光复制/重传装置和方法与流程

本发明涉及一种光复制或重传装置和方法，尤其涉及利用发光晶体管的这种装置和方法。

背景技术：

1、存在许多应用，其中期望或甚至需要提供能够在输入表面处接收定向光并在输出表面处提供对应光的组件，其中输出表面处的光基本上是朗伯光，即朝向观察者发射的光的辐射率与观察方向无关。在光源自朗伯发射器(例如，现实世界环境)并且被预处理使得光变为定向，并且需要将光恢复到其基本上原始的全向形式的情况下，这种组件可能是期望的。这在图1中进一步示出，其中将定向光转换成全向光的组件由附图标记1标识。

2、一组解决方案利用荧光或磷光膜，其中输入的定向光激发膜，使它们发射全向光。这种解决方案相对简单，但可能仅能在非常有限的波长下操作。它们的损耗也很大，其中发射光的能量仅是输入光的能量的一小部分。

3、替代解决方案可以在组件的输入侧利用集成光电二极管的矩阵和在输出侧利用发光二极管(led)的阵列。光电二极管可以用光电晶体管代替，而led可以用发光晶体管代替。这样的组件可能需要复杂的互连加上放大电路。

4、us7067853描述了一种基于半导体的图像增强器芯片及其基于侧壁钝化台面异质结光电晶体管的组成光电检测器阵列设备。

5、us9455374描述了一种集成混合晶体发光二极管(led)显示设备，其可以在单个晶圆上发射红色、绿色和蓝色。

技术实现思路

1、根据本发明，提供了一种基本上平面的光复制或重传组件，其具有入射光接收表面和相对的光发射表面。该组件包括：基本上透明的平面基板；在所述基板上提供的一个或多个双极结型晶体管，该晶体管或每个晶体管包括与所述光接收表面邻近的集电极区、与所述光发射表面邻近的发射极区、以及在所述集电极区和所述发射极区之间的基极区；以及用于偏置在使用中的双极晶体管的电路。该晶体管或每个晶体管在使用中被配置和偏置，使得晶体管的所述集电极区和所述基极区作为光电二极管操作，而所述基极区和所述发射极区作为发光二极管操作。

2、容易理解，本发明的组件基本上使得入射在所述光接收表面上的定向光能够作为全向光从所述光发射表面重新发射。这样的组件可以保留入射光的频率特性或者可以变换这些特性。以这种方式，该组件基本上作为朗伯光发射器操作。

3、本发明的实施例可以被配置为使得该晶体管或每个晶体管能够在使用中相对于入射光放大发射光的强度。

4、该组件可以包括多个所述双极结型晶体管，其跨越所述平面基板以二维阵列布置。多个双极型晶体管可以各自被提供为所述平面基板上的升高的分立结构。钝化层可以提供在该升高的分立结构或每个升高的分立结构的侧壁上。

5、集电极区可以被设置为与所述平面基板邻近，并且平面基板提供所述入射光接收表面。

6、所述光接收表面和所述光发射表面中的一个或两个可以包括抗反射涂层。

7、该组件可以包括设置在发射极区和基极区之间的具有与发射极区相同的掺杂类型的布拉格反射器。布拉格反射器可以由具有交替掺杂浓度的多个层提供。

8、透明的平面基板可以包括蓝宝石。

9、该晶体管或每个晶体管可以是砷化镓或磷化铟设备。

10、基极区可以是浮动基极。

11、该组件可以包括连接到所述基极区的电接触层，使得附加光信号可以被调制到光发射表面上。

12、该双极结型晶体管或每个双极结型晶体管可以具有npn或pnp配置。

技术特征：

1.一种基本上平面的光复制或重传组件，其具有入射光接收表面和相对的光发射表面，所述组件包括：

2.根据权利要求1所述的组件，其中所述晶体管或每个晶体管被配置和偏置，以便相对于所述入射光放大所述发射光的强度。

3.根据权利要求1所述的组件，包括多个所述双极结型晶体管，其跨越所述平面基板以二维阵列布置。

4.根据权利要求3所述的组件，其中所述多个双极型晶体管中的每一个都被提供为所述平面基板上的升高的分立结构。

5.根据权利要求4所述的组件，包括在所述升高的分立结构的侧壁上的钝化层。

6.根据权利要求1所述的组件，其中所述集电极区被设置为与所述平面基板邻近，并且所述平面基板提供所述入射光接收表面。

7.根据权利要求1所述的组件，所述光接收表面和所述光发射表面中的一个或两个包括抗反射涂层。

8.根据权利要求1所述的组件，包括设置在所述发射极区和所述基极区之间的具有与所述发射极区相同的掺杂类型的布拉格反射器。

9.根据权利要求8所述的组件，其中所述布拉格反射器由具有交替掺杂浓度的多个层提供。

10.根据权利要求1所述的组件，其中所述透明的平面基板包括蓝宝石。

11.根据权利要求1所述的组件，其中所述晶体管是砷化镓或磷化铟设备。

12.根据权利要求1所述的组件，在使用中，所述基极区是浮动基极。

13.根据权利要求1所述的组件，包括连接到所述基极区的电接触层，使得附加光信号能够被调制到所述光发射表面上。

技术总结
一种具有入射光接收表面和相对的光发射表面的基本上平面的光复制或重传组件。该组件包括基本透明的平面基板；在所述基板上提供的一个或多个双极结型晶体管，该晶体管或每个晶体管包括与所述光接收表面邻近的集电极区、与所述光发射表面邻近的发射极区、以及在所述集电极区和所述发射极区之间的基极区；以及用于偏置在使用中的双极晶体管的电路。该晶体管或每个晶体管在使用中被配置和偏置，使得晶体管的所述集电极区和所述基极区作为光电二极管操作，而所述基极区和所述发射极区作为发光二极管操作。

技术研发人员：弗朗西斯科·保罗·德阿莱奥,彼得·伦琴,尼古拉·斯普林,石崎幸太郎
受保护的技术使用者：ams传感器新加坡私人有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11