專利名稱：一種光探測器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及激光探測器件，具體地涉及一種紅外或紫外光探測器。
技術背景對于激光能量、功率、脈寬和波形的探測，不僅對激光器件和基礎研究非 常重要，而且在軍事、國防、農(nóng)業(yè)、資源開釆、交通等方面也具有非常廣泛的 用途。激光探測器元件主要采用對激光有一定響應特性的半導體材料、常規(guī)化 合物材料以及高分子復合材料等等支撐，其結構和原理也多種多樣。目前，人 們已經(jīng)研究發(fā)展了諸如熱電、光電、熱釋電等各種類型的激光探測器，例如，申請?zhí)枮?00410074668、 200410069052的中國專利申請分別公開了光響應層為 生長在襯底上的摻雜錳酸鹽薄膜及摻雜錳酸鑭薄膜層的光電探測器，文獻[l] P.X.Zhang, W.K丄ee, G.Y.Zhang. "Time dependence of laser-induced thermoelectric voltages in La!-xCaxMn03 and YBa2Cu307-s thin films." Appl. Phys. Lett, 2002， 81(21):4026 4028中公開了以La!.xCa^Mn03為光相應層的熱電型激光探測器，但這種熱電型激光探測器的光生伏特信號起源于熱梯度導致的熱電效應， 限制了其作為激光探測器的響應速度。因此熱電型探測器雖然響應范圍寬，但 響應時間比較慢，多為毫秒或微秒級。因此對快響應、高靈敏度的新型紫外光 探測器探索仍是研究的熱點之一，迄今為止還未見到將金屬或合金直接用于光 探測器的報道。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種激光探測器，其采用金屬或合金作為光傳感 器(即光響應芯片)，不需要輔助電源和電子電路，激光照射后就能夠直接 產(chǎn)生光電信號。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供的光探測器包括.-光傳感器；連接所述光傳感器的第一電極和第二電極；以及第一電極引線和第二電極引線，該第一電極引線和第二電極引線的一端分 別與第一電極和第二電極連接，另一端作為輸出端； 所述光傳感器由金屬或合金材料制成。 所述光傳感器的光響應頻段為紅外和/或紫外光頻段。本發(fā)明直接利用金屬或合金制作的光探測器，可以探測激光的能量、功率 及脈沖波形等，在紫外或紅外波段下可快速響應飛秒脈寬的激光脈沖，產(chǎn)生電 壓脈沖的寬度可小于0.5納秒，脈沖全寬度只有幾個納秒。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的迸一步理解，構成本申請的一部分， 并不構成對本發(fā)明的限定。在附圖中圖l為本發(fā)明一實施例的采用金屬或合金線制作的光探測器結構示意圖； 圖2為圖1中金屬或合金線為螺旋形狀時的光探測器結構示意圖； 圖3為圖1中金屬或合金線為鋸齒形狀時的光探測器結構示意圖； 圖4為本發(fā)明另一實施例的光探測器結構示意圖； 圖5為本發(fā)明一實施例的光探測器產(chǎn)生的光伏特信號圖。
具體實施方式
