[發明專利]光電探測單元、光電探測組件以及激光測距器件

在審

• 申請號: 202010543358.4
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111579066A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 賈捷陽;秦宇;湯為;張超;臧凱;李爽
• 申請（專利權）人: 深圳市靈明光子科技有限公司
• 主分類號: G01J1/44
• 分類號: G01J1/44;G01S17/08;G01S7/481
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 虞凌霄

本申請涉及一種光電探測單元、光電探測組件以及激光測距器件，光電探測單元包括：基底；光電探測結構，形成于基底內，用于接收光信號并轉換為電信號；后端電路，形成于基底內，用于對電信號進行處理后通過數據端口輸出，后端電路與光電探測結構沿X軸方向并排分布；光學組件，沿Y軸方向疊設于基底上，用于接收自基底一側入射的光線并調節光線的路徑以使光線入射至光電探測結構上。通過將后端電路和光電探測結構集成于同一基底上，且光學組件用于接收側面入射的光并調整光路使光線入射至光電探測結構上，可以省略電路的鍵合工藝，且可將多個光電探測單元進行組裝形成線陣或面陣并避免布線困難的問題，組裝形成的結構也能夠靈活拆卸。

技術領域

本申請涉及光電探測領域，特別是涉及一種光電探測單元、光電探測組件以及激光測距器件。

背景技術

單光子探測器(Single Photon Avalanche Diode，SPAD)是一種具有高增益、高靈敏度等優點的探測器，廣泛應用于核醫學、高能物理、精密分析、激光探測與測量(Lidar)等領域。單個SPAD可以看作為一個1bit的超高速ADC，連接一個簡單的反向器即可直接產生數字信號，如“無信號”時輸出“0”，“有信號”時輸出“1”。為了測量光的強度信號，SPAD在深度探測領域中使用以下兩種典型的表現形式：

(1)硅光電倍增管(SiPM,Silicon photomultiplier)。陣列中的SPAD輸出端子(port)并聯在一起，作為一個整體輸出信號，但由于有多個SPAD子單元，所以可以實現對信號光強度的識別。

(2)SPAD陣列(SPAD array)。陣列的中的SPAD的每個像素單獨輸出，從而可以直接生成影像。

在實際的光電產品中，上述各類光電探測結構還需與后端電路電連接，后端電路用于對電信號進行處理后輸出。通常，光電探測結構和后端電路分別形成于不同的晶片上，并通過鍵合方式使后端電路與光電探測組件電連接。然而，上述光電探測結構與后端電路的連接方式，存在以下問題：

第一，上述方式包含鍵合工藝，其制備工序較多，成本較高。

第二，每一個SPAD均需要對應一個后端電路對其電信號進行處理，當制成SPAD面陣時，則需要布局大量的后端電路，SPAD面陣密度越高，電路走線越困難，對應的布線工藝難度和成本也提高。

第三，當制成SPAD線陣或面陣，線陣或面陣形成于同一基底上，其整體結構固定，不能夠再靈活調整SPAD線陣或面陣的結構。

發明內容

基于此，有必要針對現有技術中的光電探測產品的后端電路的制備工藝復雜且布線困難的技術問題，提供一種光電探測單元、光電探測組件以及激光測距器件。

為了實現上述目的，一方面，本申請提供了一種光電探測單元。

一種光電探測單元，包括：

基底；

光電探測結構，形成于所述基底內，用于接收光信號并轉換為電信號；

后端電路，形成于所述基底內，用于對所述光電探測結構形成的電信號進行處理后通過數據端口輸出，所述后端電路與所述光電探測結構沿X軸方向并排分布，所述X軸方向平行于基底頂面；

光學組件，沿Y軸方向疊設于所述基底上，所述光學組件具有朝向所述光電探測單元一側的入光面，所述入光面接收自所述光電探測單元一側入射的光線并調節所述光線的路徑以使所述光線入射至所述光電探測結構上，所述Y軸方向垂直于基底頂面。

在其中一個實施例中，所述光學組件位于所述光電探測結構的上方。

在其中一個實施例中，所述光學組件包括入光面，所述光學組件將入射至所述入光面上的光線反射至所述光電探測結構上。