[发明专利]集成光电探测器及其制作方法

权利要求书

1.一种集成光电探测器，其特征在于，包括：

光电探测器；以及

光波耦合器，集成于该光电探测器上，该光波耦合器包含：一光接收面，一出光面，以及一耦合体，连接光接收面和出光面，用于形成光通路；

其中，所述光波耦合器的光接收面接收被探测的光信号，该被探测的光信号经过耦合体进行耦合传输，到达出光面形成出射光，该出射光进入所述光电探测器；

所述耦合体的结构、形状设置或材料分布使得该耦合体产生一个由中心往边缘渐变减小的等效折射率分布，产生光场由边缘区域向中心区域集中的聚光效应；

所述耦合体为轴对称图形，且该光波耦合器的截面为齿轮状，该齿轮状结构的设置使得齿轮的内径和齿轮的外径之间的带状区间及其边缘区域内的光学等效折射率与中心的折射率不同，产生一个由中心往边缘渐变减小的等效折射率分布，产生光场由边缘区域向中心区域集中的聚光效应；和/或，

所述耦合体为轴对称或中心对称图形，该耦合体的材料分布使得该耦合体产生一个由中心往边缘渐变减小的等效折射率分布，产生光场由边缘区域向中心区域集中的聚光效应；和/或，

所述耦合体为轴对称或中心对称图形，该耦合体的光接收面的形状设置使得该耦合体产生一个由中心往边缘渐变减小的等效折射率分布，产生光场由边缘区域向中心区域集中的聚光效应；和/或，

所述耦合体的外侧附有第三抗反射膜；

所述光波耦合器集成在该光电探测器的正面或背面。

2.根据权利要求1所述的集成光电探测器，其中，所述光波耦合器为单一的光波耦合器或者多个光波耦合器的组合，单一的光波耦合器包含至少一个光接收面和至少一个出光面。

3.根据权利要求1所述的集成光电探测器，其中，

所述光接收面上附有第一抗反射膜；和/或，

所述出光面上附有第二抗反射膜。

4.根据权利要求1所述的集成光电探测器，其中，所述光电探测器包含一通光口，所述光接收面与通光口的尺寸满足：使得光接收面的接收光通量大于被探测的光信号不经过所述光波耦合器直接进入所述光电探测器的通光口的光通量。

5.根据权利要求1所述的集成光电探测器，其中，所述光波耦合器的光接收面的通光口径大于所述出光面的通光口径。

6.根据权利要求1所述的集成光电探测器，其中，

所述光波耦合器的耦合体为轴对称图形、中心对称图形或非对称图形；和/或，

所述光接收面和出光面的形状为圆形、多边形或不规则图形；和/或，

所述光接收面和出光面为平面、曲面、台面、锥面或其组合。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的集成光电探测器，其中，所述光电探测器为光电二极管。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的集成光电探测器，其中，

所述光电探测器为半导体光电探测器；和/或，

所述光波耦合器的材料为进行光耦合传输，和/或对被探测的光信号进行波长转换的材料，所述材料包括如下材料中的一种或其组合：高分子聚合物、氧化物、氮化物、卤化物、硫化物、钙钛矿结构化合物、超晶格材料、以及半导体材料；

其中，所述半导体光电探测器的材料和半导体材料均包含如下材料中的一种或其组合：元素周期表第IV主族元素构成的半导体，元素周期表中第III和第V主族构成的III-V族化合物半导体，元素周期表中第II主族和第II副族分别或共同与第VI主族构成的II-VI族化合物半导体，以及超晶格半导体。

9.一种权利要求1至8中任一项所述的集成光电探测器的制作方法，包括：

制作光电探测器；以及

在该光电探测器上集成光波耦合器，该光波耦合器包含：一光接收面，一出光面，以及一耦合体，连接光接收面和出光面，用于形成光通路。

10.根据权利要求9所述的制作方法，其中，所述在该光电探测器上集成光波耦合器采用的工艺包括如下工艺的一种或几种：

涂敷、蒸发、溅射、外延、扩散、键合、光刻、腐蚀、刻蚀、固化、离子注入、磨抛、以及划裂。