為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結合附圖對本發(fā)明的 具體實施例進行詳細說明。在此，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本 發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。實施例1參照圖1，本實施例的光探測器包括外殼(圖中未示出)，光傳感器(或 稱光響應芯片)1，第一電極2，第二電極3，第一電極引線4以及第二電極引 線5。其中，所述的光傳感器1由金屬或合金制作，光傳感器的兩連接端各連接 第一電極2和第二電極3;第一電極引線4和第二電極引線5的一端分別連接第一電極2和第二電極3，第一電極引線4和第二電極引線5的另一端是信號輸出 端；所述光傳感器l、第一電極2、第二電極3、第一電極引線4及第二電極引 線5設置于所述外殼內(nèi)，并利用同軸電纜接頭從所述外殼引出所述輸出端，此 輸出端可連接放大電路(以放大光傳感器產(chǎn)生的光伏特信號)；該輸出端還可 以連接電壓測試設備6，以探測所述傳感器產(chǎn)生的光伏特信號。所述光傳感器為由金屬或合金材料制成。所述金屬例如可為銅、金、銀、 鋁、鎳、鉻、鐵等，但并不限于此。所述合金例如可為包括上述金屬中的一種 或多種材料的合金。本實施例中，作為光傳感器1的金屬或合金的形狀并無特 別的限定，可以為金屬或合金片，也可以為金屬或合金線。例如，當傳感器為 采用金屬或合金線時，該金屬或合金線既可以是直線形狀，也可以彎曲成其他 形狀，如矩形、螺旋形、鋸齒形等，并且該金屬或合金線既可以是一根，也可 以是多根并聯(lián)，本發(fā)明并不限定于此。圖2和圖3分別為具有螺旋形狀和鋸齒 形狀傳感器的光探測器的結構示意圖。本發(fā)明實施粒中，所述第一電極2以及第二電極3可以是金屬(如金、銀、 鉑、銦、鋁等)或合金，也可以是其他導電性材料。本發(fā)明實施例中，優(yōu)選地 采用金屬薄膜作為電極，所需的電極薄膜可以用化學氣相沉積、脈沖激光沉積、 濺射、真空鍍膜或其他的薄膜沉積方法制備，生長在金屬或合金光傳感器的連 接端。所述第一電極引線4和第二電極引線5可以采用常規(guī)的金屬電極引線(如O 0.2mm的銅絲，但并不限于此)，所述第一電極引線4和第二電極引線5的一 端可分別焊接在第一電極2和第二電極3上，另一端作為輸出端。本發(fā)明實施例中，所述外殼為金屬或合金外殼，以對外界的電磁干擾起屏 蔽作用。采用如圖1所示的光探測器，就可以探測激光能量、激光功率、激光脈沖 波形等多種激光參數(shù)，光傳感器響應的波段為紫外或紅外波段。例如，在一般常用的直的銅線(直徑例如可為0.1mm lmm，但并不限定于此)上生長金屬材料電極，再制作出如圖1所示的結構的紫外或紅外光探測器。然后選用350MHZ示波器，連接該光探測器的兩輸出端，以測量紫外或紅 外脈沖激光。若以波長為1064nm的紅外飛秒脈寬脈沖激光做探測光，激光單脈 沖的能量為5毫焦，光束的面積一個平方厘米，避開電極照在銅線上，則如圖5 所示，用示波器測量得到大約3.5mV的直接電壓輸出，即輸出光生伏特信號達 到了 3.5毫伏，另光生伏特信號上升時間為〈ns，半高寬為 lns。同時應注意 的是其光生伏特信號的上升和半高寬均達到示波器的極限，如選用更快速的示 波器測量，其上升時間會更短，表明此探測器具有快響應的特性。若本發(fā)明采用金、銀、鋁、鎳、鉻、鐵等材料的直的線代替直的銅線作為 光傳感器，則制備出的光探測器同樣可以探測激光的能量、功率、脈沖波形等， 在紫外或紅外波段下可響應飛秒脈寬的激光脈沖，產(chǎn)生電壓脈沖的寬度可小于 0.5納秒，脈沖全寬度只有幾個納秒。若本發(fā)明采用銅、金、銀、鋁、鎳、鉻、鐵等材料的其他形狀的線，例如 矩形、螺旋形或鋸齒形的線，采用銅、金、銀、鋁、鎳、鉻、鐵等材料的金屬 片，來代替直的銅線制備光探測器，同樣可以探測激光的能量、功率、脈沖波 形等，在紫外或紅外波段下可響應飛秒脈寬的激光脈沖，產(chǎn)生電壓脈沖的寬度 可小于0.5納秒，脈沖全寬度只有幾個納秒。若本發(fā)明釆用合金材料代替所述金屬材料制備光探測器，同樣可以探測激 光的能量、功率、脈沖波形等，在紫外或紅外波段下可響應飛秒脈寬的激光脈 沖，產(chǎn)生電壓脈沖的寬度可小于0.5納秒，脈沖全寬度只有幾個納秒。