一种新型光电探测器制造技术

一种新型光电探测器，涉及光电探测器领域。包括光导部、光吸收段、p型半导体、n型半导体、第一电极、第二电极和第三电极。光导部设于p型半导体和n型半导体之间，光吸收段贴合于光导部并沿光导部的光路方向设置。第一电极导通连接于p型半导体，第二电极导通连接于n型半导体，第三电极导通连接于光吸收段。光吸收段由光电效应材料制成。沿光路方向，光吸收段的长度为倏逝波耦合周期的(0.9n‑0.5)～(1.1n‑0.5)倍。结构简单，具有更大的饱和电流、更高的带宽和更高的响应度，整体性能得到了明显提升，对于进一步提升光纤通信系统的整体工作性能具有积极意义。

【技术实现步骤摘要】
一种新型光电探测器
本专利技术涉及光电探测器领域，具体而言，涉及一种新型光电探测器。
技术介绍
现有的光电探测器在实际应用过程中，其饱和电流、带宽、响应度很难进一步提升，对于光电探测器的性能形成了一定的限制，对于整个光纤通信系统而言，其工作性能的提升也受到了一定的局限。有鉴于此，特提出本申请。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型光电探测器，其结构简单，具有更大的饱和电流、更高的带宽和更高的响应度，整体性能得到了明显提升，对于进一步提升光纤通信系统的整体工作性能具有积极意义。本专利技术的实施例是这样实现的：一种新型光电探测器，其包括：光导部、光吸收段、p型半导体、n型半导体、第一电极、第二电极和第三电极。光导部设于p型半导体和n型半导体之间，光吸收段贴合于光导部并沿光导部的光路方向设置。第一电极导通连接于p型半导体，第二电极导通连接于n型半导体，第三电极导通连接于光吸收段。光吸收段由光电效应材料制成。沿光路方向，光吸收段的长度为倏逝波耦合周期的(0.9n-0.5)～(1.1n-0.5)倍。其中，n为正整数。进一步地，沿光路方向，光吸收段的长度为倏逝波耦合周期的(0.97n-0.5)～(1.03n-0.5)倍。进一步地，沿光路方向，光吸收段的长度为倏逝波耦合周期的(n-0.5)倍。进一步地，光导部和光吸收段二者宽度相等。进一步地，第一电极同p型半导体的贴合区呈矩形并沿光路方向设置。第二电极同n型半导体的贴合区呈矩形并沿光路方向设置。第三电极同光吸收段的贴合区呈矩形并沿光路方向设置。进一步地，光吸收段的厚度为光导部的厚度的1.5～2.5倍。进一步地，光导部的两端均设置有光入射接口。进一步地，光导部为硅波导，光吸收段为锗。进一步地，p型半导体为p型硅，n型半导体为n型硅。本专利技术实施例的有益效果是：本申请的专利技术人研究发现：对于不同长度的光吸收段，光场叠加会出现不同的形态，即光场叠加情况与光吸收段的长度是相关的。若光场分布的周期长度为L。光吸收段的长度为倏逝波周期的整数倍nL(n为正整数)，入射的光场在光吸收段分布的极大值处叠加，造成光场分布过于集中，减小了光场分布区的面积，也就是减小了光吸收段的有效吸收面积，从而降低了器件的性能。而当光吸收段的长度为半个耦合周期的奇数倍(n+1/2)L(n为正整数)，入射的光中其中一端的入射光的最强处与另一端的入射光的最弱处叠加，使整个吸收区光场分布更加均匀，产生的载流子分布也更加均匀，因此整体性能更好，饱和电流更大、带宽更大、响应度更高。专利技术人研究得出：结合材料均质性、界面光效应以及平均光传导、光吸收能力，综合评估之下，将光吸收段的长度为倏逝波耦合周期的(0.9n-0.5)～(1.1n-0.5)倍(n为正整数)。通过该设计，能够有效地提高新型光电探测器的整体性能，使其具备更大的饱和电流、更高的带宽和更高的响应度。总体而言，本专利技术实施例提供的新型光电探测器结构简单，具有更大的饱和电流、更高的带宽和更高的响应度，整体性能得到了明显提升，对于进一步提升光纤通信系统的整体工作性能具有积极意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的新型光电探测器的结构示意图；图2为光吸收段长度未优化时的光场分布示意图；图3为光吸收段长度优化后的光场分布示意图。