光互连网络技术

第一部分  光互连的基础知识
第1章  概述
1.1  光互连网络概念及背景
1.2  从光的本性讨论实现光互连的物理依据
1.3  光互连系统的一些技术特性
1.4  光互连的发展史
参考文献
第2章  计算机系统体系结构概述
2.1  概述
2.2  巨型计算机
2.2.1  巨型计算机的定义
2.2.2  巨型计算机并行处理的粒度
2.2.3  MPP系统与并行处理器系统的定义
2.2.4  MPP系统和并行向量系统之间的差别
2.3  计算机分类学
2.3.1  Flynn分类法
2.3.2  Skillicorn分类学
2.3.3  Bell的分类学
2.3.4  Frietman-van Nifterick分类学
2.4  巨型计算机体系结构的分类学
2.4.1  光互连网络设计过程中的体系结构与物理结构
2.4.2  并行计算机扩展
2.5  结论和展望
参考文献
第3章  光互连网络概述
3.1  概述
3.1.1  大规模并行计算机中的互连网络
3.1.2  电互连的优势与限制
3.1.3  光互连的优越性
3.1.4  光互连技术的实现方式
3.2  网络拓扑学
3.2.1  网络拓扑的基本概念
3.2.2  基本网络拓扑类型
3.2.3  多级开关网络（multistage networks）
3.3  并行计算机系统中的光纤互连技术
3.3.1  光互连网络的多路复用
3.3.2  多路复用的类型
3.3.3  光的多路解复用
3.3.4  加/减多路复用
3.4  同步光网络
3.4.1  SONET标准
3.4.2  环状结构SONET
3.5  密集波分复用（DWDM）
3.5.1  光谱传输的窗口
3.5.2  DWDM的发展
3.5.3  DWDM的运行
3.5.4  放大器和DWDM
参考文献
第4章  光互连系统
4.1  概述
4.1.1  并行处理系统互连网络主要参数
4.1.2  提高互连网络性能的途径
4.1.3  光网络的评价特性
4.2  并行计算机系统中的光纤互连技术
4.2.1  光电混合互连
4.2.2  光纤镶嵌机敏层互连背板
4.2.3  光纤与光源的耦合
4.3  光电混合光纤互连方式
4.3.1  并行处理系统中光互连网络的特点
4.3.2  并行光互连链路
4.3.3  聚合物光导材料与光互连
4.3.4  WDM技术与光互连
4.4  自由空间光互连背板
4.4.1  自由空间多面镜光互连
4.4.2  透镜-多面镜连接器
4.4.3  透镜-多面镜组合光学背板的相关器件
4.4.4  自由空间多成像互连背板
4.4.5  动态实验测量
4.4.6  光学模块的模拟
4.5  平板波导双向光背板总线
4.5.1  计算机电子背板总线系统限制
4.5.2  双向光背板总线体系结构
4.5.3  多机系统光背板总线实验结果
4.5.4  光背板总线系统的理论限制
4.5.5  总线协议适用于光背板总线系统
4.5.6  双向光背板总线质量的影响因子
4.6  基于智能像素自由空间光互连
4.6.1  自由空间互连与智能像素概述
4.6.2  智能像素三维光互连系统
4.6.3  VCSEL/Si智能像素阵列
4.6.4  智能像素阵列光机处理系统
4.6.5  智能像素阵列的封装
4.7  空分-波分复用联合的广播和选择（B&S）交换系统
参考文献
第二部分  光互连网络器件基础
第5章  器件制备技术概述
5.1  半导体衬底制备
5.1.1  直拉法生长硅单晶
5.1.2  GaAs的生长
5.2  扩散掺杂和离子注入
5.2.1  扩散
5.2.2  离子注入
5.3  光刻技术
5.3.1  集成电路设计中的光刻概述
5.3.2  接触式/接近式光刻机
5.3.3  投影光刻机
5.3.4  掩模缺陷检测和分辨率提高
5.3.5  光刻胶
5.4  物理淀积薄膜制备