實施例2本實施例仍按實施例l的結構制作，區(qū)別在于在第一電極引線4和第二電極 引線5之間并聯(lián)一電容7，請參照圖4所示。該電容的作用在于調節(jié)光探測器的R C常數(shù)，從而可進一步提高該光探測器的響應速度。本實施例中，電容的大小優(yōu) 選地為0.01pF 10pF，但并不限定于此。如上所述的采用金屬或合金材料制作的光探測器，結構簡單，響應波段為紫外和紅外波段，可響應飛秒脈寬的激光脈沖，響應時間在l納秒以下，產(chǎn)生電 壓脈沖的半高寬約l納秒，具有良好的快速響應的特性。以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術方案，盡管參照上述實施例 對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解對本發(fā)明探測器 電路或制作方法進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何 修改或局部替換，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種光探測器，包括光傳感器；連接所述光傳感器的第一電極和第二電極；以及第一電極引線和第二電極引線，該第一電極引線和第二電極引線的一端分別與第一電極和第二電極連接，另一端作為輸出端；其特征在于所述光傳感器由金屬或合金材料制成。
2. 根據(jù)權利要求l所述的光探測器，其特征在于，該光探測器還包括外殼； 所述光傳感器、第一電極、第二電極、第一引線及第二引線設置于所述外殼內(nèi)，所述輸出端通過同軸電纜接頭從所述外殼引出。
3. 根據(jù)權利要求l所述的光探測器，其特征在于，該光探測器還包括-連接于所述第一電極引線和第二電極引線之間的電容。
4. 根據(jù)權利要求l所述的光探測器，其特征在于 所述電容為0.01pF 10pF。
5. 根據(jù)權利要求l所述的光探測器，其特征在于所述光傳感器的光響應頻段為紅外和/或紫外光頻段。
6. 根據(jù)權利要求l-5中任意一項所述的光探測器，其特征在于 所述金屬是指銅、銀、金、鋁、鎳、鉻或鐵；所述合金是指包括銅、銀、金、鋁、鎳、鉻及鐵中一種或多種材料的合金。
7. 根據(jù)權利要求l-5中任意一項所述的光探測器，其特征在于 所述光傳感器為金屬或合金線。
8. 根據(jù)權利要求l-5中任意一項所述的光探測器，其特征在于 所述金屬或合金線為直線、螺旋、矩形或鋸齒形狀。
9. 根據(jù)權利要求l-5中任意一項所述的光探測器，其特征在于 所述光傳感器為金屬或合金片。
10.根據(jù)權利要求l-5中任意一項所述的光探測器，其特征在于-所述兩引線之間連接有放大電路，以放大所述光傳感器產(chǎn)生的光伏特信號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光探測器，該光探測器包括光傳感器，連接所述光傳感器的第一電極和第二電極；以及第一電極引線和第二電極引線，該第一電極引線和第二電極引線的一端分別與第一電極和第二電極連接，另一端作為輸出端；所述光傳感器由金屬或合金材料制成。本發(fā)明的光探測器在紫外或紅外波段下可快速響應飛秒脈寬的激光脈沖，產(chǎn)生電壓脈沖的寬度可小于0.5納秒，脈沖全寬度只有幾個納秒。
文檔編號G01J1/42GK101275867SQ20081010442
公開日2008年10月1日 申請日期2008年4月18日 優(yōu)先權日2008年4月18日
發(fā)明者昊 劉, 娜 周, 王愛軍, 卉 趙, 昆 趙, 趙嵩卿, 磊 高 申請人:中國石油大學(北京)