[發(fā)明專利]一種具有柔性薄膜PIN光電二極管陣列的檢測器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710927083.2
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107733524B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦國軒;黨孟嬌;王亞楠;趙政;張一波
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: H04B10/079
• 分類號: H04B10/079
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 杜文茹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光檢測器。特別是涉及一種用于光通信系統(tǒng)中光泄漏檢測的具有柔性薄膜PIN光電二極管陣列的檢測器。

背景技術(shù)

在光纖通信系統(tǒng)中，光是信息傳輸?shù)闹饕浇椋饫w則是光傳輸?shù)闹饕ǖ馈ｋm然在理想情況下，我們認為光纖中傳輸?shù)墓馐侵本€傳輸?shù)模词拱l(fā)生了光路改變也會因為全反射作用在沒有散射泄漏的情況下從發(fā)送端傳輸?shù)浇邮斩恕５遣季€或環(huán)境變化所帶來的光纖彎曲會使得光纖中光的角度不滿足全反射臨界角的要求，造成光纖中光的散射泄漏。同樣，光纖的使用損傷或者外力影響斷裂等也會引起光在傳輸過程中的泄漏，進而影響光通信的質(zhì)量，甚至直接造成通信中斷。

所以，我們希望能盡可能靈敏，快速，精確的檢測到光纖傳輸過程中光的泄漏強度和位置，以便快速定位故障并完成光通信線路的搶修。現(xiàn)有的光纖線路故障檢測裝置主要是利用光纖故障后功率的衰減來進行光纖系統(tǒng)故障檢測的，但是檢測響應(yīng)速度較慢，設(shè)備笨重復(fù)雜，而且這種方式只對光纖斷裂造成的大面積光泄漏才有很好的檢測效果。

專利CN1376908提出了一種基于光纖斷裂時產(chǎn)生的ANS噪聲進行光纖故障檢測的方式，這種檢測方式較傳統(tǒng)檢測方式可以獲得更快的檢測響應(yīng)速度，但是仍然存在設(shè)備昂貴復(fù)雜，僅對于大面積光泄漏才有很好檢測效果的缺點，不能完全滿足光纖線路大面積鋪設(shè)的檢測需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種可以進行高速高精度的光纖線路漏光故障檢測的具有柔性薄膜PIN光電二極管陣列的檢測器。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種具有柔性薄膜PIN光電二極管陣列的檢測器，包括行選擇邏輯單元，以及通過數(shù)據(jù)總線依次串聯(lián)連接的模擬信號處理單元陣列、AD轉(zhuǎn)換單元陣列和處理主機，還設(shè)置有柔性PIN光電二極管采集陣列，所述柔性PIN光電二極管采集陣列的輸入端通過數(shù)據(jù)總線連接所述選擇邏輯單元的輸出端，所述柔性PIN光電二極管采集陣列的輸出端通過數(shù)據(jù)總線連接所述模擬信號處理單元陣列的輸入端，所述處理主機的控制輸出端通過控制總線連接所述行選擇邏輯單元的控制輸入端。

當所述的處理主機為遠端設(shè)備時，所述的處理主機分別與所述的AD轉(zhuǎn)換單元陣列和行選擇邏輯單元之間是通過中繼設(shè)備進行通信。

所述的柔性PIN光電二極管采集陣列包括有并排設(shè)置的5～15個結(jié)構(gòu)相同的柔性PIN光電二極管采集單元，所述并排設(shè)置的5～15個柔性PIN光電二極管采集單元的輸入端分別連接所述行選擇邏輯單元，所述模擬信號處理單元陣列包括有并排設(shè)置的與所述5～15個柔性PIN光電二極管采集單元的輸出端一一對應(yīng)連接的5～15個模擬信號處理單元，所述AD轉(zhuǎn)換單元陣列包括有并排設(shè)置的與所述5～15個模擬信號處理單元的輸出端一一對應(yīng)連接的5～15個AD轉(zhuǎn)換電路。

每一個所述的柔性PIN光電二極管采集單元，均包括有第一柔性薄膜光電二極管、第二柔性薄膜光電二極管和柔性薄膜晶體管，所述第一柔性薄膜光電二極管和第二柔性薄膜光電二極管的正極接地，負極連接柔性薄膜晶體管的漏極，所述柔性薄膜晶體管的柵極連接行選擇邏輯單元，源極連接模擬信號處理單元陣列中對應(yīng)的放大電路的輸入端。

每一個所述的柔性PIN光電二極管采集單元具體結(jié)構(gòu)包括：有PET塑料襯底和設(shè)置在所述PET塑料襯底上端面上的SU8材料層，所述的SU8材料層上分別設(shè)置有柔性薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)以及第一柔性薄膜光電二極管和第二柔性薄膜光電二極管的結(jié)構(gòu)，所述柔性薄膜晶體管通過互聯(lián)金屬分別連接第一柔性薄膜光電二極管和第二柔性薄膜光電二極管，以及連接所述行選擇邏輯單元和放大電路。

所述的柔性薄膜晶體管的結(jié)構(gòu)包括有并排設(shè)置在所述SU8材料層上端面上的第一單晶硅薄膜N型摻雜區(qū)、第一單晶硅薄膜未摻雜區(qū)和第二單晶硅薄膜N型摻雜區(qū)，所述第一單晶硅薄膜N型摻雜區(qū)上設(shè)置有源電極，所述第一單晶硅薄膜未摻雜區(qū)上通過柵氧層設(shè)置有柵電極，所述第二單晶硅薄膜N型摻雜區(qū)上設(shè)置有漏電極，其中，所述源電極通過互聯(lián)金屬連接信號輸出端口，所述信號輸出端口連接模擬信號處理單元陣列中對應(yīng)的放大電路的輸入端，所述柵電極連接開關(guān)控制端口，所述開關(guān)控制端口連接行選擇邏輯單元的輸出端，所述漏電極通過互聯(lián)金屬連接第一柔性薄膜光電二極管和第二柔性薄膜光電二極管負極。