1 前端电路的工艺选择及整体架构 |
| 3.2 前端电路主通路设计 |
| 3.2.1 跨阻放大器设计 |
| 3.2.2 限幅放大器设计 |
| 3.2.3 输出缓冲级设计 |
| 3.3 直流偏移消除电路设计 |
| 第四章 版图设计与验证 |
| 4.1 版图设计要点 |
| 4.1.1 版图设计规则 |
| 4.1.2 天线效应 |
| 4.1.3 闩锁效应 |
| 4.1.4 寄生参数 |
| 4.1.5 金属走线的载流能力及其他技巧 |
| 4.2 芯片版图后仿真 |
| 4.2.1 电磁仿真 |
| 4.2.2 芯片版图后仿真总体结果 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术成果 |
| 致谢 |
（10）基于FPGA的旋转件测试信号的无线传输系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状及发展趋势 |
| 1.2.1 国外测试信号传输发展概况 |
| 1.2.2 国内测试信号传输发展概况 |
| 1.2.3 测试信号传输的发展趋势 |
| 1.3 本文主要工作及章节安排 |
| 2 旋转件应变测试系统总体方案设计 |
| 2.1 测试信号传输方式 |
| 2.1.1 接触式传输 |
| 2.1.2 非接触式传输 |
| 2.2 非接触式信号传输技术理论 |
| 2.2.1 非接触式信号传输的要求 |
| 2.2.2 非接触式信号传输的方式 |
| 2.3 光电数据传输系统的基本组成 |
| 2.3.1 光信号传输设计原理 |
| 2.3.2 光信号传输实现方式 |
| 2.4 光信号调制方法比较及选择 |
| 2.4.1 光信号传输设计要求 |
| 2.4.2 光调制方法及原理 |
| 2.4.3 调制方法性能比较 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于FPGA的 PPM调制解调系统设计 |
| 3.1 嵌入式处理器性能的分析与选择 |
| 3.2 PPM调制系统的设计及仿真 |
| 3.2.1 PPM的数学模型 |
| 3.2.2 PPM调制系统设计 |
| 3.2.3 PPM调制系统仿真 |
| 3.3 PPM解调系统的设计及仿真 |
| 3.3.1 位同步设计原理 |
| 3.3.2 帧同步设计原理 |
| 3.3.3 边沿脉冲信号设计原理 |
| 3.3.4 PPM解调系统设计 |
| 3.3.5 PPM解调系统仿真 |
| 3.4 CRC生成器及CRC校验 |
| 3.4.1 CRC校验的原理 |
| 3.4.2 CRC校验的实现 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 应变测试系统硬件电路设计 |
| 4.1 应变信号的测量 |
| 4.1.1 应变电桥的设计 |
| 4.1.2 放大电路的设计 |
| 4.1.3 多路复用器的设计 |
| 4.2 光发射电路及光接收电路设计 |
| 4.2.1 电源电路设计 |
| 4.2.2 光发射电路设计 |
| 4.2.3 光接收电路设计 |
| 4.3 光通信链路设计 |
| 4.4 实验平台的搭建 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 上位机监控界面设计与系统性能测试 |
| 5.1 UART通信接口电路设计 |
| 5.2 系统上位机设计与整体联调 |
| 5.2.1 上位机界面总体设计 |
| 5.2.2 图形界面布局 |
| 5.2.3 M文件回调函数设计 |
| 5.3 系统运行及性能测试 |
| 5.3.1 系统整体运行测试 |
| 5.3.2 与滑环测试实验对比 |
| 5.3.3 数据传输性能测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
四、PIN光接收器测试系统研究（论文参考文献）
- [1]高速硅光电探测器的研究[D]. 詹雪娇. 北京邮电大学, 2020
- [2]可见光通信CMOS集成光电器件及差分光接收机的研究[D]. 丛佳. 天津大学, 2020(01)
- [3]应用于可见光通信系统的APD器件研究[D]. 曾虹谙. 重庆邮电大学, 2020(02)
- [4]2.5Gbps光接收机前置放大器的设计与实现[D]. 陈勇屹. 电子科技大学, 2020(07)
- [5]基于可见光通信和感知技术的室内应用研究[D]. 陈静. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [6]自由空间高速实时量子密钥分发系统关键技术研究[D]. 谢虹波. 中国科学技术大学, 2019(02)
- [7]旋转件应变测试的光电式传输研究[D]. 张强. 北京交通大学, 2019(01)
- [8]面向板级光互连的聚合物光波导及器件[D]. 徐晓. 上海交通大学, 2019(06)
- [9]基于SiGe BiCMOS工艺的25Gbps光接收机前端电路设计[D]. 陈婷. 武汉大学, 2019(06)
- [10]基于FPGA的旋转件测试信号的无线传输系统研究[D]. 侯欢. 北京交通大学, 2021