本发明专利技术公开了一种二维光电探测器、光追踪装置和光通信系统。二维光电探测器包括至少一个第一光感芯片和至少一个第二光感芯片；第一光感芯片包括多个沿第一方向排列的第一光感单元；第二光感芯片包括多个沿第二方向排列的第二光感单元；第一光感单元包括第一光电二极管、第二光电二极管和第一挡墙结构；第一光电二极管、第一挡墙结构和第二光电二极管沿第一方向依次排列；第二光感单元包括第三光电二极管、第四光电二极管和第二挡墙结构；第三光电二极管、第二挡墙结构、第四光电二极管沿第二方向依次排列。采用上述技术方案，可以探测入射光线与二维光电探测器的光接收面在二维方向的角度，以解决光链路不稳定，光通信系统失准的问题。准的问题。准的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种二维光电探测器、光追踪装置和光通信系统
[0001]本专利技术涉及光通信
，尤其涉及一种二维光电探测器、光追踪装置和光通信系统。
技术介绍
[0002]随着水下导航、水下传感网络、海洋研究、海洋石油勘探和水产养殖等领域蓬勃发展，水下无线通信的研究也越来越多。其中，水下无线光通信成本较低、能耗较少，且具超过Gb/s的高速传输速率和长达数百米的远传输距离，即兼具高传输速率和远传输距离，使得其越来越多的被应用于水下探测领域。但是，水下环境会引起光线的折射和散射，容易对光链路产生负面影响，导致光通信系统失准。
技术实现思路
[0003]本专利技术提供了一种二维光电探测器、光追踪装置和光通信系统，以解决光链路不稳定，光通信系统失准的问题。
[0004]根据本专利技术的一方面，提供了一种二维光电探测器，包括至少一个第一光感芯片和至少一个第二光感芯片；所述第一光感芯片包括多个沿第一方向排列的第一光感单元；所述第二光感芯片包括多个沿第二方向排列的第二光感单元；所述第一方向与所述第二方向相交，且所述第一方向和所述第二方向均平行于所述二维光电探测器的光接收面；所述第一光感单元包括第一光电二极管、第二光电二极管和第一挡墙结构；所述第一光电二极管、所述第一挡墙结构和所述第二光电二极管沿所述第一方向依次排列；所述第二光感单元包括第三光电二极管、第四光电二极管和第二挡墙结构；所述第三光电二极管、所述第二挡墙结构、所述第四光电二极管沿所述第二方向依次排列。
[0005]可选的，所述第一光电二极管的感光区域的面积等于所述第二光电二极管的感光区域的面积；所述第三光电二极管的感光区域的面积等于所述第四光电二极管的感光区域的面积。
[0006]可选的，所述第一光感芯片包括第一衬底；所述第一衬底包括多个沿所述第一方向排列的第一N阱区；所述第一N阱区内设置有至少一个第一P型掺杂区；各所述第一P型掺杂区沿所述第一方向排列；所述第一光电二极管和所述第二光电二极管分别包括由所述第一P型掺杂区与所述第一N阱区构成的PN结；所述第二光感芯片包括第二衬底；所述第二衬底包括多个沿所述第二方向排列的第二N阱区；所述第二N阱区包括至少一个第二P型掺杂区；各所述第二P型掺杂区沿所述第二方向排列；所述第三光电二极管和所述第四光电二极管分别包括由所述第二P型掺杂区与所述第二N阱区构成的PN结。
[0007]可选的，在垂直于所述第一衬底所在平面的方向上，同一所述第一光感单元中，所述第一挡墙结构与所述第一光电二极管的所述第一P型掺杂区和所述第二光电二极管的所
述第一P型掺杂区之间的间隙交叠；在垂直于所述第二衬底所在平面的方向上，同一所述第二光感单元中，所述第二挡墙结构与所述第三光电二极管的所述第二P型掺杂区和所述第四光电二极管的所述第二P型掺杂区之间的间隙交叠。
[0008]可选的，所述第一衬底和所述第二衬底均包括硅基衬底。
[0009]可选的，所述第一挡墙结构的高度H1的取值范围为10μm≤H1≤14μm；所述第二挡墙结构的高度H2的取值范围为10μm≤H2≤14μm。
[0010]可选的，所述第一光电二极管的感光区域沿所述第一方向的长度L1的取值范围为13μm≤L1≤17μm；所述第二光电二极管的感光区域沿所述第一方向的长度L2为13μm≤L2≤17μm；其中，L1=L2；所述第三光电二极管的感光区域沿所述第二方向的长度L3的取值范围为13μm≤L3≤17μm；所述第四光电二极管的感光区域沿所述第二方向的长度L4为13μm≤L4≤17μm；其中，L3=L4。
[0011]可选的，所述第一挡墙结构和所述第二挡墙结构均包括交错堆叠的金属层和介电层。
[0012]根据本专利技术的另一方面，提供了一种光追踪装置，包括上述二维光电探测器、光追踪电路和光追踪马达；所述光追踪电路分别与所述二维光电探测器和所述光追踪马达电连接；所述二维光电探测器与所述光追踪马达机械连接；所述二维光电探测器的第一光电二极管接收到的入射光线转化为第一电流，所述二维光电探测器的第二光电二极管将接收到的入射光线转化为第二电流，所述二维光电探测器的第三光电二极管将接收到的入射光线转化为第三电流，所述二维光电探测器的第四光电二极管将接收到的入射光线转化为第四电流；所述光追踪电路用于根据所述第一电流、所述第二电流、所述第三电流和所述第四电流确定所述入射光线与所述二维光电探测器的光接收面的角度值，并根据所述入射光线的角度值输出控制信号至所述光追踪马达；所述光追踪马达用于根据所述控制信号运转，带动所述二维光电探测器旋转，以调整所述入射光线与所述二维光电探测器的光接收面的角度值至预设范围。
