高带宽模拟光电探测器制造技术

本实用新型专利技术提供一种高带宽模拟光电探测器，其中的芯片固定座中部固定有芯片，芯片的探测面的直径为0.4±0.01mm，芯片的探测面接受经透镜汇聚后的光信号，芯片将光信号转换为电信号，芯片的第一输出面设置有电极，电极的直径为0.05±0.01mm，管座上设置有第一管脚和第二管脚，第一管脚的第一端通过金属丝与电极电连接，第二管脚的第一端与芯片的第二输出面电连接；第一管脚的第二端和第二管脚的第二端作为电信号的输出端位于封装壳体的外部；其中，高带宽模拟光电探测器整体阻值为50±2Ω。以上方案，通过对芯片探测面的尺寸和芯片与管脚之间的金属丝的电阻进行设计，能够同时满足高响应带宽与耦合效率的需求。

High bandwidth analog photodetector

【技术实现步骤摘要】
高带宽模拟光电探测器
本技术涉及光电探测器
，具体涉及一种高带宽模拟光电探测器。
技术介绍
光电探测器主要应用在光通讯和光互连系统中，模拟类光电探测器负责在较高的调制频率下，将被调制的光信号转换成电流，它是光纤通讯系统的核心部件，其带宽大小决定了系统的最高传输速率。现有技术中模拟光电探测器的结构如图1所示，其中包括光纤101、陶瓷插芯102、透镜103、芯片104和0.45mm管座105，其工作原理为光通信或者光互联系统产生的调制后的光信号通过光纤101、陶瓷插芯102后经透镜103后汇聚于芯片104的探测面上，由芯片104将光信号转换为电信号之后经由0.45mm管座105输出电信号，为了保证良好的耦合效率，芯片104的探测面越大越利于耦合。但是对于芯片104来说，其探测面越大的话其响应带宽越窄。为保证高耦合效率，针对高响应带宽需求的光电探测器，一般会采用台阶式的结构实现，或者就直接牺牲芯片104的探测面大小，例如目前6GHz的光电探测器，其芯片探测面的直径在30um左右，这就极大地降低芯片104的耦合效率。因此，亟需一种具有高响应带宽，同时又具有高耦合效率的模拟光电探测器。
技术实现思路
本技术实施例旨在提供一种高带宽模拟光电探测器，从而解决现有技术中的光电探测器无法兼具带宽高和效率高的问题。为解决上述技术问题，本技术提供一种高带宽模拟光电探测器，包括光纤、封装壳体以及设置于所述封装壳体内部的陶瓷插芯、透镜固定座、芯片固定座和管座：所述光纤的第一端作为光信号的输入端位于所述封装壳体的外部，所述光纤的第二端与所述陶瓷插芯的第一端插接；所述透镜固定座的中部设置有透镜，所述透镜的中心与所述陶瓷插芯的第二端的中心位于同一直线上；所述芯片固定座的中部固定有芯片，所述芯片的探测面的直径为0.4±0.01mm，所述芯片的探测面接受经所述透镜汇聚后的光信号，所述芯片将所述光信号转换为电信号，所述芯片的第一输出面设置有电极，所述电极的直径为0.05±0.01mm；管座，其上设置有第一管脚和第二管脚，所述第一管脚的第一端通过金属丝与所述电极电连接，所述第二管脚的第一端与所述芯片的第二输出面电连接；所述第一管脚的第二端和所述第二管脚的第二端作为电信号的输出端位于所述封装壳体的外部；其中，所述金属丝使高带宽模拟光电探测器的电阻值为50±2Ω。可选地，上述的高带宽模拟光电探测器中，所述第一管脚和所述第二管脚的直径为0.25±0.01mm。可选地，上述的高带宽模拟光电探测器中，还包括：第一增透膜，镀于所述陶瓷插芯的第二端面上，所述第一增透膜的折射率为2.0±0.1。可选地，上述的高带宽模拟光电探测器中，所述第一增透膜由SiNx材料制备得到，其厚度为1900±100埃。可选地，上述的高带宽模拟光电探测器中，所述芯片为Inp基In0.53Ga0.47As基片；其中，基片的P极端面作为所述芯片的第一输出面。可选地，上述的高带宽模拟光电探测器中，还包括：第二增透膜，所述第二增透膜镀于所述芯片的探测面上，所述第二增透膜的折射率为1.8±0.2。可选地，上述的高带宽模拟光电探测器中，所述第二增透膜由Si、H4或Ta2O5制备得到，所述第二增透膜的厚度为2000±200埃。可选地，上述的高带宽模拟光电探测器中，所述光纤为斜8°尾纤，所述斜8°尾纤的倾斜端面作为所述光纤的第二端；所述陶瓷插芯的第二端成型为斜8°端面，所述斜8°端面与所述斜8°尾纤的倾斜端面具有相同的倾斜方向。与现有技术相比，本技术实施例提供的上述技术方案至少具有以下有益效果：本技术提供的高带宽模拟光电探测器，通过对芯片探测面的尺寸和芯片与管脚之间的金属丝的电阻进行设计，能够同时满足高响应带宽与耦合效率的需求。采用本技术中的方案，芯片探测面的尺寸可以设计为40um上下，从而芯片的耦合效率可以达到20s/只，并且通过试验验证，其3dB时的响应带宽可达到6.07GHz。附图说明图1为现有技术中模拟光电探测器的结构示意图；图2为本技术一个实施例所述模拟光电探测器的结构示意图；图3为本技术一个实施例所述芯片、电极与金属丝连接结构的俯视图；图4为本技术一个实施例所述芯片电路连接示意图；图5为本技术一个实施例所述模拟光电探测器的响应频率测试结果示意图。具体实施方式下面将结合附图进一步说明本技术实施例。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必需具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。实施例1本实施例提供一种高带宽模拟光电探测器，如图2所示，包括光纤201、封装壳体202以及设置于所述封装壳体202内部的陶瓷插芯203、透镜固定座204、芯片固定座208和管座209。其中，所述光纤201的第一端作为光信号的输入端位于所述封装壳体202的外部，所述光纤201的第二端与所述陶瓷插芯203的第一端插接；所述透镜固定座204的中部设置有透镜207，所述透镜207的中心与所述陶瓷插芯203的第二端的中心位于同一直线上；所述芯片固定座208的中部固定有芯片205，所述芯片205的探测面的直径为0.4±0.01mm(也即探测面的直径选择为40um，由于工艺等原因可能存在1um的误差，最优值为40um)，所述芯片205的探测面接受经所述透镜207汇聚后的光信号，所述芯片205将所述光信号转换为电信号，所述芯片205的第一输出面设置有电极，所述电极的直径为0.05±0.01mm(也即电极的直径选择为5um，可能会存在1um的误差)；所述管座209上设置有管脚206，所述管脚206包括第一管脚和第二管脚，所述第一管脚的第一端通过金属丝与所述电极电连接，所述第二管脚的第一端与所述芯片的第二输出面电连接；所述第一管脚的第二端和所述第二管脚的第二端作为电信号的输出端位于所述封装壳体的外部；其中，所述金属丝使高带宽模拟光电探测器的电阻值为50±2Ω，实际操作时，将金属丝设置好之后可以通过测量电阻的仪器对器件整体的电阻值进行测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高带宽模拟光电探测器，其特征在于，包括光纤、封装壳体以及设置于所述封装壳体内部的陶瓷插芯、透镜固定座、芯片固定座和管座：/n所述光纤的第一端作为光信号的输入端位于所述封装壳体的外部，所述光纤的第二端与所述陶瓷插芯的第一端插接；所述透镜固定座的中部设置有透镜，所述透镜的中心与所述陶瓷插芯的第二端的中心位于同一直线上；/n所述芯片固定座的中部固定有芯片，所述芯片的探测面的直径为0.4±0.01mm，所述芯片的探测面接受经所述透镜汇聚后的光信号，所述芯片将所述光信号转换为电信号，所述芯片的第一输出面设置有电极，所述电极的直径为0.05±0.01mm；/n管座，其上设置有第一管脚和第二管脚，所述第一管脚的第一端通过金属丝与所述电极电连接，所述第二管脚的第一端与所述芯片的第二输出面电连接；所述第一管脚的第二端和所述第二管脚的第二端作为电信号的输出端位于所述封装壳体的外部；其中，所述金属丝使高带宽模拟光电探测器的电阻值为50±2Ω。/n

