辐射接收器设备制造技术

提出一种具有辐射接收器(2)和具有辐射入射面(10)的辐射接收器设备(1)，其中辐射接收器具有用于检测具有在近红外中的目标波长的辐射的有源区域；在辐射入射面和辐射接收器之间设置有光学元件；光学元件的光学轴线伸展穿过辐射接收器；光学元件成形为并且相对于辐射接收器设置为，使得以相对于光学轴线大于或等于40°的角度射到辐射入射面上的辐射的最高10％射到辐射接收器上；以及在辐射接收器和辐射入射面之间构成有可见光滤波器。

Radiation receiver equipment

A radiation receiver (2) and has a radiation incident surface (10) of the radiation receiver device (1), which is used for the radiation receiver active region radiation detection target in the near infrared wavelength of the radiation incident; between the surface and the radiation receiver is provided with optical elements; optical axis of optical element stretching across the radiation receiver; optical element for forming and relative to the radiation receiver set, make with respect to the optical axis is greater than or equal to 40 DEG angle to a maximum of 10% radiation incident on the surface of the shot to the radiation receiver; and between the receiver and the radiation radiation incident surface of visible light filter.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种辐射接收器设备，其尤其是用于IR通信(红外通信)。
技术介绍
对于借助于红外辐射进行的自由射束通信期望具有在大约30kHz至大约500kHz范围中的电带宽的宽带的辐射接收器，所述辐射接收器能够检测具有大于或等于1μs的脉冲宽度的光学脉冲。然而已经表明：这种接收器通常仅在小于一米的小的作用范围中可靠地运行。在距离更大的情况下，环境光能够引起错误信号。这尤其涉及通过基于气体放电原理的荧光灯产生的环境光。更大的作用范围能够通过电窄带的辐射接收器来实现。然而，该接收设计方案明确地以已知的调制频率或已知的调制格式为前提并且仅适合于该特定的应用。
技术实现思路
一个目的是：提出一种辐射接收器设备，其特征在于广泛的可使用性以及同时可靠的信号识别。所述目的还通过根据权利要求1的辐射接收器设备来实现。设计方案和有利方案是从属权利要求的主题。根据辐射接收器设备的至少一个实施方式，辐射接收器设备具有辐射接收器。辐射接收器尤其具有用于检测具有目标波长在近红外中的辐射的有源区域。在有疑问的情况下，将近红外理解为位于0.78μm和3μm之间的光谱范围，其中包括边界值。例如，辐射接收器的目标波长位于820nm和980nm之间，其中包括边界值。适当地，目标波长等于辐射接收器的光谱的灵敏度分布的峰值波长并且至少不显著地与其具有偏差，例如偏差最高20nm。有源区域例如基于砷化物的化合物半导体材料。“基于砷化物的化合物半导体”在本文中表示：有源的外延层序列或者其至少一个层包括砷-III/V族化合物半导体材料，优选包括AlnGamIn1-n-mAs，其中0≤n≤1，0≤m≤1并且n+m≤1。在此，所述材料不必强制性地具有根据上式的数学上精确的组成。更确切地说，所述材料能够具有一种或多种掺杂材料以及附加的组成成分，所述掺杂材料以及附加的组成成分基本上不改变AlnGamIn1-n-mAs材料的表征的物理特性。然而为了简单性，上式仅包含晶格的主要组成成分(Al，Ga，In，As)，即使其能够部分地通过少量其他材料取代时也如此。替选地，也能够应用具有基于其他半导体材料、尤其基于硅的有源区域的辐射接收器。根据辐射接收器设备的至少一个实施方式，辐射接收器设备具有辐射入射面。辐射入射面是如下面，在辐射接收器运行时待检测的目标辐射穿过所述面射入。根据辐射接收器设备的至少一个实施方式，辐射接收器设备具有光学元件。特别地，光学元件的光学轴线伸展穿过辐射接收器。光学元件能够构成为单独的元件、例如构成为透镜，或者构成为多件式的元件、例如构成为透镜的组合或透镜与遮光板的组合。光学元件尤其能够设置在辐射入射面和辐射接收器之间。例如，光学元件的背离辐射接收器的面形成辐射入射面。根据辐射接收器设备的至少一个实施方式，光学元件成形为并且相对于辐射接收器设置为，使得以相对于光学轴线大于或等于40°的角度射到辐射入射面上的辐射的最高10％射到辐射接收器上。换言之，辐射接收器设备的角度相关的灵敏度分布自相对于光学轴线为0°角度时的最大值起在角度最高为40°的情况下下降到最大值的最大10％并且直至90°的角度保持低于10％。