引用本文:
吕艳华,刘奂奂,庞拂飞:热熔处理聚合物光互连波导传输损耗特性[J]. 光通信技术,2019,43(4):42-45.
吕艳华1,刘奂奂2,庞拂飞2
(1.上海大学 计算中心,上海 200444; 2.上海大学 通信与信息工程学院,上海200444)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:印刷光互连背板技术是解决未来大尺寸、高速板上数据互连的重要方案,在超宽带光通信、大型数据中心和超级计算机等领域具有广阔应用前景。针对互连背板上聚合物光波导低损耗传输的关键问题,提出基于热熔工艺的光波导处理技术以降低其光传输损耗。实验研究表明:在160℃热熔处理温度条件下,实现了光波导传输损耗的降低。基于该技术有望在现有工艺基础上实现光波导传输性能的提升,因此具有重要的实际应用价值。
关键词:热熔处理;光互连;聚合物光波导
中图分类号:TN252 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2019)04-0042-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.04.009
0 引言
近些年,随着大数据和云计算时代的到来,通信技术得到飞速发展,信息传输速率和传输带宽大幅提升[1,2],对于数据互连硬件系统传输性能的要求也越来越高,传统的电互连技术受限于传输带宽和易受电磁干扰的问题,逐渐显露出在高速通信上的技术瓶颈[3]。为此,人们探索一种更高速率、易于集成和能满足人们日益增长的信息需求的新互连技术——光互连。在高速互连链路上,光互连作为传统的电互连的一种替代技术,其与电互连相比具有传输速率与互连通道无关、无电磁干扰、互连密度高、带宽高和功耗低等优点[4,5]。在众多板级光互连技术中,聚合物光波导印制背板是实现中短距离光互连的重要方案,然而,随着光互连背板尺寸的不断提升,常规聚合物光波导的传输损耗高的问题越来越突出,已经成为制约其应用推广的关键瓶颈。
热熔处理技术在光波导领域具有非常广泛的应用,2004年,美国密歇根大学的L. Guo等人提出利用热熔工艺对聚苯乙烯光波导环形谐振腔器件进行处理,有效降低了光波导表面粗糙度,进而减少了光传输损耗,损耗降低量达74dB/cm[6],此后,基于热熔处理的光波导器件被成功应用于生化传感器[7]。2010年,美国MIT的J. Hu等人利用热熔工艺对As2S3硫属玻璃
光波导进行处理,处理后的光波导传输损耗降低了50%[8]。2018年,瑞典皇家理工学院的A. Marinins等人利用热熔工艺对硅基上的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)光波导进行了处理,几乎消除了由于光波导表面粗糙度而引入的光损耗[9]。然而,在基于背板聚合物互连光波导领域,还没有开展相关研究。本文从实验上初步探索热熔工艺对聚合物互连光波导传输损耗特性的影响。
5 结束语
本文通过实验研究了热熔处理工艺对互连光波导传输损耗性能的影响,通过改变热熔工艺温度及处理持续时间2个参量,初步探索了商用印刷光互连背板光波导传输损耗变化情规律。通过实验测试分析得到:当热熔处理温度为160℃,处理持续时间为1h时,热熔处理传输损耗性能改善最优,光传输损耗平均值降低量约0.19dB/cm,对于大尺寸印刷光互连背板(如长度大于50cm)的应用目标而言,总的光传输损耗降低量将十分可观。因此,本文的研究在未来大尺寸光互连系统开发中具有重要作用。