一种基于红外LED的光发射机制造技术

本发明专利技术涉及一种基于红外LED的光发射机，其特征在于，包括：输入端、编码器、信号转换器、驱动电路、红外LED光源及输出端；其中，所述输入端、所述编码器、所述信号转换器、所述驱动电路、所述红外LED光源、及所述输出端依次串行连接以形成传输链路。本发明专利技术用红外LED代替激光器作为光发射机的光源，降低了温度对光源发光效率的影响，从而简化了电路设计。

【技术实现步骤摘要】
一种基于红外LED的光发射机
本专利技术属光通信
，特别涉及一种基于红外LED的光发射机。
技术介绍
光发射机的基本功能是将携带信息的电信号转换为光信号，并将光信号送入光纤中，即，光发射机的作用是将从复用设备送来的HDB3信码变换成NRZ码，接着将NRZ码编为适合在光缆线路上传输的码型，最后再进行电/光转换，将电信号转换成光信号并耦合进光纤。因此，光纤通信技术的发展与光源技术的发展是密不可分的。目前，常用的光发射机的光源为激光光源，激光光源是高速调制的理想光源，但其也存在不可避免的问题。一方面，发射激光的半导体激光器对温度的变化是很敏感的，温度的变化和器件的老化给激光器带来了不稳定性，从而使输出功率发生很大的变化；另一方面，半导体激光器的使用寿命较短，维护成本较高。因此，在很多近距离、低速通信领域，则可以用发光二极管来代替半导体激光器作为光发射机的光源。但传统的发光二极管存在发光效率低的问题，从而大大限制了其在通信领域中的应用。因此，如何设计一种基于红外LED光源的光发射机就变得极其重要。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于红外LED的光发射机，其中，包括：输入端、编码器、信号转换器、驱动电路、红外LED光源及输出端；其中，所述输入端、所述编码器、所述信号转换器、所述驱动电路、所述红外LED光源、及所述输出端依次串行连接以形成传输链路。在本专利技术的一个实施例中，所述编码器为8B/10B编码器。在本专利技术的一个实施例中，所述信号转换器为D/A转换器。在本专利技术的一个实施例中，所述红外LED光源包括：底座；引线架固定在所述底座上；基板，设置于所述底座之上；半导体芯片，设置于所述基板之上；引线，连接所述引线架与所述半导体芯片；透镜，设置于所述底座之上；环氧树脂，填充于所述底座与所述透镜形成的空间内。在本专利技术的一个实施例中，所述半导体芯片为纵向结构半导体芯片，包括：Si衬底；Si、Ge叠层材料形成的PiN台阶结构，设置于所述Si衬底表面的中心位置处；正电极，设置于所述PiN台阶结构的上表面；负电极，设置于所述Si衬底的上表面并位于PiN台阶结构两侧的位置处，以形成所述半导体芯片。在本专利技术的一个实施例中，所述PiN台阶结构依次包括N型Si外延层、张应变Ge层、P型Ge层，且所述N型Si外延层、所述张应变Ge层及所述P型Ge层形成PiN结构。在本专利技术的一个实施例中，所述张应变Ge层包括晶化Ge层和Ge外延层。在本专利技术的一个实施例中，所述Ge外延层为本征Ge材料，且其厚度为400～450nm。在本专利技术的一个实施例中，所述光发射机还包括钝化层，所述半导体芯片钝化层设置于所述Si衬底及所述PiN结构的上表面，用于隔离所述正电极及所述负电极。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术用红外LED代替激光器作为光发射机的光源，一方面，极大地提升了设备使用寿命，降低了维护成本；另一方面，降低了温度对光源发光效率的影响，从而简化了电路设计。附图说明下面将结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细的说明。图1为本专利技术实施例提供的一种基于红外LED的光发射机的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种驱动电路的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种红外LED的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种半导体芯片的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种晶化处理工艺的流程示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种LRC工艺方法示意图；图7a-图7k为本专利技术实施例的一种基于横向结构的LED的制备工艺示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术做进一步详细说明。实施例一请参见图1，图1为本专利技术实施例提供的一种基于红外LED的光发射机的结构示意图。