[发明专利]一种光探测器

说明书

本发明公开了一种光探测器，自上而下包括光反射单元、光探测单元和滤波单元，光反射单元的中心、光探测单元的中心与滤波单元的中心位于同一直线上，光反射单元、光探测单元以及滤波单元关于直线镜像对称，光反射单元包含对称斜反射结构，对称斜反射结构的反射率不小于预设反射率，对称斜反射结构的斜反射角度不小于预设角度，光探测单元包含光吸收层，滤波单元包含第一反射镜和第二反射镜，第一反射镜和第二反射镜平行相对放置。本发明通过多次吸收增强效应和独立的滤波选择特性，极大缓解了量子效率、响应速度和光谱线宽三者之间的相互制约关系，实现易集成、超窄光谱线宽、大调谐范围、高量子效率和高响应速度等特性。

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，具体涉及一种光探测器。

背景技术

随着信息时代的不断发展，高速大容量的数据传输成为人们不断追求的目标。由于光通信系统和网络的变革进步往往取决于器件在材料、工艺和结构上的发展，因而，在面对日益增长的高速大容量光通信业务需求时，有效提高光通信系统中关键光电子器件的性能将成为一种行之有效的途径。随着各种性能优异的光学功能器件不断涌现，不断推动光电子学向微型化、集成化发展。

在光通信系统中，高速高量子效率的光探测器是其中的一种关键光电子器件，起着不可或缺的作用。在大容量的密集波分复用光传输系统中，光探测器具有较窄的光谱线宽意味着更大的传输容量。传统的光探测器受其固有的效率带宽积的限制，频率响应带宽的提高是要以牺牲量子效率为前提的。为解决这一矛盾，谐振腔增强型(RCE)光探测器应运而生。它的基本结构是将吸收层插入到谐振腔中，利用谐振腔的增强效应，可以在减薄吸收层厚度的情况下，保证较高的量子效率，与此同时，响应速度也将有较大的提高。但由于光探测器的光吸收作用，会使RCE光探测器的光谱线宽展宽，通常大于20nm，使其难以直接应用于密集波分复用系统中。

综上，目前亟需一种光探测器，能够缓解量子效率、频率响应速度和光谱线宽三者之间的相互制约关系，用于解决上述现有技术存在的问题。

发明内容

由于现有方法存在上述问题，本发明实施例提出一种光探测器。

第一方面，本发明实施例提供了一种光探测器，自上而下包括：光反射单元、光探测单元和滤波单元；所述光反射单元的中心、所述光探测单元的中心与所述滤波单元的中心位于同一直线上；

所述光反射单元、所述光探测单元以及所述滤波单元关于所述直线镜像对称；

所述光反射单元包含对称斜反射结构，所述对称斜反射结构的反射率不小于预设反射率，所述对称斜反射结构的斜反射角度不小于预设角度；

所述光探测单元包含光吸收层；

所述滤波单元包含第一反射镜和第二反射镜；所述第一反射镜和所述第二反射镜平行相对放置。

进一步地，所述对称斜反射结构包含第一亚波长光栅和第二亚波长光栅；

所述第一亚波长光栅、所述第二亚波长光栅关于所述直线镜像对称；

所述第一亚波长光栅、所述第二亚波长光栅分别由多种不同材料的光栅条或光栅块组成；

所述光栅条或所述光栅块的几何结构参数由所述预设反射率和所述预设角度确定。

进一步地，所述亚波长光栅由磷化铟和空气组成。

进一步地，所述预设角度为3度，所述预设反射率为97％，所述光栅条或所述光栅块的厚度为0.5μm。

进一步地，所述亚波长光栅为一维、二维或三维的非周期亚波长光栅。

进一步地，所述光探测单元为垂直型光探测结构，所述光探测单元还包含多个半导体层；

所述多个半导体层的堆叠方向与待测入射光方向平行。