一种宽光谱光电探测器的制作方法

本实用新型涉及光电检测领域，特别是涉及一种宽光谱光电探测器。

背景技术：

光电探测器是将光信号转换成电信号的装置，其原理是由辐射引起被照射材料电导率发生改变。光电探测器在科研、医疗、工业、能源、公共生活等领域有广泛用途。其中，紫外线用于消毒、验钞、工程探伤、固化等；红外波段主要用于导弹制导、红外热成像、红外遥感等方面；X射线用于CT照相；γ射线用于治疗等。可见光是所有生物观察事物的基础。

对于不可见光而言，研究观察极为不便，因此需要使用光电探测传感器，把入射到探测器上的光功率转换为相应的光电流，使其能够直观得观察，便于研究。光电探测传感器性能的好坏直接关系到接收处理电路的精度。因此，只有选择和设计合适的光电探测器，才不会削弱接收处理电路的性能。

设计时，主要考虑的是光电探测器的噪声，量子效率，响应度等几项技术指标。在很多应用领域，例如光耦合器输出部分，往往需要将光电探测器和信号处理集成在同一块单芯片上，也即是实现光电探测器与信号处理电路的工艺兼容。

技术实现要素：

本实用新型提供宽光谱光电探测器，使用双通道探测，能够得到波长范围更广的探测，同时兼顾经济性和工作稳定性，使得整个光电探测器的设计更加合理。

一种宽光谱光电探测器，包括光敏探测头、TEC（Thermo Electric Cooler，半导体制冷器）、Amp（amplifier，放大器或放大电路）和信号输出装置，光敏探测头包括共光轴的Si光敏半导体和PbSe光敏半导体，Amp包括两个，两个Amp分别信号连接Si光敏半导体和PbSe光敏半导体，两个Amp均与控制电源信号连接，信号输出装置分别信号连接两个Amp；TEC分别信号连接控制电源、Si光敏半导体和PbSe光敏半导体。

作为一种优选方案，宽光谱光电探测器一体化封装。

作为一种优选方案，宽光谱光电探测器还包括heat sink（散热片; 吸热设备，又叫热沉），宽光谱光电探测器通过heat sink进行耦合。

作为一种优选方案，信号输出装置包括两个输出单元，一个输出单元用于输出0.2~1.1um的光波段信号，另一个输出单元用于输出1.1~5.1um的光波段信号。

作为一种优选方案，两个输出单元均分别包括指示灯输出器和数值输出器。

作为一种优选方案，宽光谱光电探测器还包括温度显示面板和调温控制装置，温度显示面板用于感应硬件的温度，调温控制装置与TEC信号连接，用于调整硬件的温度。

作为一种优选方案，Amp设置多档位调节。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的宽光谱光电探测器使用双通道测探，探测的光的波长范围更广；

2、本实用新型的宽光谱光电探测器通过TEC对硬件的温度进行精确控制，同时使用heat sink耦合，能够精确调节整个光电设备的温度，尤其是探测头的温度，充分降低探测器的热漂移和热噪声，使装置的工作性能得到提升；

3、本实用新型的宽光谱光电探测器在信号输出装置可选择性设置指示灯输出器和/或数值输出器，针对不同的需求，设置出不同的组装方式，以便能够满足各种需求，在考虑经济性的同时，兼顾光电探测器的实用性，也能够减少光电探测器的整体体积；

4、本实用新型的宽光谱光电探测器结构简单、功能性好，具有良好的经济性和实用性。

附图说明

图1是本实用新型实施例宽光谱光电探测器的结构示意图；

附图标记：

1—光敏探测头，2—信号输出装置，3—控制电源，4—heat sink。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：一种宽光谱光电探测器，包括光敏探测头1、TECThermo Electric Cooler，半导体制冷器、Ampamplifier，放大器或放大电路和信号输出装置2，光敏探测头1包括共光轴的Si光敏半导体和PbSe光敏半导体，Amp包括两个，两个Amp分别信号连接Si光敏半导体和PbSe光敏半导体，两个Amp均与控制电源3信号连接，信号输出装置2分别信号连接两个Amp；TEC分别信号连接控制电源3、Si光敏半导体和PbSe光敏半导体。

