卒業研究報告

卒業研究報告 題 目 VCSEL-array 指導教員 報告者 平成 14 年 2 月 5 日 高知工科大学電子 光システム工学科

1-1 3 2-1 5 2-2 7 3-1-1 VCSEL 8 3-1-2 VCSEL VCSEL-array 8 3-2 9 3-3 10 3-4-1 VCSEL 10 3-4-2 15 3-4-3 16 3-5-1 VCSEL-array 19 3-5-2 21 3-5-3 22 3-5-4 VCSEL-array 24 3-5-5 30 4-1 VCSEL Array 31 4-2 31 32 33

1-1 IT Backbone Network Anytime Anywhere Anyone User Friendly End to End Last 20meter connectivitym

LED LD LD:VCSEL VCSEL

2-1 LAN 1GHz 3GHz 10GHz 30GHz 60GHz 1 赤外線 2.4Gbps 帯 19GHz 帯 固定巨大ビーム方式 拡散方式 速度 11Mbps 50Mbps ~100Mbps ~1Mbps コスト 中 非常に高 中 安 移動体への適正 通信範囲 広い 中 見通し遠距離可 狭い ライセンス 不要 要 不要 不要 備考 周波数割り当て上伝搬使用では高速は困難高速は困難 ビル間通信固定 高速不可 LAN

1 IEC 2 3 4 1 2 2001 11 2 日本ビクター ( 株 ) 光無線 HUB 型名 OA-C31 データ転送速度 最大 100Mbps ポート 100BASE-TX( 半二重 ) 1 ポート 接続ポートカテゴリ 5 以上の UTP 最長 100m 通信範囲 動作温度 角度垂直下より ±70 距離 1m~2.7m( 垂直下 ) 1m~5m( 垂直下より ±70 ) 0 ~40 動作湿度 20%~85%( 結露なきこと ) 電源電圧 消費電力 AC100V 24W 寸法 直径 180mm 高さ 240mm 質量 2.9kg( 本体 ) HUB 200MB

Windows2000 HUB 3m 100Base-T 1 5MB/s=40Mbps 6.6MB/s=52.8Mbps 9 5 Windows2000 11MB/s HDD IEEE802.11b 300kB/s ノード 3m HUB イーサカード 無線 3m 有線 100Mbps HUB イーサカード 100Mbps CPU モバイルインテルCeleron 600MHz メモリ 128MB(64MB 増設 ) HDD 10GB OS Windows2000 1 2-2 THz Data

3-1-1 VCSEL LED LD VCSEL 3-1-2 VCSEL VCSEL-array VCSEL 850 10 4mW 2.5Gbps 光 2 VCSEL VCSEL-array Array-[] VCSEL ( ) 3 VCSEL-array

3-2 Tracking VCSEL-array VCSEL-array VCSEL 単一 VCSEL VCSEL-array 4 VCSEL VCSEL-array VCSEL VCSEL-array VCSEL-array

3-3 VCSEL-array VCSEL VCSEL-array 3-4-1 VCSEL VCSEL 3 VCSEL LD MITEL VCSEL Laser Diode 1A444 BIAS KENWOOD PR18-1.2A LD LD Pulse Pattern Generator HEWLETT PACKAED 81104A 80MHz APD HAMATSU C5331-03 Oscilloscope Agilent infiniium DCA 86110A APD DC Agilent E3610A APD Digital Multimeter DL-711 Optical Power Meter ADVANTEST TQ8210 LD

VCSEL 5 LD VCSEL 9 10 6 ave P1 P2 I mod η 2Pave Er Er + 1 Pave Er +1 7

I [ma] 25 信号 9.8 3.8 1.6 2.2 1.9 V [V] 5 VCSEL P1 Er P0 0mW 6 P1 P2 Er

R BIASSET(kΩ) 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 20 40 60 I BIAS(mA) R MODSET(kΩ) 12 10 8 6 4 2 0 0 5 10 15 20 25 30 MODULATION CURRENT(mAp-p) 7 VCSEL 信号伝送部 C1 1μF R2 3.6kΩ C2 0.1μF R3 1.3kΩ C3 0.01μF R4 3.6kΩ C4 0.01μF R5 100kΩ C5 0.01μF R6 2.7kΩ C6 0.01μF R7 4.8kΩ C7 0.01μF R8 1.8Ω C8 0.01μF R9 15kΩ L1 10μH R10 8.3kΩ L2 10μH R11 18Ω R1 1.3kΩ R12 24Ω 8 VCSEL R9 R10

