[发明专利]红外光探测器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光探测器，特别是涉及一种基于铌酸锂结构氧化物单晶的红外光探测器。

背景技术

对于激光能量、功率、脉宽和波形的探测，不仅对激光器件和基础研究非常重要，而且在军事、国防、农业、资源开采、交通等方面也具有非常广泛的用途。已经发展了如热电、光电、热释电等各种类型的激光探测器，以热电探测器件为例，虽然响应范围宽，但响应时间比较慢，多为毫秒级，所以人们仍然一直在探索快响应、高灵敏度的新型激光探测器。

中国专利申请CN1883050A公开了一种硅基肖特基势垒红外光检测器。如图1和图2所示，该红外线检测器包括，硅衬底、绝缘体层26(通常为二氧化硅)和厚度小于1微米的平面的硅表层28，其中平面的硅表面层28称为平面的SOI层28。沿平面SOI层28的一部分定面32形成硅化物条30。在硅化物条30上设置第一电触点34，形成光检测器20的第一电极。直接在平面SOI层28上沿其定面32设置第二电触点36。保持硅化物条30与平面SOI层28的边缘32-L和32-R相距一定距离。通过避免硅化物30与SOI层的尖锐的较和边缘的重叠，暗电流被显著地减少。该申请通过减少暗电流，虽然对响应有一定的改善，但是没有提高到毫秒量级。

铌酸锂型结构氧化物单晶(如LiNbO₃、LiTaO₃等)具有压电、光电及声光特性，具有广泛的应用前景。由于具有声波传输损耗低及低声表面波传播速度，大量应用于声表面波器件，如滤波器、谐振器、延迟线、讯号压缩/展宽等。作为压电换能器，广泛用于测微距、传感器及调制器；作为非线性光学元件，用于倍频器件、光参量振荡器、激光调Q开关及光调制器等。如文献【1】S.Y.Tu，A.H.Kung，Z.D.Gao et al.，“Efficient periodically poled stoichiometric lithium tantalate optical parametricoscillator for the visible to near-infrared region”，Opt.Lett.，2005，30(18)：2451～2453；【2】Z.D.Gao，S.N.Zhu，S.Y.Tu et al.，“Monolithic red-green-blue laser light source based on cascaded wavelength conversion in periodically poled stoichiometric lithium tantalite”，Appl.Phys.Lett.，2006，89(18)：181101～181103。迄今为止还没有发现把铌酸锂型结构氧化物单晶用作光探测器的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种红外光探测器，其利用铌酸锂结构氧化物单晶材料制作，从而具有响应快，灵敏度高的优点。

为了实现上述目的，本发明提供一种红外光探测器，该红外光探测器包括：一个光传感器，该光传感器进一步包括一个由铌酸锂结构氧化物单晶制成的光传感器芯片、两个电极和两个输出端，其中两个电极位于光传感器的一个侧面上，且两个电极分别连接两个输出端；一个探测器外壳，该探测器外壳容纳光传感器并暴露光传感器的两个输出端。

其中，制成所述光传感器芯片的铌酸锂结构氧化物单晶的表面法向与<001>轴之间的夹角为0°～45°，厚度为1nm～10mm。

其中，制成所述光传感器芯片的铌酸锂结构氧化物单晶是铌酸锂单晶、钛酸铅单晶或钽酸锂单晶。

其中，所述一个电极和与该电极连接的输出端之间串联一个电源，在所述两个输出端之间并联一个电阻。

其中，所述电极为条形电极或叉指形电极。

其中，所述电极的材料包括银、金、铂、铟、铝和金属性化合物薄膜。

其中，所述金属氧化物薄膜包括Y-Ba-Cu-O薄膜和MgB₂薄膜。

其中，所述电极通过真空镀膜、磁控溅射或激光沉积方法制成。

其中，所述条形电极和叉指形电极的电极宽度为0.01mm～5mm，电极间距为0.01mm～10mm。

其中，还包括外部磁场装置，所述外部磁场装置位于所述探测器外壳的外部。

其中，所述外部磁场装置包括钕铁硼或通电镙线管。