[实用新型]一种具有反射镜结构的正面入射式雪崩二极管

说明书

本实用新型公开了一种具有反射镜结构的正面入射式雪崩二极管，涉及光学元件制作领域，该装置包括管体、菲涅尔透镜和金属反射层，所述管体包括衬底层，所述衬底层上从下至上依次设有缓冲层、吸收层、过渡层、电荷层和无掺杂倍增层，所述无掺杂倍增层上设有光接收口；所述菲涅尔透镜贴设于所述衬底层的底部，所述菲涅尔透镜用于接收光信号并将所述光信号汇聚至所述光接收口上，所述金属反射层贴设于所述菲涅尔透镜远离所述衬底层的一面上，所述衬底层与菲涅尔透镜不接触的区域也设有所述金属反射层。本实用新型提供的一种具有反射镜结构的正面入射式雪崩二极管，能在光采用正面入射的方式时保证光接收面积，提高对光的利用率。

技术领域

本实用新型涉及光学元件制作领域，具体涉及一种具有反射镜结构的正面入射式雪崩二极管。

背景技术

在光纤通信系统中，普遍采用雪崩二极管(Avalanche Photo Diode，APD)为光接收模块的光探测器，作用是探测经过传输过程中的微弱的光信号。其作用原理是：光子在吸收层被吸收产生电子-空穴对，当外加很强的反向偏压时，耗尽层内的场强达到某一值，空穴通过渐变层和电荷层进入倍增层并在倍增层内强场作用下加速而获得足够的能量，随之与晶格碰撞，电离产生电子-空穴对，产生的电子-空穴被称为二次电子-空穴对。二次电子-空穴对同样可以在强场强获得足够的能量的情况下可以引起新的碰撞电离，此过程不断重复，造成载流子的倍增，这被称为雪崩效应。光电流在APD内部得到几十、甚至成千上百倍放大，因此，APD是一种有雪崩效应的将光信号转变为电信号的高灵敏度探测器。

在正面入射的APD管中，光注入APD芯片时，从光纤出来的光通过APD正面的光接受口进入到芯片内部的吸收层，光正面入射时，为了减少结电容及提高工作速率，光电探测器的光接受口的直径不能做的太大，光接收口较小，增加了光纤耦合难度，同时也降低了芯片与光纤的耦合效率，这种结构的APD对光的利用效率较低，不便于光纤的耦合。

目前商用上的正面入射APD芯片普遍采用将光从正面入射到光接收口内的方式，但光接收口的直径较小，光接收口的面积仅占光入射面积的0.78％，光利用率很低，影响其使用的效果和性能，无法满足目前的而需求。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种具有反射镜结构的正面入射式雪崩二极管，能在光采用正面入射的方式时保证光接收面积，提高对光的利用率。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：

管体，所述管体包括衬底层，所述衬底层上从下至上依次设有缓冲层、吸收层、过渡层、电荷层和无掺杂倍增层，所述无掺杂倍增层上设有光接收口；

菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜贴设于所述衬底层的底部，所述菲涅尔透镜用于接收光信号并将所述光信号汇聚至所述光接收口上；

金属反射层，所述金属反射层覆盖于所述菲涅尔透镜远离所述衬底层的一面上，且所述金属反射层至少部分延伸至所述衬底层上。

在上述技术方案的基础上，所述金属反射层为金属银材料。

在上述技术方案的基础上，所述菲涅尔透镜的中心与所述衬底层的中心对齐设置。

在上述技术方案的基础上，所述菲涅尔透镜与衬底层相互接触的两个面的面积比值为0.7。

在上述技术方案的基础上，所述菲涅尔透镜为磷化铟InP材料。

在上述技术方案的基础上，所述光接收口的两侧设有P极和N极，所述P极和N极上均镀有金属电极。

在上述技术方案的基础上，所述光接收口的下方设有锌扩散层。

在上述技术方案的基础上，所述锌扩散层的扩散浓度为2×10¹⁸～5×10¹⁸cm^-3，所述锌扩散层的扩散深度为2～3μm。