5.4.1  蒸发
5.4.2  溅射
5.4.3  化学气相淀积
5.5  外延生长
5.5.1  外延生长原理
5.5.2  外延生长设备
5.6  器件隔离
5.6.1  PN结隔离和氧化物隔离
5.6.2  硅的局部氧化隔离技术
5.6.3  沟槽隔离
5.6.4  绝缘体上硅隔离技术
5.6.5  半绝缘衬底
5.7  器件接触和金属化
5.7.1  肖特基接触与欧姆接触
5.7.2  合金接触与多层金属化
参考文献
第6章  光源及探测器
6.1  光电子器件概述
6.1.1  激光器
6.1.2  光电探测器及阵列光电导探测器
6.1.3  无源光电子器件
6.1.4  光纤器件
6.1.5  二元光学元件
6.2  光电子材料
6.2.1  铁电氧化物基材料
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  有机聚合物材料
6.2.7  磁光材料
6.2.8  LiF材料
6.3  发光二极管
6.3.1  发光二极管的结构和基本工作原理
6.3.2  高速发光二极管
6.3.3  超辐射发光二极管（SLD）
6.4  半导体激光二极管和激光器组件
6.4.1  半导体激光二极管的应用和分类
6.4.2  法布里-珀罗型激光二极管
6.4.3  分布反馈激光二极管和分布布拉格反射器激光二极管
6.4.4  量子阱激光器
6.4.5  垂直腔面发射激光器（VCSEL）
6.4.6  激光器组件
6.4.7  衡量激光二极管和激光器组件的常用参数
6.5  光电探测器和光接收组件
6.5.1  PN结光电二极管
6.5.2  肖特基光电二极管
6.5.3  集成光学型光电探测器
6.5.4  光接收组件
6.5.5  光电探测器和光接收组件常用参数
参考文献
第7章  光互连网络中的光集成器件
7.1  集成光学器件概述
7.2  集成光学调制器
7.2.1  铁电晶体集成光学器件
7.2.2  波导Mach-Zehnder干涉仪型电光调制器
7.2.3  对集成光学调制器的性能要求
7.2.4  其他集成光学调制器
7.3  III-V族半导体集成光学器件
7.3.1  GaAs基集成光学器件
7.3.2  InP基集成光学器件
7.4  硅基集成光学器件
7.4.1  硅光波导
7.4.2  SiO2光波导
7.4.3  硅光波导集成光学器件
7.4.4  SiO2基波导集成光学器件
7.5  聚合物基集成光学器件
7.5.1  聚合物光波导
7.5.2  聚合物光功率分配器
7.5.3  聚合物波导偏振分束器和偏振器
7.5.4  聚合物基波分复用器/解复用器
7.5.5  聚合物波导光束偏转器
7.6  SiO2基PLC平台上的混合集成技术
7.6.1  多芯片光混合集成技术
7.6.2  光电多芯片组件集成技术
7.6.3  PLC光收发两用机组件
7.6.4  PLC平台多信道LD组件
7.6.5  PLC波导隔离器
7.6.6  PLC高速混合集成光接收机阵列组件
参考文献
第三部分  光互连技术
第8章  光链路技术
8.1  计算机光互连技术概况
8.1.1  计算机高速互连协议
8.1.2  计算机专用互连系统
8.2  计算机时分复用光纤互连技术
8.2.1  时分复用高速光互连链路
8.2.2  时分复用高速光互连环网
8.2.3  光互连环网的扩展
8.3  计算机波分复用光互连网络
8.3.1  计算机双波长环网
8.3.2  粗波分复用光互连网络
8.4  计算机空间红外无线互连技术
8.4.1  计算机间红外数据链路
8.4.2  计算机红外无线网络
参考文献
第9章  光开关在光互连技术中的应用
9.1  概述
9.1.1  网络中开关的作用
9.1.2  开关在网络中的作用
9.1.3  各种开关方式
9.1.4  ATM交换