图标：新型光电探测器1000；光导部100；光吸收段200；p型半导体300；n型半导体400；第一电极500；第二电极600；第三电极700。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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专利技术中的具体含义。实施例请参照图1，本实施例提供一种新型光电探测器1000，新型光电探测器1000包括：光导部100、光吸收段200、p型半导体300、n型半导体400、第一电极500、第二电极600和第三电极700。光导部100设于p型半导体300和n型半导体400之间，光吸收段200贴合于光导部100并沿光导部100的光路方向设置。第一电极500导通连接于p型半导体300，第二电极600导通连接于n型半导体400，第三电极700导通连接于光吸收段200。光吸收段200由光电效应材料制成。沿光路方向，光吸收段200的长度为倏逝波耦合周期的(0.9n-0.5)～(1.1n-0.5)倍。其中，n为正整数。在本实施例中，光导部100的两端均设置有光入射接口。本申请的专利技术人研究发现：对于不同长度的光吸收段200，光场叠加会出现不同的形态，即光场叠加情况与光吸收段200的长度是相关的。两种极端情况如图2、图3所示。若光场分布的周期长度为L。当光吸收段200的长度使光场呈现出如图2所示的情形时，光吸收段200的长度为倏逝波周期的整数倍nL(n为正整数)，入射的光场在光吸收段200分布的极大值处叠加，造成光场分布过于集中，减小了光场分布区的面积，也就是减小了光吸收段200的有效吸收面积，从而降低了器件的性能。而当我们设置的吸收区长度使光场呈现出如图3所示的情形时，光吸收段200的长度为半个耦合周期的奇数倍(n+1/2)L(n为正整数)，入射的光中其中一端的入射光的最强处与另一端的入射光的最弱处叠加，使整个吸收区光场分布更加均匀，产生的载流子分布也更加均匀，因此整体性能更好，饱和电流更大、带宽更大、响应度更高。专利技术人研究得出：结合材料均质性、界面光效应以及平均光传导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型光电探测器，其特征在于，包括：光导部、光吸收段、p型半导体、n型半导体、第一电极、第二电极和第三电极；所述光导部设于所述p型半导体和所述n型半导体之间，所述光吸收段贴合于所述光导部并沿所述光导部的光路方向设置；所述第一电极导通连接于所述p型半导体，所述第二电极导通连接于所述n型半导体，所述第三电极导通连接于所述光吸收段；所述光吸收段由光电效应材料制成；沿光路方向，所述光吸收段的长度为倏逝波耦合周期的(0.9n-0.5)～(1.1n-0.5)倍；其中，n为正整数。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型光电探测器，其特征在于，包括：光导部、光吸收段、p型半导体、n型半导体、第一电极、第二电极和第三电极；所述光导部设于所述p型半导体和所述n型半导体之间，所述光吸收段贴合于所述光导部并沿所述光导部的光路方向设置；所述第一电极导通连接于所述p型半导体，所述第二电极导通连接于所述n型半导体，所述第三电极导通连接于所述光吸收段；所述光吸收段由光电效应材料制成；沿光路方向，所述光吸收段的长度为倏逝波耦合周期的(0.9n-0.5)～(1.1n-0.5)倍；其中，n为正整数。


2.根据权利要求1所述的新型光电探测器，其特征在于，沿光路方向，所述光吸收段的长度为倏逝波耦合周期的(0.97n-0.5)～(1.03n-0.5)倍。


3.根据权利要求2所述的新型光电探测器，其特征在于，沿光路方向，所述光吸收段的长度为倏逝波耦合周期的(n-0.5)倍。


4....

【专利技术属性】
技术研发人员：崔积适，
申请(专利权)人：三明学院，
类型：发明
国别省市：福建;35