[发明专利]一种基于聚光效应的半导体光电探测器

说明书

本发明公开了一种基于聚光效应的半导体光电探测器，包括透明介质和半导体光电探测器，所述透明介质内部嵌合有荧光材料，透明介质的一侧与所述半导体光电探测器固定连接，透明介质的前壁、后壁、底部以及远离半导体光电探测器一侧的外壁均覆盖镀铝薄膜；所述半导体光电探测器包括半导体材料、ITO玻璃和金属电极，ITO玻璃和金属电极分别连接在半导体材料的两侧，且ITO玻璃与透明介质的一侧固定连接。本发明可以探测指定波长的光，光通过光波导被集中到侧面的半导体表面，会大幅激发半导体中电子或空穴的浓度，使得电流增大，从而提高了灵敏度。

技术领域

本发明属于光电技术领域，特别涉及了一种半导体光电探测器。

背景技术

光电探测器能把光信号转换为电信号，根据器件工作的机理不同，光电探测器可分为两大类：一类是光子探测器；另一类是热探测器。现有的光子探测器主要是基于光电效应，光电效应指的是材料中的电子与入射的光子发生相互作用并产生光生载流子的效应。其中，光电效应又可具体的分为外光电效应和内光电效应。目前，基于内光电效应的光电探测器主要是光电导型半导体探测器，虽然这类器件结构非常简单，但是依旧存在一些问题，限制了进一步大规模的应用与发展。譬如该类探测器通常要求入射光功率不能太高，又因为灵敏度不够高，导致收集光子的效率较低，限制了光电探测器的光电性能。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种基于聚光效应的半导体光电探测器。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种基于聚光效应的半导体光电探测器，包括透明介质和半导体光电探测器，所述透明介质内部嵌合有荧光材料，透明介质的一侧与所述半导体光电探测器固定连接，透明介质的前壁、后壁、底部以及远离半导体光电探测器一侧的外壁均覆盖镀铝薄膜；所述半导体光电探测器包括半导体材料、ITO玻璃和金属电极，所述ITO玻璃和金属电极分别连接在半导体材料的两侧，且所述ITO玻璃与所述透明介质的一侧固定连接。

基于上述技术方案的优选方案，所述透明介质的几何形状为薄片状的长方体。

基于上述技术方案的优选方案，所述透明介质的长为10-20厘米，透明介质的宽为5-10厘米，透明介质的厚度为5-15毫米。

基于上述技术方案的优选方案，所述透明介质的折射率不小于1.8，透明介质的透光率不小于90％。

基于上述技术方案的优选方案，所述荧光材料分为若干组，等均分布于透明介质的内部。

基于上述技术方案的优选方案，所述荧光材料采用荧光染料分子或荧光量子点。

基于上述技术方案的优选方案，所述荧光材料的荧光量子产率不低于75％。

基于上述技术方案的优选方案，所述荧光材料在透明介质内部的浓度为1-5mg/cm³。

基于上述技术方案的优选方案，所述半导体光电探测器为光电导型光电探测器。

基于上述技术方案的优选方案，所述半导体材料包括但不限于硅、锗、氮化镓、铝镓氮和铟镓砷。

采用上述技术方案带来的有益效果：

本发明中通过设置透明介质、荧光材料、半导体材料等装置，可以探测指定波长的光，光通过光波导被集中安装在侧面的半导体表面，会大幅激发半导体中电子或空穴的浓度，使得电流增大，从而提高了灵敏度。此外，本发明结构简单、方便实用，易于推广。

附图说明

图1是本发明中基于聚光效应的半导体光电探测器的工作原理图；

图2是本发明中基于聚光效应的半导体光电探测器的主视图；