[发明专利]基于窄带隙半导体的光波长解调结构、解调方法及传感器

权利要求书

1.一种基于窄带隙半导体的光传感波长解调结构，其特征在于，包括：

窄带隙半导体(1)，具有相对且平行设置的第一表面与第二表面，所述第一表面用于接收从光纤射入的所述第一表面的光线，所述窄带隙半导体(1)的导电方向为平行于第一表面和第二表面的方向；

第一电极(2)，为两个，位于第一表面，用于通过第一表面向窄带隙半导体(1)施加电压以形成流过第一表面的第一电流I’_ph；

第二电极(3)，为两个，位于第二表面，用于通过第二表面向窄带隙半导体(1)施加电压以形成流过第二表面的第二电流I”_ph；

第一电极(2)与第二电极(3)以窄带隙半导体(1)的中轴线为对称轴对称设置，且第一电极(2)与第二电极(3)分别用于与电流传感器连接以分别测量得到第一电流I’_ph和第二电流I”_ph；

还包括计算模块，用于根据第一电流I’_ph和第二电流I”_ph计算从光纤射入的光线波长λ＝f(α)，α＝-lnR/(Xβ)，其中R＝I’_ph/I”_ph；λ＝f(α)表示波长λ与吸收系数α为函数关系，函数关系由窄带隙半导体(1)本身性质决定，X为窄带隙半导体(1)的有效厚度，β为功率指数，功率指数为窄带隙半导体(1)的半导体材料本身的性质相关的常数。

2.根据权利要求1所述的基于窄带隙半导体的光传感波长解调结构，其特征在于，所述光线以垂直方向射入所述第一表面，X即为窄带隙半导体(1)的厚度。

3.根据权利要求1所述的基于窄带隙半导体的光传感波长解调结构，其特征在于，第一电极(2)与第二电极(3)通过镀在窄带隙半导体(1)的第一表面与第二表面上形成。

4.一种光波长传感器，其特征在于，

包括：

光纤(4)；

封装层(5)；

所述封装层(5)内封装有权利要求1-3任一项的基于窄带隙半导体的光传感波长解调结构；

所述光纤(4)对准第一表面。

5.根据权利要求4所述的光波长传感器，其特征在于，所述基于窄带隙半导体的光传感波长解调结构通过CMOS光纤耦合工艺封装。

6.一种基于窄带隙半导体的光传感波长解调方法，其特征在于，包括以下步骤：

将待测波长的光线通过第一表面照射到具有相对且平行设置的第一表面与第二表面的窄带隙半导体(1)上，第一表面上设置有第一电极(2)，第二表面上设置有第二电极(3)，第一电极(2)与第二电极(3)以窄带隙半导体(1)的中轴线为对称轴对称设置；

测量通过第一表面向窄带隙半导体(1)施加电压以形成流过第一表面的第一电流I’_ph，测量通过第二表面向窄带隙半导体(1)施加电压以形成流过第二表面的第二电流I”_ph；

根据第一电流I’_ph和第二电流I”_ph计算光线波长λ＝f(α)，α＝-lnR/(Xβ)，其中R＝I’_ph/I”_ph；λ＝f(α)表示波长λ与吸收系数α为函数关系，函数关系由窄带隙半导体(1)本身性质决定，X为窄带隙半导体(1)的有效厚度，β为功率指数，功率指数为窄带隙半导体(1)的半导体材料本身的性质相关的常数。

7.根据权利要求6基于窄带隙半导体的光传感波长解调方法，其特征在于，将待测波长的光线以垂直方向射入所述第一表面，X即为窄带隙半导体(1)的厚度。

8.根据权利要求6所述的基于窄带隙半导体的光传感波长解调方法，其特征在于，波长λ与吸收系数α为函数关系、窄带隙半导体(1)的厚度、功率指数预先测量得到。

9.根据权利要求8所述的基于窄带隙半导体的光传感波长解调方法，其特征在于，

波长λ与吸收系数α为函数关系、窄带隙半导体(1)的厚度、功率指数的值内置于计算模块内，由计算模块获取第一电流I’_ph和第二电流I”_ph的数值后计算从光纤射入的光线波长。