一种同轴带制冷的APD光探测器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种同轴带制冷的APD光探测器，主要解决现有APD光探测器随着器件自身及环境温度升高影响，APD暗电流会不断增大、接收信号噪声增大，灵敏度下降的问题。该APD光探测器包括基座，设置于基座上端中心处的TEC热电制冷器，设置于TEC热电制冷器上的APD探测器芯片，设置于TEC热电制冷器上并位于APD探测器芯片一侧的NTC热敏电阻，固定于基座上用于气密性封装保护器件内部结构的管帽，以及设置于管帽上用于将接收的光信号聚焦到APD探测器芯片的透镜。通过上述设计，本实用新型专利技术能够对APD探测器芯片的温度进行监测，并通过外部电路控制TEC热电制冷器制冷或加热从而控制APD探测器芯片温度，提高APD探测器在高温环境下的接收性能。因此，适宜推广应用。适宜推广应用。适宜推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种同轴带制冷的APD光探测器


[0001]本技术属于光纤通信
，具体地说，是涉及一种同轴带制冷的APD光探测器。

技术介绍

[0002]雪崩光电二极管(APD)探测器是光纤通信中的光信号接收器件，具有光电直接转换、响应速度快、接收灵敏度高、体积小、寿命长等特点。APD主要分为Si基APD、Ge
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APD、InGaAs
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APD。APD可以对初级光电流进行内部放大，以增加光接收机灵敏度。由于要实现电流放大作用，光生载流子需要穿过很高的电场，以获得高能量。APD探测器的设计动机就是在光生电流尚未遇到后续电路的噪声时已经在高电场的雪崩区中得到放大，因此有助于明显提高接收机灵敏度。当APD反向电压接近击穿电压时，电流迅速形成倍增。但同时，在反偏电压下，APD探测器无光信号输入时内部也有反向电流噪声，即为暗电流。随着器件自身及环境温度升高影响，APD暗电流会不断增大(如图1所示)，此时接收信号噪声增大，灵敏度下降。因此APD探测器在高温环境下的接收性能下降。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种同轴带制冷的APD光探测器，主要解决现有APD光探测器随着器件自身及环境温度升高影响，APD暗电流会不断增大、接收信号噪声增大，灵敏度下降的问题。
[0004]为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0005]一种同轴带制冷的APD光探测器，包括基座，设置于基座上端中心处的TEC热电制冷器，设置于TEC热电制冷器上的APD探测器芯片，设置于TEC热电制冷器上并位于APD探测器芯片一侧的NTC热敏电阻，穿过基座并与基座固定通过导线与基座上的TEC热电制冷器、APD探测器芯片、NTC热敏电阻相连的二极管管脚，固定于基座上用于气密性封装保护器件内部结构的管帽，以及设置于管帽上用于将接收的光信号聚焦到APD探测器芯片的透镜。
[0006]进一步地，所述透镜与管帽连接处填充有气密性焊料。
[0007]进一步地，所述TEC热电制冷器的制冷平台上设置有镀金层。
[0008]进一步地，所述TEC热电制冷器、APD探测器芯片、NTC热敏电阻、二极管管脚相互之间的连接导线采用金丝导线。
[0009]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：
[0010](1)本技术通过设置热敏电阻对APD探测芯片的工作温度进行检测，通过热敏电阻的阻值变化将温度变化反馈给外部电路，再通过外部电路控制TEC热电制冷器制冷或加热从而控制APD探测器芯片温度，提高APD探测器在高温环境下的接收性能。
[0011](2)本技术采用TO
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46的7pin引脚形式封装，实现器件小型化且引脚接入功能更完善，管帽整个使用TO
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52管帽球透镜封装，接收光可直接耦合，使用简单，不需再加入其他光学结构，降低生产成本。
[0012](3)本技术中APD探测器芯片、NTC热敏电阻共同贴在TEC热电致冷器的制冷平台平面共通的镀金层上，使彼此的热传导效率更高，器件温控反应迅速，性能更优。
附图说明
[0013]图1为本技术的剖面结构示意图。
[0014]图2为本技术的整体结构示意图。
[0015]其中，附图标记对应的名称为：
[0016]1‑
基座，2
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TEC热电制冷器，3
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APD探测器芯片，4
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NTC热敏电阻，5
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二极管管脚，6
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管帽，7
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透镜，8
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气密性焊料，9
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金丝导线。
具体实施方式
[0017]下面结合附图说明和实施例对本技术作进一步说明，本技术的方式包括但不仅限于以下实施例。
[0018]实施例
[0019]如图1、2所示，本技术公开的一种同轴带制冷的APD光探测器，包括基座1，其基座采用TO
‑
46封装，外径仅为实现了器件的小型化，电路布局更方便，可靠性更高，使用成本更低。基座1上端中心处设置有TEC热电制冷器2，TEC热电制冷器2上设置APD探测器芯片3，APD探测器芯片3一侧设置NTC热敏电阻4，NTC热敏电阻4监测APD芯片温度状态，并反馈给外部监控电路，控制TEC致冷器的工作状态，形成完整的温度控制机制。
[0020]TO
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46基座1为7pin引脚形式封装，所述引脚作为二极管的管脚与基座上的TEC热电制冷器2、APD探测器芯片3、NTC热敏电阻4通过金丝导线相连。基座1整体通过管帽6气密性封装，用于保护器件内部结构，管帽6上设置有用于将接收的光信号聚焦到APD探测器芯片3的透镜7。所述透镜7与管帽6连接处填充有气密性焊料8。
[0021]在本实施例中，APD探测器芯片、NTC热敏电阻共同贴在TEC热电致冷器的制冷平台平面共通的镀金层上，使彼此的热传导效率更高，器件温控反应迅速，性能更优，所述TEC热电制冷器的制冷平台上设置有镀金层。
[0022]通过上述设计，本技术能够对APD探测器芯片的温度进行监测，并通过外部电路控制TEC热电制冷器制冷或加热从而控制APD探测器芯片温度，提高APD探测器在高温环境下的接收性能。因此，与现有技术相比，本技术具有实质性的特点和进步。
[0023]上述实施例仅为本技术的优选实施方式之一，不应当用于限制本技术的保护范围，但凡在本技术的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本技术一致的，均应当包含在本技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同轴带制冷的APD光探测器，其特征在于，包括基座(1)，设置于基座(1)上端中心处的TEC热电制冷器(2)，设置于TEC热电制冷器(2)上的APD探测器芯片(3)，设置于TEC热电制冷器(2)上并位于APD探测器芯片(3)一侧的NTC热敏电阻(4)，穿过基座(1)并与基座(1)固定通过导线与基座上的TEC热电制冷器(2)、APD探测器芯片(3)、NTC热敏电阻(4)相连的二极管管脚(5)，固定于基座(1)上用于气密性封装保护器件内部结构的管帽(6)，以及设置于管帽(6)上用于将接收的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鸿邑，
申请(专利权)人：四川宇邑光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：