该光发射机10包括：输入端11、编码器12、信号转换器13、驱动电路14、红外LED光源15及输出端16；其中，所述输入端11、所述编码器12、信号转换器13、驱动电路14、所述红外LED光源15、所述输出端16依次串行连接以形成传输链路。具体地，所述编码器12用于将所述输入端11接收到的HDB3信码变换成NRZ码，然后将NRZ码编为适合在光缆线路上传输的码型；所述信号转换器13将所述编码器12编码处理后的数字信号转换为模拟信号；所述驱动电路14用于为所述红外LED光源15提供驱动电流。进一步地，参见图2，图2为本专利技术实施例提供的一种驱动电路的结构示意图，所述驱动电路14包括包括电阻R、三极管T、功率电阻W、第一电容C1、第二电容C2；其中，所述电阻R电连接所述信号转换器的输出端；所述三极管T的基极电连接所述电阻R且其发射极电连接至接地端GND；所述红外光源15及所述功率电阻W依次串接于所述三极管T的集电极与电源Vcc之间；所述第一电容C1与所述第二电容C2并接后串接于所述电源Vcc与所述接地端GND之间。具体地，驱动信号经信号转换器13传送至电阻R处，通过三极管的基极连接红外光源15的负极以驱动红外光源15发光，红外光源15的正极连接至电源Vcc。该电源优选为12V的直流电源。另外，红外光源15可以串接多个以提供发光效率。为了储能，可以在电源Vcc端和接地端GND之间增加储能电容C1和C2，例如C1及C2的电容值为2000μf以上。进一步地，参见图3，图3为本专利技术实施例提供的一种红外LED的结构示意图。所述红外LED光源15包括底座151、基板152、半导体芯片153、引线架154、引线155、透镜156及树脂157；其中，所述基板152设置于所述底座151之上；半导体芯片153设置于所述基板152之上；所述引线架144固定在所述底座151之上；所述引线145连接所述半导体芯片153的电极与所述引线架155；所述透镜156设置于所述底座151之上；所述树脂157填充与所述底座151与所述透镜156形成的空间内。其中，红外LED光源15的发光波长为1550nm～1650nm。本专利技术的基于红外LED的光发射机，采用红外LED代替激光器，一方面，极大地提升了设备使用寿命，降低了维护成本；另一方面，降低了温度对光源发光效率的影响，从而简化了电路设计。实施例二本实施例在上述实施例的基础上，重点对半导体芯片的结构和工艺进行详细介绍。请参见图4，图4为本专利技术实施例提供的一种半导体芯片的结构示意图。具体地，所述半导体芯片153包括：Si衬底1531；Si、Ge叠层材料形成的PiN台阶结构1533，设置于所述Si衬底11表面的中心位置处；正电极1535，设置于所述PiN台阶结构13的上表面；负电极1537，设置于所述Si衬底1531的上表面并位于PiN台阶结构1533两侧的位置处，以形成所述半导体芯片153。优选地，所述Si衬底11为N型单晶Si材料。优选地，所述PiN台阶结构13依次包括N型Si外延层、张应变Ge层、P型Ge层，且所述N型Si外延层、所述张应变Ge层及所述P型Ge层形成PiN结构。其中，所述N型Si外延层的厚度为120～本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于红外LED的光发射机，其特征在于，包括：输入端、编码器、信号转换器、驱动电路、红外LED光源及输出端；其中，所述输入端、所述编码器、所述信号转换器、所述驱动电路、所述红外LED光源、及所述输出端依次串行连接以形成传输链路。

【技术特征摘要】
1.一种基于红外LED的光发射机，其特征在于，包括：输入端、编码器、信号转换器、驱动电路、红外LED光源及输出端；其中，所述输入端、所述编码器、所述信号转换器、所述驱动电路、所述红外LED光源、及所述输出端依次串行连接以形成传输链路。2.根据权利要求1所述的光发射机，其特征在于，所述编码器为8B/10B编码器。3.根据权利要求1所述的光发射机，其特征在于，所述信号转换器为D/A转换器。4.根据权利要求1所述的光发射机，其特征在于，所述红外LED光源包括：底座；引线架固定在所述底座上；基板，设置于所述底座之上；半导体芯片，设置于所述基板之上；引线，连接所述引线架与所述半导体芯片；透镜，设置于所述底座之上；环氧树脂，填充于所述底座与所述透镜形成的空间内。5.根据权利要求4所述的光发射机，其特征在于，所述半导体芯片为纵向结构半导体芯片，包括：Si衬...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉文方，
申请(专利权)人：西安科锐盛创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61