[发明专利]适用于可见光通信的光信号接收器件

说明书

技术领域

本发明涉及光电器件领域，尤其涉及一种适用于可见光通信的光信号接收器件。

背景技术

提升硅基光电二极管的近紫外及蓝光光谱响应一直是研究的热点。硅基光电二极管的峰值响应波长一般位于近红外或红光波段。

近年来的可见光通信迫切需要蓝光探测器以提高信噪比。而一般的高速硅基光电二极管在蓝光波段及近紫外波段的灵敏度、响应速率及带宽严重不足。

鉴于此，有必要在光通信材料和器件领域进行深入研究，来提高蓝光波段及近紫外波段的探测信号强度。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于可见光通信的光信号接收器件，可以显著提高对蓝光及近紫外光的信号强度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种适用于可见光通信的光信号接收器件，包括：设置在前端的聚光透镜、设置在后端的硅基光电二极管，以及设置在聚光透镜与硅基光电二极管之间的红色荧光粉层；

其中，所述硅基光电二极管对可见光波段和近红外波段有响应，最大响应波长在600nm与640nm之间；所述红色荧光粉层中的红色荧光粉激发谱最高峰位于430nm和470nm之间，发射谱为峰值波长位于600nm和640nm之间的红光光谱。

所述红色荧光粉层紧贴硅基光电二极管的窗口，且红色荧光粉层的尺寸与硅基光电二极管窗口的尺寸相同。

所述红色荧光粉层以半导体工艺溅镀在硅基光电二极管的窗口表面。

所述红色荧光粉层中红色荧光粉的载体为玻璃、环氧树脂、硅树脂或硅凝胶。

所述红色荧光粉层的厚度为100微米-300微米。

所述硅基光电二极管包括：PIN型光电二极管或者是雪崩光电二极管，且外量子效率大于50％。

所述聚光透镜为自由曲面型透镜、半球透镜或菲涅耳透镜。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，基于红色荧光粉层来提升光电二极管对近紫外光的响应度、灵敏度，从而弥补入射光和硅基光电二极管之间的光谱不匹配，提高了信号强度；同时，红色荧光粉层对硅基光电二极管频率响应带宽的影响并不显著。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本发明实施例提供的适用于可见光通信的光信号接收器件的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种红色荧光粉层与硅基光电二极管的剖面图；

图3为本发明实施例提供的另一种红色荧光粉层与硅基光电二极管的剖面图

图4为本发明实施例提供的一种红色荧光粉的激发谱和发射谱示意图；

图5为本发明实施例提供的带或不带红色荧光粉层光电二极管对1MHz方波近紫外激光的接收响应波形示意图；

图6为本发明实施例提供的带或不带红色荧光粉层光电二极管对10MHz方波近紫外激光的接收响应波形示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

图1为本发明实施例提供的适用于可见光通信的光信号接收器件的结构示意图。如图1所示，其主要包括：设置在前端的聚光透镜1、设置在后端的硅基光电二极管3，以及设置在聚光透镜1与硅基光电二极管3之间的红色荧光粉层2；

其中，所述硅基光电二极管3对可见光波段和近红外波段有响应，最大响应波长在600nm与640nm之间；所述红色荧光粉层2中的红色荧光粉激发谱最高峰位于430nm和470nm之间，发射谱为峰值波长位于600nm和640nm之间的红光光谱。

本发明实施例中，所述红色荧光粉层2的厚度L为100微米-300微米，荧光粉的种类不限，只要在需要的光谱波段荧光粉的激发效率能大于50％。

本发明实施例中，所述红色荧光粉层2紧贴硅基光电二极管3的窗口，且红色荧光粉层2的尺寸与硅基光电二极管3窗口的尺寸相同。

本发明实施例中，所述硅基光电二极管3可以是PIN型光电二极管或者是雪崩光电二极管，且外量子效率大于50％。；也可以用硅基光电倍增管代替光电二极管。