[發明專利]集成光電探測器及其制作方法

有效

• 申請號: 201811323780.8
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109378349B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 張濟志
• 申請（專利權）人: 張濟志
• 主分類號: H01L31/0232
• 分類號: H01L31/0232;H01L31/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本發明公開了一種集成光電探測器及其制作方法，其中，該集成光電探測器包括：光電探測器；以及光波耦合器，集成于該光電探測器上，該光波耦合器包含：一光接收面，一出光面，以及一耦合體，連接光接收面和出光面，用于形成光通路；其中，光波耦合器的光接收面接收被探測的光信號，該被探測的光信號經過耦合體進行耦合傳輸，到達出光面形成出射光，該出射光進入該光電探測器。該集成光電探測器很容易實現光波耦合器與小尺寸外來光源的對準，從而實現較多的被探測的光信號進入光電探測器中，光接收靈敏度得以提高。

技術領域

本公開屬于光通信技術領域，涉及一種集成光電探測器及其制作方法。

背景技術

光電探測器是指一種用來檢測被探測的光信號，并把光信號轉換成電信號的一種器件。一般來說，光電探測器具有一個通光口，也稱光窗口，并含有一種光電轉換機制能把從通光口進入的光信號轉換成電信號。半導體光電二極管是一種比較典型的光電探測器，它內含一種半導體吸收層，該吸收層吸收光信號后，產生光生載流子-電子和空穴，使光信號變成電信號，實現光電轉換，進而實現光探測。

圖1為現有技術中光電探測器與光纖的對準情況示意圖，其中，(a)為光纖的結構示意圖，(b)為光電探測器的結構示意圖。參照圖1中(a)和(b)所示，現有技術中，被探測的光信號從光纖300的光纖纖芯303中出射，通過將光電探測器100的通光口120與光纖纖芯303對準實現光信號的接收，然后在光電探測器100中實現光電轉換從而實現光探測。

這種采用光電探測器進行直接光探測的方案在一些具體的應用中，特別是在現代高速光通信系統的應用中存在如下技術問題：第一，很難實現光電探測器通光口徑120與纖芯303的對準，由于現代大容量高速光通信系統對光電探測器的檢測速率要求很高，需要依靠大幅度減少光電探測器的寄生電容來實現，而這必然要求光電探測器的通光口120的通光口徑變得很小，基本要達到20微米以下，而單模光纖的纖芯的直徑為9微米，多模光纖的纖芯直徑為50微米，光電探測器通光口的通光口徑在20微米以下，小尺寸之間的對準變得極為困難，因此導致很難實現光電探測器的通光口與光纖纖芯的對準；第二，光電探測器的光接收效果差，探測靈敏度降低。

因此，亟需提出一種解決方案，使得在光電探測器具有較小的通光口徑的前提下，還能提高光電探測器的光接收效果和探測靈敏度。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本公開提供了一種集成光電探測器及其制作方法，以至少部分解決以上所提出的技術問題。

(二)技術方案

根據本公開的一個方面，提供了一種集成光電探測器，該集成光電探測器包括：光電探測器；以及光波耦合器，集成于該光電探測器上，該光波耦合器包含：一光接收面，一出光面，以及一耦合體，連接光接收面和出光面，用于形成光通路；其中，光波耦合器的光接收面接收被探測的光信號，該被探測的光信號經過耦合體進行耦合傳輸，到達出光面形成出射光，該出射光進入光電探測器。

在本公開的一些實施例中，光波耦合器為單一的光波耦合器或者多個光波耦合器的組合，單一的光波耦合器包含至少一個光接收面和至少一個出光面。

在本公開的一些實施例中，光接收面上附有第一抗反射膜；和/或，出光面上附有第二抗反射膜。

在本公開的一些實施例中，光電探測器包含一通光口，光接收面與通光口的尺寸滿足：使得光接收面的接收光通量大于被探測的光信號不經過光波耦合器直接進入光電探測器的通光口的光通量。

在本公開的一些實施例中，光波耦合器的光接收面的通光口徑大于出光面的通光口徑。

在本公開的一些實施例中，光波耦合器的耦合體為軸對稱圖形、中心對稱圖形或非對稱圖形；和/或，光接收面和出光面的形狀為圓形、多邊形、周期性圖形或不規則圖形；和/或，光接收面和出光面為平面、曲面、臺面、錐面或其組合。