BIAS 電流 DC パルスパターンジェネレータ Data Data LD 光 APD サンプリングオシロスコープ 9 10 APD

3-4-2 11 Data Data PPG 12 11 VCSEL

変調電圧 V Data 2 1 2 1 LD 77.5Mbps 遅延長 36.75cm 2 1 Data 12 3-4-3 LD Mbps MHz /MHz 13 14

1.75V 2ns 13 15mV 5ns 14 VCSEL APD

APD 100MHz 15 2 8-1 NRZ PRBS 16 1.75V 2ns 15 30mV 2ns 16 VCSEL APD

3-5-1 VCSEL-array VCSEL VCSEL-array VCSEL-array VCSEL 2 VCSEL1 LD 4 VCSEL-array 機器 メーカー型番 用途 LD Fuji Xerox VCSEL array 1844B25L 光送信部 BIAS 電源 KENWOOD PR18-1.2A LD にバイアス電流を供給及び LD ドライバに電力を供給 Pulse Pattern HEWLETT PACKAED Generator 81104A 80MHz 信号を入力する APD モジュール HAMATSU C5331-03 LDの光を受ける Oscilloscope Agilent infiniium DCA 86110A APD の受信した光出力を測定する DC 電源 Agilent E3610A APD を駆動する Digital Mutimeter DL-711 電圧値 抵抗値を測定する Optical Power Meter ADVANTEST TQ8210 LD からの平均光パワーを測定する VCSEL-array 18 LD 2 1

VCSEL-array 信号伝送部 C1 1μF L2 10μH R10 4.8kΩ C2 0.1μF R1 68Ω R11 20Ω C3 0.03μF R2 180Ω R12 15kΩ C4 0.01μF R3 680Ω R13 3MΩ C5 0.01μF R4 1.8kΩ R14 20Ω C6 0.01μF R5 100kΩ R15 15kΩ C7 0.01μF R6 2.7kΩ R16 3MΩ C8 0.01μF R7 4.8kΩ R17 18Ω C9 0.01μF R8 100kΩ R18 24Ω L1 10μH R9 2.7kΩ 17 VCSEL-array R12 R15 R13 R16

I [ma] 信号 1.82 2.23 2.0 V [V] 18 VCSEL-array VCSEL-array VCSEL 1 VCSEL 18 3-5-2 VCSEL 2 PPG 1 19

+5V +5V 信号 1 信号 1 GND GND VIN+ GND VIN+ +5V +5V VIN- VIN- 信号 2 GND GND GND 19 VCSEL VCSEL-array VCSEL R C 3-5-3 20 21 PCBE A B C D E

チップ抵抗接合部 チップコンデンサ接合部 ドライバ 1 ドライバ 2 VCSEL-array GND 信号入力 電源 20 ポジ感光基盤 紫外線 マスク 現像液 エッチング液 A B C D 現像液 E 紫外線 21

電源信号入力 GND ドライバ 1 ドライバ 2 チップ抵抗接合部 チップコンデンサ接合部 VCSEL-array 22 VCSEL-array LD 2 LD VCSEL 3-5-4 VCSEL-array VCSEL 23 1 0 24 VCSEL VCSEL-array 4 VCSEL 30mV VCSEL-array 120mV

1.75V 5ns 23 40mV 5ns 24 VCSEL-array APD

Data 25 VCSEL 26 1.75V 2ns 25 30mV 2ns 26 VCSEL-array APD 0

1 CH1 CH2 27 15mV 15mV 5ns 5ns 27 VCSEL-array APD VCSEL NRZ 1Ch - -

VCSEL-array APD HAMAMATSU C5331-03 0 APD 28 0 6 0 9 11 0 150 100 光出力信号強度 [mv] 50 0-15 -10-5 0 5 10 15-50 -100 角度 [ ] 28 VCSEL-array

APD 29 6 0 10 150 100 光出力信号強度 [mv] 50 0-20 -15-10 -5 0 5 10 15 20-50 -100 角度 [ ] 29 VCSEL-array VCSEL 2Ch 0 APD

3-5-5 LD 30 VCSEL-array 30 1 0 2 8-1 NRZ PRBS LD

4-1 VCSEL Array VCSEL VCSEL-array VCSEL-array VCSEL-array 4-2 1 LD GND 2 LD 1 VCSEL LD 5V 2 30mA BIAS 60mA LD 3 LD LD Channel

100Mbps Gbps LD 31 アライナー 光 光 A A B 光ステーション 光ステーション B C C 31 PC

VCSEL-array VCSEL 4 VCSEL VCSEL VCSEL-array

: M.Ishikawa : C: My Download Files : C: WINDOWS Application Data Microsoft Templates Normal.dot : : : : : : 2002/02/02 19:10 : 34 : 2002/02/12 16:32 : : 682 : 2002/02/12 16:45 : 34 : 2,064 ( ) : 11,769 ( )