[0013]根据本专利技术的另一方面，提供了一种光通信系统，包括信号输出模块、激光发射器、信号接收模块以及上述的光追踪装置；所述信号输出模块与所述激光发射器电连接；所述光追踪装置与所述信号接收模块电连接；所述激光发射器与所述光追踪装置光通信连接；所述信号输出模块用于输出第一数字信号至激光发射器；所述激光发射器用于根据所述第一数字信号射出光信号至所述光追踪装置；所述光追踪装置的二维光电探测器用于接收所述光信号，并将所述光信号转化为模拟信号输出至信号接收模块；所述信号接收模块用于接收所述模拟信号，并将所述模拟信号转化为第二数字信号。
[0014]本专利技术实施例的二维光电探测器，包括至少一个第一光感芯片和至少一个第二光感芯片，第一光感芯片包括多个第一光电二极管、多个第二光电二极管和多个第一挡墙结构，第一光感芯片可随入射光线与二维光电探测器的光接收面在第一方向的角度变化产生不同的第一电流和/或第二电流；第二光感芯片包括多个第三光电二极管、多个第四光电二
极管和多个第二挡墙结构，第二光感芯片可随入射光线与二维光电探测器的光接收面在第二方向的角度变化产生不同的第三电流和/或第四电流；根据第一电流、第二电流、第三电流和第四电流，可以探测入射光线与二维光电探测器的光接收面在二维方向的角度。
[0015]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0016]了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术实施例提供的一种二维光电探测器的俯视结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种第一光感单元的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种第二光感单元的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的又一种第一光感单元的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种第一光感单元的俯视结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种第二光感单元的俯视结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种第一电流、第二电流、第三电流和第四电流与入射光线与二维光电探测器的光接收面沿第一方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二维光电探测器，其特征在于，包括至少一个第一光感芯片和至少一个第二光感芯片；所述第一光感芯片包括多个沿第一方向排列的第一光感单元；所述第二光感芯片包括多个沿第二方向排列的第二光感单元；所述第一方向与所述第二方向相交，且所述第一方向和所述第二方向均平行于所述二维光电探测器的光接收面；所述第一光感单元包括第一光电二极管、第二光电二极管和第一挡墙结构；所述第一光电二极管、所述第一挡墙结构和所述第二光电二极管沿所述第一方向依次排列；所述第二光感单元包括第三光电二极管、第四光电二极管和第二挡墙结构；所述第三光电二极管、所述第二挡墙结构、所述第四光电二极管沿所述第二方向依次排列。2.根据权利要求1所述的二维光电探测器，其特征在于，所述第一光电二极管的感光区域的面积等于所述第二光电二极管的感光区域的面积；所述第三光电二极管的感光区域的面积等于所述第四光电二极管的感光区域的面积。3.根据权利要求1所述的二维光电探测器，其特征在于，所述第一光感芯片包括第一衬底；所述第一衬底包括多个沿所述第一方向排列的第一N阱区；所述第一N阱区内设置有至少一个第一P型掺杂区；各所述第一P型掺杂区沿所述第一方向排列；所述第一光电二极管和所述第二光电二极管分别包括由所述第一P型掺杂区与所述第一N阱区构成的PN结；所述第二光感芯片包括第二衬底；所述第二衬底包括多个沿所述第二方向排列的第二N阱区；所述第二N阱区包括至少一个第二P型掺杂区；各所述第二P型掺杂区沿所述第二方向排列；所述第三光电二极管和所述第四光电二极管分别包括由所述第二P型掺杂区与所述第二N阱区构成的PN结。4.根据权利要求3所述的二维光电探测器，其特征在于，在垂直于所述第一衬底所在平面的方向上，同一所述第一光感单元中，所述第一挡墙结构与所述第一光电二极管的所述第一P型掺杂区和所述第二光电二极管的所述第一P型掺杂区之间的间隙交叠；在垂直于所述第二衬底所在平面的方向上，同一所述第二光感单元中，所述第二挡墙结构与所述第三光电二极管的所述第二P型掺杂区和所述第四光电二极管的所述第二P型掺杂区之间的间隙交叠。5.根据权利要求3所述的二维光电探测器，其特征在于，所述第一衬底和所述第二衬底均包括硅基衬底。6.根据权利要求1所述的二维光电探测器，其特征在于，所述第一挡墙结构的高度H1的取值范围为10μm≤H1≤14μm；所述第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕志坚，查露露，田金鹏，张文伟，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：发明
国别省市：
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