在实施例1中，其工作过程为，光信号照射到光轴上，光轴是一种光学感应组件，利用光学原理和光耦合，产生不同等值的电阻，Si光敏半导体和PbSe光敏半导体根据生成的不同电阻选择性导通，通过光敏半导体的电信号经Amp放大，并传输至信号输出装置2，得到输出结果，在整个工作过程中，在控制电源3的驱动下，通过TEC实现工作温度的精确控制，以充分降低探测器的热漂移和热噪声，整个宽光谱光电探测器采用一体化封装，通过heat sink4进行耦合，以进一步对温度进行控制。在设备选型方面，探测器主体可采用滨松K3413-002型双色红外探测器，及其类似产品，在主体产品中加入相应的其他产品，以实现上述的工作流程。实施例1能够实现：扩大光电探测器对光波长的相应范围，使用双半导体共光轴，使得整个电路相对简化，且使得整个设备不会过大，达到良好的实用性和经济性，通过TEC和heat sink4耦合，能够精确控制整个光电设备的温度，尤其是探测头的温度，使装置的工作性能更加稳定。

实施例2：与实施例1基本相似，其不同之处在于，信号输出装置2包括两个输出单元，一个输出单元用于输出0.2~1.1um的光波段信号，另一个输出单元用于输出1.1~5.1um的光波段信号。两个输出单元均分别包括指示灯输出器和数值输出器。

在实施例2中，存在不同的组装方式，以实现不同的输出结果，在第一种组装方式中，使用指示灯输出器作为信号输出装置2，根据Si光敏半导体和PbSe光敏半导体选择导通的信号，到达信号输出装置2，两个指示灯对应亮一个，能够粗略得得到光的波段信号，对于简易设备尤为适用；第二种组装方式中，适用数值输出器，得到光波段的具体数据，对于要求更高的设备；在第三种组装方式中，同时使用指示灯和数值输出器作为信号输出装置2，在不同的情况下，选择性使用不同的信号输出装置2，设置档位，能够随时根据用户的需求，选择性使用档位得到相应的输出结果。实施例2针对不同的需求，设置出不同的组装方式，以便能够满足各种需求，在考虑经济性的同时，兼顾光电探测器的实用性，也能够减少光电探测器的整体体积。

实施例3：与实施例1，实施例2不同之处在于，宽光谱光电探测器还包括温度显示面板和调温控制装置，温度显示面板用于感应硬件的温度，调温控制装置与TEC信号连接，用于调整硬件的温度。TEC的工作原理是珀尔帖效应，是指当直流电流通过两种半导体材料组成的电偶时，其一端吸热，一端放热的现象。重掺杂的N型和P型的碲化铋主要用作TEC的半导体材料，碲化铋元件采用电串联，并且是并行发热。TEC包括一些P型和N型对组，它们通过电极连在一起，并且夹在两个陶瓷电极之间；当有电流从TEC流过时，电流产生的热量会从TEC的一侧传到另一侧，在TEC上产生″热″侧和″冷″侧，添加调温控制装置和温度显示面板，以便感应硬件的温度，和调节温度，其主要数据是感应探测头的温度，和用于调节探测头的温度，以便充分降低探测器的热漂移和热噪声，使得整个光电装置时刻处于稳定的工作状态。

实施例4：与实施例1、2、3的不同之处在于，Amp设置多档位调节，可设置放大器增益为10K、100K及其他多档位可调，实现相应的带宽增益，以实现整个光电探测器的高速高增益，同时方便用户在测量不同光照强度信号时获得合理的输出信号幅值。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。