[发明专利]光电探测单元、光电探测组件以及激光测距器件

说明书

本申请涉及一种光电探测单元、光电探测组件以及激光测距器件，光电探测单元包括：基底；光电探测结构，形成于基底内，用于接收光信号并转换为电信号；后端电路，形成于基底内，用于对电信号进行处理后通过数据端口输出，后端电路与光电探测结构沿X轴方向并排分布；光学组件，沿Y轴方向叠设于基底上，用于接收自基底一侧入射的光线并调节光线的路径以使光线入射至光电探测结构上。通过将后端电路和光电探测结构集成于同一基底上，且光学组件用于接收侧面入射的光并调整光路使光线入射至光电探测结构上，可以省略电路的键合工艺，且可将多个光电探测单元进行组装形成线阵或面阵并避免布线困难的问题，组装形成的结构也能够灵活拆卸。

技术领域

本申请涉及光电探测领域，特别是涉及一种光电探测单元、光电探测组件以及激光测距器件。

背景技术

单光子探测器(Single Photon Avalanche Diode，SPAD)是一种具有高增益、高灵敏度等优点的探测器，广泛应用于核医学、高能物理、精密分析、激光探测与测量(Lidar)等领域。单个SPAD可以看作为一个1bit的超高速ADC，连接一个简单的反向器即可直接产生数字信号，如“无信号”时输出“0”，“有信号”时输出“1”。为了测量光的强度信号，SPAD在深度探测领域中使用以下两种典型的表现形式：

(1)硅光电倍增管(SiPM,Silicon photomultiplier)。阵列中的SPAD输出端子(port)并联在一起，作为一个整体输出信号，但由于有多个SPAD子单元，所以可以实现对信号光强度的识别。

(2)SPAD阵列(SPAD array)。阵列的中的SPAD的每个像素单独输出，从而可以直接生成影像。

在实际的光电产品中，上述各类光电探测结构还需与后端电路电连接，后端电路用于对电信号进行处理后输出。通常，光电探测结构和后端电路分别形成于不同的晶片上，并通过键合方式使后端电路与光电探测组件电连接。然而，上述光电探测结构与后端电路的连接方式，存在以下问题：

第一，上述方式包含键合工艺，其制备工序较多，成本较高。

第二，每一个SPAD均需要对应一个后端电路对其电信号进行处理，当制成SPAD面阵时，则需要布局大量的后端电路，SPAD面阵密度越高，电路走线越困难，对应的布线工艺难度和成本也提高。

第三，当制成SPAD线阵或面阵，线阵或面阵形成于同一基底上，其整体结构固定，不能够再灵活调整SPAD线阵或面阵的结构。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中的光电探测产品的后端电路的制备工艺复杂且布线困难的技术问题，提供一种光电探测单元、光电探测组件以及激光测距器件。

为了实现上述目的，一方面，本申请提供了一种光电探测单元。

一种光电探测单元，包括：

基底；

光电探测结构，形成于所述基底内，用于接收光信号并转换为电信号；

后端电路，形成于所述基底内，用于对所述光电探测结构形成的电信号进行处理后通过数据端口输出，所述后端电路与所述光电探测结构沿X轴方向并排分布，所述X轴方向平行于基底顶面；

光学组件，沿Y轴方向叠设于所述基底上，所述光学组件具有朝向所述光电探测单元一侧的入光面，所述入光面接收自所述光电探测单元一侧入射的光线并调节所述光线的路径以使所述光线入射至所述光电探测结构上，所述Y轴方向垂直于基底顶面。

在其中一个实施例中，所述光学组件位于所述光电探测结构的上方。

在其中一个实施例中，所述光学组件包括入光面，所述光学组件将入射至所述入光面上的光线反射至所述光电探测结构上。