自古以来,人类采用各种方式来传递信息。从古代的烽火通信、飞鸽传书到现代的电报、电话和计算机通信,人类对于信息的需求量越来越大。目前较短距离的通信(如芯片,电路板)是通过电互连来实现信息的传输,随着集成度的提高,电互连自身的限制越来越突出。它存在着信号串扰、时钟信号歪斜、电磁干扰、集成密度高以及功耗大等问题,这些问题使电互连技术成为限制系统性能的重要瓶颈。芯片与芯片之间的光互连技术则具有低损耗、高带宽、大容量、无串扰、抗电磁干扰等优点,很好地提高了传输速率和互连的可靠性,使光互连成为解决电互连问题的一个有效方法。本文主要针对印刷电路板(Printed circuit board, PCB)板内芯片与芯片之间的光互连进行研究。首先从理论上分析光在平面波导和矩形波导中传输的过程并计算光在波导中传输模式。根据激发的模式来判断光在波导中传输的情况,进而测量传输损耗。接下来,在近年来光互连研究成果的基础上,通过对已有的结构进行改进,提出一种新的设计结构。并从以下三个方面对该结构进行了研究,第一：矩形波导设计与制作。矩形波导通过掩膜版曝光显影工艺流程来实现,通过掩膜版的设计可以精确控制波导的尺寸,对矩形波导的进行通光测试和波导损耗的计算,均得到比较好的结果,满足通信中对损耗的要求。第二：斜面倾角的制作以及镀膜。本论文中采用的反射结构直接在矩形波导上实现,相比于以往的结构有很大改进,这种方式使光的传输和反射都在波导上完成,减少了以往二者之间过渡产生的损耗,同时对斜面镀膜进行分析,研究不同材料和不同膜厚对反射的影响。第三：耦合器的设计。由于垂直共振腔表面发射激光器(Vertical cavity surface emitting laser, VCSEL)与波导的距离会影响光耦合进波导中能量的大小,也就是说会产生损耗,本论文的创新之处就是通过设计一个高度可以控制的圆柱耦合器,这样就可以调整激光器和波导之间的距离,结合光互连中的结构,找到合适的距离,使光互连装置设计简单又能减少损耗,对光互连的应用具有重要意义。最后,对上述结构进行通光测试并分析测试结果,计算波导的传输损耗、插入损耗、耦合损耗和斜面反射效率。说明增加圆柱耦合装置的优势,对不足的地方提出改进方案。