优选地，灵敏度分布自最高40°的角度起下降到最大值的最大5％。特别地，对于具有高于该角度的入射角的辐射而言不存在根据从辐射入射面到辐射接收器设备的几何光学的直接的射束路径。在此，将如下光学路径理解为直接的射束路径，其中辐射能够在辐射接收器设备之内没有反射的情况下从辐射入射面到达辐射接收器的有源区域上。因此，辐射接收器设备主要检测相对于光学轴线以相对小的角度射到辐射入射面上的辐射。下面，大于或等于40°的角度也称作为“大的角度”。相应地，小的角度尤其是小于40°的这样的角度。根据辐射接收器设备的至少一个实施方式，在辐射接收器和辐射入射面之间构成有可见光滤波器。可见光滤波器设置用于：对在可见光谱范围中的辐射进行滤波，使得所述辐射份额不对辐射接收器设备的信号起作用或至少不显著地对辐射接收器设备的信号起作用。优选地，可见光滤波器对于在可见光谱范围中的辐射的透射度为最高10％、尤其优选最高5％。在辐射接收器设备的至少一个实施方式中，所述辐射接收器设备具有辐射接收器和辐射入射面，其中辐射接收器具有用于检测具有目标波长在近红外中的辐射的有源区域。在辐射入射面和辐射接收器之间设置有光学元件。光学元件的光学轴线伸展穿过辐射接收器。光学元件成形为并且相对于辐射接收器设置为，使得以相对于光学轴线大于或等于40°的角度射到辐射入射面上的辐射的最高10％射到辐射接收器上。在辐射接收器和辐射入射面之间构成有可见光滤波器。借助于光学元件相对于辐射接收器的设置和成形，辐射主要射到辐射接收器上，所述辐射以相对于光学轴线相对小的角度伸展。在辐射接收器设备运行中，所述辐射接收器设备典型地在空间中设置成，使得光学轴线在水平方向上或以相对于水平方向最高10°的小的偏差伸展。与此不同，天花板照明的干扰辐射以相对于光学轴线大的角度入射进而借助于光学元件不偏转到辐射接收器上。此外，借助于可见光滤波器滤除在可见光谱范围中的光谱份额。已表明：通过射到辐射入射面上的辐射的这种角度选择性和波长选择性的滤波能够实现具有高的检测可靠性的宽带的辐射接收器设备。尽管存在辐射接收器设备具有高的灵敏度的角度范围的本身不期望的缩窄，仍能够整体上改进辐射接收器设备的性能。然而也能够设想：例如如果对相对于干扰辐射的灵敏度提出低的要求，那么弃用借助于光学元件进行的角度选择性的滤波，或者抑制波长选择性的滤波，使得能够弃用附加的角度选择性的滤波。根据辐射接收器设备的至少一个实施方式，辐射接收器设备的角度相关的灵敏度在相对于光学轴线成15°和25°之间(包括边界值)的角度的情况下下降到在角度为0°的情况下的数值的一半。已表明：借助于这种角度相关的灵敏度分布一方面能够有效地检测待检测的目标辐射并且同时降低通过不期望的散射辐射产生的电压份额。根据辐射接收器设备的至少一个实施方式，辐射接收器嵌入到包封部中。特别地，包封部能够用作为用于保护防止外部影响、例如湿气或灰尘的封装件。例如，包封部包含硅酮或环氧树脂或者具有硅酮和环氧树脂的杂化材料。包封部尤其局部地在辐射接收器和辐射入射面之间伸展。根据辐射接收器设备的至少一个实施方式，可见光滤波器借助于填充材料在包封部中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有辐射接收器(2)和具有辐射入射面(10)的辐射接收器设备(1)，其中‑所述辐射接收器具有用于检测具有目标波长在近红外中的辐射的有源区域(20)；‑在所述辐射入射面和所述辐射接收器之间设置有光学元件(3)；‑所述光学元件的光学轴线(30)伸展穿过所述辐射接收器；‑所述光学元件成形为并且相对于所述辐射接收器设置为，使得以相对于所述光学轴线大于或等于40°的角度射到所述辐射入射面上的辐射的最高10％射到所述辐射接收器上；和‑在所述辐射接收器和所述辐射入射面之间构成有可见光滤波器(4)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.21 DE 102013112882.31.一种具有辐射接收器(2)和具有辐射入射面(10)的辐射接收
器设备(1)，其中
-所述辐射接收器具有用于检测具有目标波长在近红外中的辐射
的有源区域(20)；
-在所述辐射入射面和所述辐射接收器之间设置有光学元件(3)；
-所述光学元件的光学轴线(30)伸展穿过所述辐射接收器；
-所述光学元件成形为并且相对于所述辐射接收器设置为，使得以
相对于所述光学轴线大于或等于40°的角度射到所述辐射入射面上的辐
射的最高10％射到所述辐射接收器上；和
-在所述辐射接收器和所述辐射入射面之间构成有可见光滤波器
(4)。
2.根据权利要求1所述的辐射接收器设备，其中所述辐射接收器
设备的角度相关的灵敏度分布在相对于所述光学轴线成15°和25°之间
的角度的情况下下降到在角度为0°的情况下的数值的一半，其中包括边
界值。
3.根据权利要求1或2所述的辐射接收器设备，其中所述辐射接收
器嵌入到包封部(52)中并且所述可见光滤波器借助于填充材料(55)
在所述包封部中形成。
4.根据上述权利要求中任一项所述的辐射接收器设备，其中在所
述辐射接收器和所述光学元件之间设置有干扰辐射滤波器(8)以用于
抑制具有kHz范围中的调制频率的在可见光谱范围中或近红外中的干
扰辐射。
5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡贝特·哈尔布里特，马库斯·莱尔默，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE