光互連網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

第一部分  光互連的基礎(chǔ)知識
第1章  概述
1.1  光互連網(wǎng)絡(luò)概念及背景
1.2  從光的本性討論實(shí)現(xiàn)光互連的物理依據(jù)
1.3  光互連系統(tǒng)的一些技術(shù)特性
1.4  光互連的發(fā)展史
參考文獻(xiàn)
第2章  計(jì)算機(jī)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)概述
2.1  概述
2.2  巨型計(jì)算機(jī)
2.2.1  巨型計(jì)算機(jī)的定義
2.2.2  巨型計(jì)算機(jī)并行處理的粒度
2.2.3  MPP系統(tǒng)與并行處理器系統(tǒng)的定義
2.2.4  MPP系統(tǒng)和并行向量系統(tǒng)之間的差別
2.3  計(jì)算機(jī)分類學(xué)
2.3.1  Flynn分類法
2.3.2  Skillicorn分類學(xué)
2.3.3  Bell的分類學(xué)
2.3.4  Frietman-van Nifterick分類學(xué)
2.4  巨型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的分類學(xué)
2.4.1  光互連網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)過程中的體系結(jié)構(gòu)與物理結(jié)構(gòu)
2.4.2  并行計(jì)算機(jī)擴(kuò)展
2.5  結(jié)論和展望
參考文獻(xiàn)
第3章  光互連網(wǎng)絡(luò)概述
3.1  概述
3.1.1  大規(guī)模并行計(jì)算機(jī)中的互連網(wǎng)絡(luò)
3.1.2  電互連的優(yōu)勢與限制
3.1.3  光互連的優(yōu)越性
3.1.4  光互連技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式
3.2  網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵W(xué)
3.2.1  網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞幕靖拍?br />3.2.2  基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漕愋?br />3.2.3  多級開關(guān)網(wǎng)絡(luò)（multistage networks）
3.3  并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的光纖互連技術(shù)
3.3.1  光互連網(wǎng)絡(luò)的多路復(fù)用
3.3.2  多路復(fù)用的類型
3.3.3  光的多路解復(fù)用
3.3.4  加/減多路復(fù)用
3.4  同步光網(wǎng)絡(luò)
3.4.1  SONET標(biāo)準(zhǔn)
3.4.2  環(huán)狀結(jié)構(gòu)SONET
3.5  密集波分復(fù)用（DWDM）
3.5.1  光譜傳輸?shù)拇翱?br />3.5.2  DWDM的發(fā)展
3.5.3  DWDM的運(yùn)行
3.5.4  放大器和DWDM
參考文獻(xiàn)
第4章  光互連系統(tǒng)
4.1  概述
4.1.1  并行處理系統(tǒng)互連網(wǎng)絡(luò)主要參數(shù)
4.1.2  提高互連網(wǎng)絡(luò)性能的途徑
4.1.3  光網(wǎng)絡(luò)的評價(jià)特性
4.2  并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的光纖互連技術(shù)
4.2.1  光電混合互連
4.2.2  光纖鑲嵌機(jī)敏層互連背板
4.2.3  光纖與光源的耦合
4.3  光電混合光纖互連方式
