一种UVC紫外LED控制的纳米线光隔离器及其制作工艺制造技术

本发明专利技术适用于光电隔离器技术领域，提供了一种UVC紫外LED控制的纳米线光隔离器及其制作工艺，包括UVC紫外LED光源、砷化铟纳米线和单片机，不仅改进了传统光隔离器中二极管和三极管没有放大能力或者放大的倍数有限的缺点、同时还使增益也得到了大幅度的提升，砷化铟纳米线因为拥有较小的体积，所以使整个装置可靠性更高，整个纳米线装置中，在LED端，用UVC紫外LED作为一个光源，其优点是它的日盲波段在大气层受干扰最小，所以不会误触发整个装置，使得整个光隔离器装置可以更加广泛的运用到各个领，本发明专利技术为纳米线光隔离器的研究提供了一个可行的探索思路，开辟大型设备和大规模工艺线间电路开关的应用前景，促进了光电信息交流。

A UV LED controlled nanowire optical isolator and its fabrication process

【技术实现步骤摘要】
一种UVC紫外LED控制的纳米线光隔离器及其制作工艺
本专利技术属于光电隔离器的
，尤其涉及一种UVC紫外LED控制的纳米线光隔离器及其制作工艺。
技术介绍
光电隔离器亦称光电耦合器、光耦合器，简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。光隔离器其特点是高隔离度、低插损；高可靠性、高稳定性；传统的光隔离器仍有很多缺点。在传统的光隔离器中，最开始由二极管光信号接收器，但是二极管并没有放大能力；随着光隔离器的发展，后来用三极管替代二极管作为为光信号接收器，尽管三极管拥有放大能力，可以实现一定的增益，但是三极管的放大能力是十分有限的。此外，用三极管作为接收器的话，会导致电路过于复杂；三极管由于本身耗电过大，需要多个电源去为它供电，导致整个装置不是很稳定。
技术实现思路
本专利技术提供一种UVC紫外LED控制的纳米线光隔离器及其制作工艺，旨在解决现有技术存在的问题。请参阅图1-3，本专利技术是这样实现的，一种UVC紫外LED控制的纳米线光隔离器及其制作工艺，包括UVC紫外LED光源、砷化铟纳米线和单片机；所述UV紫外LED光源位于所述砷化铟纳米线的一侧，所述UV紫外LED光源打开时，其射出的光线朝向所述砷化铟纳米线，所述砷化铟纳米线和所述UV紫外LED光源均电连接所述单片机。本专利技术还提供优选的，所述单片机包括51单片机、电源、复位电路和晶振电路，所述晶振电路、复位电路均电连接所述51单片机，所述电源用于向所述51单片机、复位电路和所述晶振电路提供电力。本专利技术还提供优选的，所述51单片机与所述砷化铟纳米线相并联。本专利技术还提供优选的，还包括外电路，所述外电路与所述51单片机和所述砷化铟纳米线相并联。本专利技术还提供一种UVC紫外LED控制的纳米线光隔离器的制作工艺，其适用于上述任意一种UVC紫外LED控制的纳米线光隔离器，包括以下步骤：1)将砷化铟纳米线整合入该光隔离器中光电探测器一端，砷化铟纳米线的作用是获得-105光电导增益以及非常短的快速响应时间并且通过自身控制单片机；2)将UVC紫外LED连接单片机的LED端，作为控制光源，该LED作用是激发砷化铟纳米线中的负光电导效应；3)向单片机输入一个偏置电压，该偏置电压的作用是给单片机的一端提供一个高电平以及为整个电路装置提供电压。本专利技术还提供优选的，所述砷化铟纳米线具有源端、光电门层、核层、漏端和地表。本专利技术还提供优选的，所述砷化铟纳米线的源端接地，所述砷化铟纳米线的Vgs端连接所述偏置电压，所述砷化铟纳米线的Vds端连接单片机。本专利技术还提供优选的，步骤1)中，单片机包括51单片机、电源、复位电路和晶振电路，并将所述晶振电路、复位电路和电源均电连接所述51单片机，再将电源电连接所述晶振电路和所述复位电路。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的纳米线光隔离器不仅改进了传统光隔离器中二极管和三极管没有放大能力或者放大的倍数有限的缺点、同时还使增益也得到了大幅度的提升，砷化铟纳米线因为拥有较小的体积，所以使整个装置可靠性更高，整个纳米线装置中，在LED端，用UVC紫外LED作为一个光源，其优点是它的日盲波段在大气层受干扰最小，所以不会误触发整个装置，使得整个光隔离器装置可以更加广泛的运用到各个领，本专利技术为纳米线光隔离器的研究提供了一个可行的探索思路，开辟大型设备和大规模工艺线间电路开关的应用前景，促进了光电信息交流，对光电子学与光电工程领域的发展起到了推动作用。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为本专利技术的砷化铟纳米线的结构示意图。图3为本专利技术的单片机的结构示意图。图中：1-高电平、2-UVC紫外LED光源、3-砷化铟纳米线、4-外电路、5-单片机、6-偏置电压。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本实施例提供一种技术方案：一种UVC紫外LED控制的纳米线光隔离器及其制作工艺，UVC紫外LED控制的纳米线光隔离器包括：UVC紫外LED光源2、砷化铟纳米线3、外电路4和单片机5。UV紫外LED光源2位于砷化铟纳米线3的一侧，UV紫外LED光源2打开时，其射出的光线朝向砷化铟纳米线3，砷化铟纳米线3和UV紫外LED光源2均电连接单片机5，外电路与51单片机和砷化铟纳米线3相并联。单片机5包括51单片机、电源、复位电路和晶振电路，晶振电路、复位电路均电连接51单片机，电源用于向51单片机、复位电路和晶振电路提供电力，51单片机与砷化铟纳米线3相并联。砷化铟纳米线3可以获得超高光电导增益以及非常短的快速响应时间。UV紫外LED光源2可以使它的日盲波段在大气层受干扰最小，不会误触发整个装置。使用者能够通过在51单片输入预设的C语言程序以控制整个电路，当有光照条件时，B点为高电平1，A点因为有电压一直都是高电平1，A点B点没有电平差，此时，51单片机那一路没有电流流过，处于断开状态，外电路就会有电流流过，处于工作状态，整个光隔离器电路是闭合的，当没有光照条件时，点A就为低电平0，点A与点B之间有电平差，此时，51单片机那一路是闭合状态，整个电路的电流不流过后面的外电路，此时外电路处于非工作状态，整个光隔离器电路是断开的。当有光照条件时，若要使整个电路既可以处于闭合状态，也可以处于断开状态，只需要在51单片机驱动程序端设置延时，就可以满足当满足有光照条件时，既实现了整个装置既可以关闭，也可以打开的功能，51单片机内部具体结构有中央处理单元、只读存储器、随机存取内存、并行输入/输出口、串行输入/输出口、定时器、时钟电路、中断电路等。在本专利技术的光隔离器中，采用砷化铟纳米线3代替光电探测器中的二极管。砷化铟纳米线3是由化学气相沉积生长而成的核/壳状n型，砷化铟纳米线3具有源端、光电门层、核层、漏端和地表。光照条件下，若光生电子迁移至砷化铟纳米线3的壳层并被俘获而光生空穴留在砷化铟纳米线3的核层内，则光生空穴将和砷化铟纳米线3中原有的自由电子复合，降低自由电子浓度。通过控制砷化铟纳米线3的生长，在砷化铟纳米线3表面附近形成自组装的光电门层，即PGL。PGL的关键功能是在光照下捕获核心产生的电子。被束缚在PGL中的电子形成一个内置的电子场来调节核心电导，这就是光门效应。此外，砷化铟纳米线3中还具有正光电导和负光电导效应，其中负光电导由砷化铟纳米线3丰富的表面态引起，可用photogating效应解释。光照条件下，若光生电子迁移至砷化铟纳米线3的壳层并被俘获而光生空穴留在纳米线的核层内，则光生空穴将和砷化铟纳米线3中原有的自由电子复合，降低自由电子浓度。砷化铟纳米线3中的负光电导并不随入射光功率的增加单调地下降，而是先下降后上升，并且电导率随入射光功率增加下降的快慢和砷化铟纳米线3的直径相关，直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种UVC紫外LED控制的纳米线光隔离器，其特征在于：包括UVC紫外LED光源(2)、砷化铟纳米线(3)和单片机(5)；/n所述UV紫外LED光源(2)位于所述砷化铟纳米线(3)的一侧，所述UV紫外LED光源(2)打开时，其射出的光线朝向所述砷化铟纳米线(3)，所述砷化铟纳米线(3)和所述UV紫外LED光源(2)均电连接所述单片机(5)。/n