【技术特征摘要】
1.一种高带宽模拟光电探测器，其特征在于，包括光纤、封装壳体以及设置于所述封装壳体内部的陶瓷插芯、透镜固定座、芯片固定座和管座：
所述光纤的第一端作为光信号的输入端位于所述封装壳体的外部，所述光纤的第二端与所述陶瓷插芯的第一端插接；所述透镜固定座的中部设置有透镜，所述透镜的中心与所述陶瓷插芯的第二端的中心位于同一直线上；
所述芯片固定座的中部固定有芯片，所述芯片的探测面的直径为0.4±0.01mm，所述芯片的探测面接受经所述透镜汇聚后的光信号，所述芯片将所述光信号转换为电信号，所述芯片的第一输出面设置有电极，所述电极的直径为0.05±0.01mm；
管座，其上设置有第一管脚和第二管脚，所述第一管脚的第一端通过金属丝与所述电极电连接，所述第二管脚的第一端与所述芯片的第二输出面电连接；所述第一管脚的第二端和所述第二管脚的第二端作为电信号的输出端位于所述封装壳体的外部；其中，所述金属丝使高带宽模拟光电探测器的电阻值为50±2Ω。


2.根据权利要求1所述的高带宽模拟光电探测器，其特征在于：
所述第一管脚和所述第二管脚的直径为0.25±0.01mm。


3.根据权利要求2所述的高带宽模拟光电探测器，其特征在于，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔洁，
申请(专利权)人：世维通河北科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13