4.3.1  并行處理系統(tǒng)中光互連網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)
4.3.2  并行光互連鏈路
4.3.3  聚合物光導(dǎo)材料與光互連
4.3.4  WDM技術(shù)與光互連
4.4  自由空間光互連背板
4.4.1  自由空間多面鏡光互連
4.4.2  透鏡-多面鏡連接器
4.4.3  透鏡-多面鏡組合光學(xué)背板的相關(guān)器件
4.4.4  自由空間多成像互連背板
4.4.5  動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)測量
4.4.6  光學(xué)模塊的模擬
4.5  平板波導(dǎo)雙向光背板總線
4.5.1  計(jì)算機(jī)電子背板總線系統(tǒng)限制
4.5.2  雙向光背板總線體系結(jié)構(gòu)
4.5.3  多機(jī)系統(tǒng)光背板總線實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.5.4  光背板總線系統(tǒng)的理論限制
4.5.5  總線協(xié)議適用于光背板總線系統(tǒng)
4.5.6  雙向光背板總線質(zhì)量的影響因子
4.6  基于智能像素自由空間光互連
4.6.1  自由空間互連與智能像素概述
4.6.2  智能像素三維光互連系統(tǒng)
4.6.3  VCSEL/Si智能像素陣列
4.6.4  智能像素陣列光機(jī)處理系統(tǒng)
4.6.5  智能像素陣列的封裝
4.7  空分-波分復(fù)用聯(lián)合的廣播和選擇（B&S）交換系統(tǒng)
參考文獻(xiàn)
第二部分  光互連網(wǎng)絡(luò)器件基礎(chǔ)
第5章  器件制備技術(shù)概述
5.1  半導(dǎo)體襯底制備
5.1.1  直拉法生長硅單晶
5.1.2  GaAs的生長
5.2  擴(kuò)散摻雜和離子注入
5.2.1  擴(kuò)散
5.2.2  離子注入
5.3  光刻技術(shù)
5.3.1  集成電路設(shè)計(jì)中的光刻概述
5.3.2  接觸式/接近式光刻機(jī)
5.3.3  投影光刻機(jī)
5.3.4  掩模缺陷檢測和分辨率提高
5.3.5  光刻膠
5.4  物理淀積薄膜制備
5.4.1  蒸發(fā)
5.4.2  濺射
5.4.3  化學(xué)氣相淀積
5.5  外延生長
5.5.1  外延生長原理
5.5.2  外延生長設(shè)備
5.6  器件隔離
5.6.1  PN結(jié)隔離和氧化物隔離
5.6.2  硅的局部氧化隔離技術(shù)
5.6.3  溝槽隔離
5.6.4  絕緣體上硅隔離技術(shù)
5.6.5  半絕緣襯底
5.7  器件接觸和金屬化
5.7.1  肖特基接觸與歐姆接觸
5.7.2  合金接觸與多層金屬化
參考文獻(xiàn)
第6章  光源及探測器
6.1  光電子器件概述
6.1.1  激光器
6.1.2  光電探測器及陣列光電導(dǎo)探測器
6.1.3  無源光電子器件
6.1.4  光纖器件
6.1.5  二元光學(xué)元件
6.2  光電子材料
6.2.1  鐵電氧化物基材料
6.2.2  玻璃基材料
6.2.3  硅基材料
6.2.4  III-V族化合物
6.2.5  II-VI族化合物
6.2.6  有機(jī)聚合物材料
6.2.7  磁光材料
6.2.8  LiF材料
6.3  發(fā)光二極管
6.3.1  發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)和基本工作原理
6.3.2  高速發(fā)光二極管
6.3.3  超輻射發(fā)光二極管（SLD）
6.4  半導(dǎo)體激光二極管和激光器組件
6.4.1  半導(dǎo)體激光二極管的應(yīng)用和分類
6.4.2  法布里-珀羅型激光二極管
6.4.3  分布反饋激光二極管和分布布拉格反射器激光二極管
6.4.4  量子阱激光器
6.4.5  垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）
6.4.6  激光器組件
6.4.7  衡量激光二極管和激光器組件的常用參數(shù)