9.1.5  光学对开关技术的作用
9.2  光开关的原理
9.2.1  光开关是实现光交换的核心器件
9.2.2  光交叉连接
9.2.3  光分插复用器
9.3  光开关的结构
9.3.1  光开关的性能及参数
9.3.2  光开关的分类及其原理
9.3.3  其他类型光开关
9.4  光交换原理和光开关矩阵
9.5  自由空间光开关
9.5.1  自由空间光学
9.5.2  SEED开关
9.5.3  EARS开关
9.5.4  智能像素
9.5.5  多级光束位移器型光开关
9.5.6  相干光光开关
9.6  热光型光开关
9.6.1  热光型光开关原理
9.6.2  2 ´ 2热-光开关和复用器/解复用器
9.6.3  N ´ N热-光矩阵光开关
9.6.4  热-光数字开关
9.7  聚合物波导调制器和开关
9.7.1  聚合物波导调制器
9.7.2  聚合物数字开关
9.7.3  聚合物热光开关
参考文献
第10章  全息术用于交换技术
10.1  全息术的基本原理
10.1.1  全息术的基本概念
10.1.2  体全息图及布拉格选择性
10.2  全息光互连原理及方法
10.3  全息复用技术
10.3.1  空间复用技术
10.3.2  随机位相编码复用
10.3.3  位移复用
10.3.4  角度复用
10.4  全息互连元件的制作
10.4.1  全息透镜阵列
10.4.2  交叉光互连全息元件
10.4.3  光互连主板
10.4.4  多级衍射全息光栅
10.5  可擦除全息记录与全息图的固化
10.5.1  光折变全息存储机理
10.5.2  可擦除全息记录
10.5.3  全息图的热固定
10.5.4  全息图的光固定
10.6  计算全息图
10.6.1  相息图
10.6.2  Dammann光栅和位相光栅
10.6.3  位相计算全息光栅
10.7  全息图用于光互连网络中的交换
10.7.1  全混洗网络
10.7.2  蝶型互连
10.7.3  印刷电路板之间的全息光互连
10.7.4  多级扇出/扇入互连网络
10.8  多级电控全息交叉互连
参考文献
第11章  实时空间光调制器用于光交换
11.1  概述
11.1.1  实时空间光调制器
11.1.2  光学空间光调制器互连网络模型
11.2  液晶光阀实时空间光调整器用于光交换
11.2.1  液晶材料
11.2.2  液晶光阀器件
11.2.3  阴极射线管耦合液晶光阀
11.2.4  液晶光阀实时空间调制器互连方案
11.3  声光调制器光互连方案
11.3.1  声光器件的原理和结构
11.3.2  声光调制器
11.3.3  声光光子开关光互连
11.4  数字微镜器件光学交叉开关
11.5  折变晶体光互连
11.5.1  光折变晶体概述
11.5.2  光折变晶体互连方案
参考文献
第12章  光纤旋转连接器
12.1  概述
12.2  光纤旋转连接器的种类及工作原理
12.2.1  光纤旋转连接器的种类
12.2.2  光纤旋转连接器的工作原理
12.2.3  光纤连接器的装配误差
12.3  透镜扩束旋转连接器
12.3.1  透镜扩束旋转连接器原理
12.3.2  自聚焦透镜旋转连接器
12.4  有源光纤旋转连接器
12.4.1  单通道有源光纤旋转连接器
12.4.2  多通道有源光纤旋转连接器
12.5  无源光纤旋转连接器
12.5.1  无源光纤旋转连接器的发展
12.5.2  无源光纤旋转连接器的类型
12.5.3  单通道无源光纤旋转连接器
12.5.4  多通道无源光纤旋转连接器
12.5.5  菲涅耳透镜的多通道光纤旋转连接器
12.6  多波长光纤旋转连接器
12.6.1  无源多路空间光旋转连接器
12.6.2  红外旋转连接器
12.6.3  红外旋转连接器的角度偏差、离轴偏差和轴向偏差
参考文献
编后语