基于谐振腔增强型光电探测器的解复用探测系统 【技术领域】
本发明涉及一种基于谐振腔增强型(resonant cavity enhanced，RCE)光电探测器阵列的，用于波分复用通信的解复用探测系统。
背景技术
半导体光电探测器有很多种，从结构分有谐振强增强型(RCE)和普通非谐振型探测器。目前光纤通信中所应用的探测器为普通非增强型光电二极管或雪崩光电二极管器件，器件为宽谱响应或者说在某一波段内没有波长选择性，器件的量子效率和响应带宽受到吸收层厚度和渡越时间这一对矛盾参数的限制。RCE型探测器利用谐振增强的结构解决了这一矛盾，并且具有波长选择性。目前RCE的单个器件或者说分立器件的研究比较多，波长选择性在系统应用方面的研究较少。已有的入射光垂直均匀入射到多个器件表面的波分复用探测系统，信号光的损耗较大并且复用的波长数受到很大的限制。
本发明利用RCE探测器可以在一定角度入射的情况下有很好响应这一特点，提出将一束光以一定角度入射到一组或多组RCE探测器上以进行高速波分复用系统中光的解复用和并行探测的系统。
【发明内容】
本发明的目地在于提供一种波分复用系统中光的解复用探测的系统，该系统可以在复用光信号的接收端直接利用探测器的波长选择性在选择波长的同时将信号进行光电转换，节省滤波器和解复用器，大大减小通信系统的造价。
本发明一种基于谐振腔增强型光电探测器的解复用探测系统，其特征在于，该系统包括：
一承载探测器的透明的载体，该载体为矩形结构；
增强型半导体光电探测器阵列，该增强型半导体光电探测器阵列固定在承载探测器的透明的载体的两侧；
两个光纤准直器，该光纤准直器安装在增强型半导体光电探测器阵列的光输入端和输出端，该准直器用于对入射光的准直，并且使入射光以一定角度入射到第一个探测器，探测器对非模式波长范围内的光全反射，对工作模式波长范围内的光吸收从而达到光电转换的作用。
其中承载探测器的透明的载体为契形结构。
其中增强型半导体光电探测器阵列包括：一基底，在基底上均匀排布有增强型半导体光电探测器，每一个探测器的工作波长对应系统的一个复用波长。
其中增强型半导体光电探测器可以为正入射或背入射结构，还可以是可调谐结构和多腔结构器件，可调谐结构可以动态调整解复用探测的波长，多腔器件可以改善器件的响应特性。
本发明一种基于谐振腔增强型光电探测器的解复用探测系统，其特征在于，该系统包括：
一承载探测器的透明的载体，该载体为矩形结构；
增强型半导体光电探测器阵列，该增强型半导体光电探测器阵列固定在承载探测器的透明的载体的一侧；
一承载探测器的透明的载体的另一侧镀有全反膜；
两个光纤准直器，该光纤准直器安装在增强型半导体光电探测器阵列的光输入端和输出端，该准直器用于对入射光的准直，并且使入射光以一定角度入射到第一个探测器，探测器对非模式波长范围内的光全反射，对工作模式波长范围内的光吸收从而达到光电转换的作用。
其中承载探测器的透明的载体为契形结构。
其中增强型半导体光电探测器阵列包括：一基底，在基底上均匀排布有增强型半导体光电探测器，每一个探测器的工作波长对应系统的一个复用波长。
【附图说明】
为进一步说明本发明的技术特征，以下结合实施例及附图来进一步说明本发明的技术内容，其中：
图1是本发明的第一实施例的结构图；
图2是本发明的第二实施例的结构图；
图3是本发明的第三实施例的结构图；
图4是本发明的第四实施例的结构图；
图5(a)是用于第一和第三实施例的探测器结构图；
图5(b)是用于第二和第四实施例的探测器结构图。
【具体实施方式】
实施例1
请参阅图1所示，本发明一种基于谐振腔增强型光电探测器的解复用探测系统，该系统包括：
一承载探测器的透明的载体1，该载体1为矩形结构，透明载体可以是石英、玻璃，可以是半导体材料的衬底，如镓砷(GaAs)、硅(Si)、铟磷(InP)等在系统的工作波段透明的具有一定厚度的材料；
增强型半导体光电探测器阵列2，该增强型半导体光电探测器阵列2固定在承载探测器的透明的载体1的两侧；
两个光纤准直器3，该光纤准直器3安装在增强型半导体光电探测器阵列2的光输入端和输出端，该准直器3用于对入射光的准直，并且使入射光以一定角度入射到探测器阵列2中的第一个探测器，探测器对非模式波长范围内的光全反射，对工作模式波长范围内的光吸收从而达到光电转换的作用。
增强型半导体光电探测器阵列2包括：一基底21，在基底21上均匀排布有增强型半导体光电探测器22，每一个探测器22的工作波长对应系统的一个复用波长。
增强型半导体光电探测器22可以为正入射或背入射结构，还可以是可调谐结构和多腔结构器件，可调谐结构可以动态调整解复用探测的波长，多腔器件可以改善器件的响应特性。
RCE探测器是半导体材料制备的光电探测器，可以是分立器件也可以是集成的阵列，可以是正面入射器件也可是背入射器件，每一个器件的工作波长对应系统的一个波长。
实施例2
请参阅图2所示，本实施例大体上与第一实施例相同，其不同之处在于，其中承载探测器的透明载体1’为契形结构；基底21上排布的增强型半导体光电探测器22是非均匀排布的。
实施例3
请参阅图3所示，本实施例大体上与第一实施例相同，其不同之处在于，增强型半导体光电探测器阵列2固定在承载探测器的透明的载体1的一侧，而另一侧镀有一全反膜4。
实施例4
请参阅图4所示，本实施例大体上与第三实施例相同，其不同之处在于，其中承载探测器的透明的载体1’为契形结构，在其一侧固定有增强型半导体光电探测器阵列2，在另一侧镀有一全反膜4。
本发明给出一个平行板透明载体上固定单片集成RCE探测器列阵的8路(可以根据实际需要设计成16路或32路等)解复用探测系统的结构实例(图1)。各增强型半导体光电探测器22分别是集成在一个衬底上的面入射RCE探测器，每个探测器的腔长不同，入射角度下的模式波长对应一个需要探测的复用信号波长，每个探测器上的入射光角度相等。所有探测器以入射面朝向平行板状对信号光透明载体1固定在载体上。入射光31经光纤准直器3后依次到达探测器阵列2的8个RCE探测器22，8个探测器22分别探测波分复用中8路需要探测的光信号，不需探测的波长的信号光31则继续向前传输。
图2给出一个楔形透明载体1’上固定单片集成RCE探测器列阵2的8路解复用探测系统的结构实例(可以根据实际需要设计成16路或32路等)。每个器件入射角度不同，器件非等间距排布。两个集成的探测器阵列2朝向楔形载体1’并固定在其上。入射和出射光31，32分别通过光纤准直器3耦合出入。
图3，图4给出的是，在透明载体1和楔形透明载体1’的一侧固定有RCE探测器列阵2，而在另一侧镀有一全反膜4的4路解复用探测系统的结构实例(可以根据实际需要设计成8路，16路或32路等)。
图5(a)给出面入射RCE探测器在载体上固定的示意图。图5(b)给出背入射RCE探测器在载体上固定的示意图。图5(a)和图5(b)的结构为现有技术，具体内容不详细描述，图5(a)和图5(b)的探测器分别可以用于以上实施例中。