6.5  光電探測器和光接收組件
6.5.1  PN結(jié)光電二極管
6.5.2  肖特基光電二極管
6.5.3  集成光學(xué)型光電探測器
6.5.4  光接收組件
6.5.5  光電探測器和光接收組件常用參數(shù)
參考文獻(xiàn)
第7章  光互連網(wǎng)絡(luò)中的光集成器件
7.1  集成光學(xué)器件概述
7.2  集成光學(xué)調(diào)制器
7.2.1  鐵電晶體集成光學(xué)器件
7.2.2  波導(dǎo)Mach-Zehnder干涉儀型電光調(diào)制器
7.2.3  對集成光學(xué)調(diào)制器的性能要求
7.2.4  其他集成光學(xué)調(diào)制器
7.3  III-V族半導(dǎo)體集成光學(xué)器件
7.3.1  GaAs基集成光學(xué)器件
7.3.2  InP基集成光學(xué)器件
7.4  硅基集成光學(xué)器件
7.4.1  硅光波導(dǎo)
7.4.2  SiO2光波導(dǎo)
7.4.3  硅光波導(dǎo)集成光學(xué)器件
7.4.4  SiO2基波導(dǎo)集成光學(xué)器件
7.5  聚合物基集成光學(xué)器件
7.5.1  聚合物光波導(dǎo)
7.5.2  聚合物光功率分配器
7.5.3  聚合物波導(dǎo)偏振分束器和偏振器
7.5.4  聚合物基波分復(fù)用器/解復(fù)用器
7.5.5  聚合物波導(dǎo)光束偏轉(zhuǎn)器
7.6  SiO2基PLC平臺上的混合集成技術(shù)
7.6.1  多芯片光混合集成技術(shù)
7.6.2  光電多芯片組件集成技術(shù)
7.6.3  PLC光收發(fā)兩用機(jī)組件
7.6.4  PLC平臺多信道LD組件
7.6.5  PLC波導(dǎo)隔離器
7.6.6  PLC高速混合集成光接收機(jī)陣列組件
參考文獻(xiàn)
第三部分  光互連技術(shù)
第8章  光鏈路技術(shù)
8.1  計(jì)算機(jī)光互連技術(shù)概況
8.1.1  計(jì)算機(jī)高速互連協(xié)議
8.1.2  計(jì)算機(jī)專用互連系統(tǒng)
8.2  計(jì)算機(jī)時(shí)分復(fù)用光纖互連技術(shù)
8.2.1  時(shí)分復(fù)用高速光互連鏈路
8.2.2  時(shí)分復(fù)用高速光互連環(huán)網(wǎng)
8.2.3  光互連環(huán)網(wǎng)的擴(kuò)展
8.3  計(jì)算機(jī)波分復(fù)用光互連網(wǎng)絡(luò)
8.3.1  計(jì)算機(jī)雙波長環(huán)網(wǎng)
8.3.2  粗波分復(fù)用光互連網(wǎng)絡(luò)
8.4  計(jì)算機(jī)空間紅外無線互連技術(shù)
8.4.1  計(jì)算機(jī)間紅外數(shù)據(jù)鏈路
8.4.2  計(jì)算機(jī)紅外無線網(wǎng)絡(luò)
參考文獻(xiàn)
第9章  光開關(guān)在光互連技術(shù)中的應(yīng)用
9.1  概述
9.1.1  網(wǎng)絡(luò)中開關(guān)的作用
9.1.2  開關(guān)在網(wǎng)絡(luò)中的作用
9.1.3  各種開關(guān)方式
9.1.4  ATM交換
9.1.5  光學(xué)對開關(guān)技術(shù)的作用
9.2  光開關(guān)的原理
9.2.1  光開關(guān)是實(shí)現(xiàn)光交換的核心器件
9.2.2  光交叉連接
9.2.3  光分插復(fù)用器
9.3  光開關(guān)的結(jié)構(gòu)
9.3.1  光開關(guān)的性能及參數(shù)
9.3.2  光開關(guān)的分類及其原理
9.3.3  其他類型光開關(guān)
9.4  光交換原理和光開關(guān)矩陣
9.5  自由空間光開關(guān)
9.5.1  自由空間光學(xué)
9.5.2  SEED開關(guān)
9.5.3  EARS開關(guān)
9.5.4  智能像素
9.5.5  多級光束位移器型光開關(guān)
9.5.6  相干光光開關(guān)
9.6  熱光型光開關(guān)
