高速率多通道光接收器件关键技术研究

In very short reach area,compare with high speed Serial optical communications, the parallel communications has some Obvious advantages, such as System complexity, devices constitute, protocol architecture and the cost. This project will study some basic problems as follows. The basic problems of the monolithically integrated for optical receiver. The parameter characteristics andcircuit compatibility of the photo-detector array. The theories of the precision alignment for the PD array to optical fiber array. The project will also consider the designs of the low-noise and low-power for the receiver, the series of bottleneck of the modulation rate and the heat dissipation with the receiver's rate reach to 5 Gbit/s，the multi-channel test and electromagnetic crosstalk of the receiver.

在甚短距离（通讯距离小于600 米）光通讯领域，与高速串行光通讯技术相比，高速并行光传输方案在系统复杂度、器件构成、协议构架和成本方面有着显著的优势。本项目研究高速率并行光传输方案中的准单片集成光接收器件的相关基础问题，研究基于高速光探测器列阵的结构参数特性、应用参数特性以及与电子电路兼容性，研究提高高速光探测器列阵与并行光纤列阵的精密耦合对准的方法及相关理论，研究高速并行光探测器列阵与专用集成电路芯片的准单片集成的方法及相关理论，拟解决高速并行光接收器件的高速率、低噪声、低功耗设计，并行通道之间的串扰抑制问题，解决并行传输中单通道速率在达到或超过5Gbit/s 时，由于调制速率、带宽、体积、散热等因素限制所带来的一系列瓶颈问题。解决高速并行光接收器件的多通道测试与电磁串扰问题。

本项目研究了高速率并行光传输方案中的准单片集成光接收器件的相关基础问题，研究基于高速光探测器列阵的结构参数特性、应用参数特性以及与电子电路兼容性，设计了一种适用于高速并行光接收器件的高速探测器，并对探测器性能进行了分析研究。研究了提高高速光探测器列阵与并行光纤列阵的精密耦合对准的方法及相关理论，研究高速并行光探测器列阵与专用集成电路芯片的准单片集成的方法及相关理论，设计了一种精度可以达到微米量级的耦合对准方案。研究了高速并行光接收器件的高速率、低噪声、低功耗设计，并行通道之间的串扰抑制问题，进行了高速并行光接收前端放大电路阵列的设计与研究。基于对调制速率、带宽、体积、散热等对高速并行光传输方案的影响，研究并设计了高速并行光接收模块的专用光学组件，设计并制作了专用高速印刷电路板，并进行了封装与测试。高速并行光接收模块的使用，可以大幅度提高短距离局域网的传输速度，由于采用并行的通讯方式，避开了超高速器件的使用，在甚短距离的光通讯方面占有明显的成本优势。可以带动应用短距离高速传输技术的并行高速计算机等相关产业的发展。