[发明专利]光电探测器组件

说明书

技术领域

本发明涉及军事和国民经济的各个领域，更具体的说是一种光电探测器组件。

背景技术

光电探测器由于体积小、重量轻、响应速度快，易于与其它半导体器件集成等优点，被广泛用于光通信、信号处理、光传感系统和光测量等领域。近些年来，随着光电探测器应用范围的扩展，市场对光探测器的指标参数和结构尺寸都提出了更多更高的要求，例如：在某些特殊环境和条件下，待测光能量和光信号较弱，为了接收到尽可能多的光能量和探测到微弱的光信号变化，只能通过提高探测器的光响应度，或者通过加大探测器的光敏面积来达到目的。但是光响应度和光敏面积受到工艺条件和工艺水平的限制，达到一定水平以后就很难继续提高，而且成本也大幅提升，无法适应批量化生产的要求。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的在于提供一种光电探测器组件，通过波导光栅与半导体光电探测器的结合使用，可以提高光电探测器的光功率响应和光信号的探测面积，同时大幅减低了生产成本，为光电探测器更好和更广泛的使用提供有力保障。

本发明提供一种光电探测器组件，其中包括：

一波导光栅，为任意形状，其通过波导光栅的衍射和折射效应来改变入射到其表面的光功率和光信号的传播方向，对光功率和光信号进行收集和汇聚；

一半导体光电探测器，其位于波导光栅一侧与出光孔对应的中心位置，该半导体光电探测器与波导光栅相对的一面为光敏面，其用于将接收到的光功率和光信号转换成电信号。

本发明的有益效果是：采用这种结构设计的光电探测器组件，通过利用波导光栅的成熟技术和价格优势与半导体光电探测器结合使用，可以在不提高生产成本的同时，大幅提高半导体光电探测器的光功率响应和光信号的探测面积。

附图说明

为进一步说明本发明的技术内容，以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明，其中：

图1是本发明光电探测器组件的俯视图。

图2是本发明光电探测器组件的侧视剖面图。

具体实施方式

请参阅图1及图2所示，本发明提供一种光电探测器组件，其中包括：

一波导光栅1，该波导光栅1的外形可根据使用需要为任意形状，其通过光栅的衍射和折射效应来改变入射到其表面的光功率和光信号的传播方向，对光功率和光信号进行收集和汇聚，所述波导光栅1的材料为绝缘层上的硅、硅基二氧化硅、二氧化硅、玻璃和聚合物中的任意一种，该波导光栅1的光栅根据使用要求进行设计，并通过电子束直写、光刻、等离子刻蚀或电子束曝光的加工工艺制作完成。所述波导光栅1的中心有一出光孔11，光栅以该出光孔11为中心由内向外分布，并对外部入射的光功率和光信号进行衍射和折射，并经由波导向出光孔11方向进行传输汇聚，所述出光孔11对外部直接照射进来的光功率和光信号进行透射，而对波导光栅1内经由光栅衍射和折射传输汇聚过来的光功率和光信号进行折射，透射和折射的光功率和光信号经由出光孔11传向半导体光电探测器2的光敏面21。

一半导体光电探测器2，其位于波导光栅1一侧与出光孔11对应的中心位置，该半导体光电探测器2与波导光栅1相对的一面为光敏面21，其利用光电效应将接收到的光功率和光信号转换成电信号，所述光电探测器2是硅、锗、碲镉汞、锑化铟、硫化铅、砷化铟或铟镓砷的半导体材料通过化学气相沉积或分子束外延工艺生长制成，根据待探测和测量的光信号不同来选择不同的半导体材料制作光电探测器，使其对待探测和测量的光信号有高的光电转换效率和灵敏度，并应使光敏面21的大小略大于出光孔11，以便接收所有从出光孔11传输汇聚过来的光功率和光信号，提高所述光电探测器组件的光转换效率。

其中所述波导光栅1的出光孔11出光方向中心与光电探测器2的光敏面中心对齐，并将波导光栅1与光电探测器2用紫外固化胶、353ND或环氧树脂胶进行粘接，以保证该光电探测器组件可以稳定可靠的进行工作。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。