【技术特征摘要】
1.一种UVC紫外LED控制的纳米线光隔离器，其特征在于：包括UVC紫外LED光源(2)、砷化铟纳米线(3)和单片机(5)；
所述UV紫外LED光源(2)位于所述砷化铟纳米线(3)的一侧，所述UV紫外LED光源(2)打开时，其射出的光线朝向所述砷化铟纳米线(3)，所述砷化铟纳米线(3)和所述UV紫外LED光源(2)均电连接所述单片机(5)。


2.如权利要求1所述的一种UVC紫外LED控制的纳米线光隔离器，其特征在于：所述单片机(5)包括51单片机、电源、复位电路和晶振电路，所述晶振电路、复位电路均电连接所述51单片机，所述电源用于向所述51单片机、复位电路和所述晶振电路提供电力。


3.如权利要求2所述的一种UVC紫外LED控制的纳米线光隔离器，其特征在于：所述51单片机与所述砷化铟纳米线(3)相并联。


4.如权利要求2所述的一种UVC紫外LED控制的纳米线光隔离器，其特征在于：还包括外电路，所述外电路与所述51单片机和所述砷化铟纳米线(3)相并联。


5.一种UVC紫外LED控制的纳米线光隔离器的制作工艺，其适用于上述权利要求1至4任意一项一种UVC紫外LED控制的纳米线光隔离器，其特征在于：包括以下步骤：
1...

【专利技术属性】
技术研发人员：余晨辉，陈红富，王鑫，赵雪凤，
申请(专利权)人：江苏紫翚光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32