9.6.1  熱光型光開關(guān)原理
9.6.2  2 ´ 2熱-光開關(guān)和復(fù)用器/解復(fù)用器
9.6.3  N ´ N熱-光矩陣光開關(guān)
9.6.4  熱-光數(shù)字開關(guān)
9.7  聚合物波導(dǎo)調(diào)制器和開關(guān)
9.7.1  聚合物波導(dǎo)調(diào)制器
9.7.2  聚合物數(shù)字開關(guān)
9.7.3  聚合物熱光開關(guān)
參考文獻(xiàn)
第10章  全息術(shù)用于交換技術(shù)
10.1  全息術(shù)的基本原理
10.1.1  全息術(shù)的基本概念
10.1.2  體全息圖及布拉格選擇性
10.2  全息光互連原理及方法
10.3  全息復(fù)用技術(shù)
10.3.1  空間復(fù)用技術(shù)
10.3.2  隨機(jī)位相編碼復(fù)用
10.3.3  位移復(fù)用
10.3.4  角度復(fù)用
10.4  全息互連元件的制作
10.4.1  全息透鏡陣列
10.4.2  交叉光互連全息元件
10.4.3  光互連主板
10.4.4  多級衍射全息光柵
10.5  可擦除全息記錄與全息圖的固化
10.5.1  光折變?nèi)⒋鎯?chǔ)機(jī)理
10.5.2  可擦除全息記錄
10.5.3  全息圖的熱固定
10.5.4  全息圖的光固定
10.6  計(jì)算全息圖
10.6.1  相息圖
10.6.2  Dammann光柵和位相光柵
10.6.3  位相計(jì)算全息光柵
10.7  全息圖用于光互連網(wǎng)絡(luò)中的交換
10.7.1  全混洗網(wǎng)絡(luò)
10.7.2  蝶型互連
10.7.3  印刷電路板之間的全息光互連
10.7.4  多級扇出/扇入互連網(wǎng)絡(luò)
10.8  多級電控全息交叉互連
參考文獻(xiàn)
第11章  實(shí)時(shí)空間光調(diào)制器用于光交換
11.1  概述
11.1.1  實(shí)時(shí)空間光調(diào)制器
11.1.2  光學(xué)空間光調(diào)制器互連網(wǎng)絡(luò)模型
11.2  液晶光閥實(shí)時(shí)空間光調(diào)整器用于光交換
11.2.1  液晶材料
11.2.2  液晶光閥器件
11.2.3  陰極射線管耦合液晶光閥
11.2.4  液晶光閥實(shí)時(shí)空間調(diào)制器互連方案
11.3  聲光調(diào)制器光互連方案
11.3.1  聲光器件的原理和結(jié)構(gòu)
11.3.2  聲光調(diào)制器
11.3.3  聲光光子開關(guān)光互連
11.4  數(shù)字微鏡器件光學(xué)交叉開關(guān)
11.5  折變晶體光互連
11.5.1  光折變晶體概述
11.5.2  光折變晶體互連方案
參考文獻(xiàn)
第12章  光纖旋轉(zhuǎn)連接器
12.1  概述
12.2  光纖旋轉(zhuǎn)連接器的種類及工作原理
12.2.1  光纖旋轉(zhuǎn)連接器的種類
12.2.2  光纖旋轉(zhuǎn)連接器的工作原理
12.2.3  光纖連接器的裝配誤差
12.3  透鏡擴(kuò)束旋轉(zhuǎn)連接器
12.3.1  透鏡擴(kuò)束旋轉(zhuǎn)連接器原理
12.3.2  自聚焦透鏡旋轉(zhuǎn)連接器
12.4  有源光纖旋轉(zhuǎn)連接器
12.4.1  單通道有源光纖旋轉(zhuǎn)連接器
12.4.2  多通道有源光纖旋轉(zhuǎn)連接器
12.5  無源光纖旋轉(zhuǎn)連接器
12.5.1  無源光纖旋轉(zhuǎn)連接器的發(fā)展
12.5.2  無源光纖旋轉(zhuǎn)連接器的類型
12.5.3  單通道無源光纖旋轉(zhuǎn)連接器
12.5.4  多通道無源光纖旋轉(zhuǎn)連接器
12.5.5  菲涅耳透鏡的多通道光纖旋轉(zhuǎn)連接器
12.6  多波長光纖旋轉(zhuǎn)連接器
12.6.1  無源多路空間光旋轉(zhuǎn)連接器
12.6.2  紅外旋轉(zhuǎn)連接器
12.6.3  紅外旋轉(zhuǎn)連接器的角度偏差、離軸偏差和軸向偏差
參考文獻(xiàn)
編后語