[发明专利]一种光电探测器

说明书

本发明公开了一种光电探测器，光电探测器包括管壳、制冷器、光纤和单光子雪崩光电二极管芯片，管壳内设有密封的容纳腔，制冷器和单光子雪崩光电二极管芯片均位于容纳腔内；单光子雪崩光电二极管芯片组装在制冷器上；光纤穿设于管壳，光纤与单光子雪崩光电二极管芯片的光敏面平行设置，光纤靠近光敏面的一端具有斜端面，光纤内的信号光经斜端面全反射后与单光子雪崩光电二极管芯片的光敏面耦合。通过将制冷器与单光子雪崩光电二极管芯片设置在管壳内，单光子雪崩光电二极管芯片通过载体组装在制冷器上，对管壳进行封装，使封装后的管壳具有制冷功能，提高了制冷器的制冷效率，缩小了光电探测器的体积。

技术领域

本发明涉及探测器，特别涉及一种集成制冷的光电探测器。

背景技术

随着量子保密通信、3D激光雷达成像、生物荧光检测等领域的迅速发展，对能实现超微弱光探测的光电探测器需求日渐增强。其中，基于半导体技术的雪崩光电二极管芯片由于成本低、体积小、无需超低温制冷、易于工程化应用，已获得广泛应用。为获得更好的性能，一般需要对雪崩光电二极管芯片进行制冷。目前雪崩光电二极管芯片主要采用无制冷同轴封装。具体地，将芯片的光敏面设置在光纤的延长线方向上，光纤的耦合端面和光敏面相对设置以组成同轴器件。使用时，需要将这种同轴器件安装在制冷器上，再将制冷器和同轴器件整体密封在密封腔中，这种结构的探测器的制冷器负载大，功耗高，因而需要为散热和隔热设计提供更多的空间，造成探测器体积较大。而且，这种整体密封的技术难度较高。由于此外，为了尽可能短的距离实现与电路板的安装，通常电路板也需要安装在密封腔中，进一步增大了探测器的体积和操作的困难程度。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种光电探测器。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种光电探测器，所述光电探测器包括管壳、制冷器、光纤和单光子雪崩光电二极管芯片，所述管壳内设有密封的容纳腔，所述制冷器和所述单光子雪崩光电二极管芯片均位于所述容纳腔内；

所述单光子雪崩光电二极管芯片组装在所述制冷器上；

所述光纤穿设于所述管壳，所述光纤与所述单光子雪崩光电二极管芯片的光敏面平行设置，所述光纤靠近所述光敏面的一端具有斜端面，所述光纤内的信号光经所述斜端面全反射后与所述单光子雪崩光电二极管芯片的光敏面耦合。

上述方案中，所述光电探测器还包括载体，所述载体包括第一载体和第二载体；所述第一载体组装在所述制冷器上，所述第二载体组装在所述第一载体上；

所述单光子雪崩光电二极管芯片组装在所述第二载体上，且位于所述第一载体和所述第二载体之间；

所述第二载体上设有通光孔，所述单光子雪崩光电二极管芯片的光敏面朝向所述通光孔设置。

上述方案中，所述光电探测器还包括引脚，所述引脚位于所述管壳上，所述单光子雪崩光电二极管芯片与相应的所述引脚连接。

上述方案中，所述光电探测器还包括与所述单光子雪崩光电二极管芯片连接的第一电路布线；

所述第一电路布线位于所述第二载体上，或所述第一电路布线位于所述第一载体和所述第二载体上；

所述第一电路布线与相应的所述引脚相连接。

上述方案中，所述光电探测器还包括测温元件，所述测温元件组装在所述制冷器上；或，所述测温元件组装在所述第一载体或所述第二载体上。

上述方案中，所述光电探测器还包括测温元件；所述载体还包括第三载体，所述第三载体组装在所述制冷器上，所述第三载体与所述第一载体间隔设置；所述测温元件组装在所述第三载体上。

上述方案中，所述光电探测器还包括与所述测温元件连接的第二电路布线，所述第二电路布线位于所述第三载体上，所述第二电路布线与相应的所述引脚连接。