CN111830647A - 光电耦合装置 - Google Patents

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Abstract

一种光电耦合装置，所述光电耦合装置可以包括：单色光光源，用于发出单色光；单色光探测器，用于接收所述单色光；单色光传输介质，所述单色光传输介质的至少一部分位于所述单色光光源与所述单色光探测器之间，用于将所述单色光经由所述单色光传输介质传输至所述单色光探测器；其中，所述单色光的波长小于红外线的波长。本发明可以提高所述光电耦合装置的工作频率上限，更好地满足用户需求。

Description

光电耦合装置
技术领域
本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种光电耦合装置。
背景技术
光电耦合装置以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。
现有的光电耦合装置合器一般由三部分组成：用于发射光的光源、光传输介质，光的接收及信号放大器件。输入的电信号转化为光信号，使所述光源发出一定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出，从而就完成了电—光—电的转换，起到输入、输出、隔离的作用。由于光电耦合装置输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。
在现有技术的具体实施方式中，一般用红外线作为信号传输的媒介载体,使用红外线光源发射红外线，并使用红外探测器接收并转换为输出端的电信号。
然而，现有的基于红外线的光电耦合装置存在工作频率的上限较低的问题，随着工业互联网等对数据传输速度要求越来越快，越来越难以满足需求。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种光电耦合装置，可以具有较高的工作频率上限，更好地满足用户的高速数据传输需求，并且更有效地实现光电耦合装置的光电转换功能。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种光电耦合装置，包括：单色光光源，用于发出单色光；单色光探测器，用于接收所述单色光；单色光传输介质，所述单色光传输介质的至少一部分位于所述单色光光源与所述单色光探测器之间，用于将所述单色光经由所述单色光传输介质传输至所述单色光探测器；其中，所述单色光的波长小于红外线的波长。
可选的，所述单色光为蓝光，所述单色光光源为蓝光光源。
可选的，所述单色光探测器选自：氮化镓基蓝光探测器、碳化硅基蓝光探测器以及氮化镓铝基蓝光探测器。
可选的，所述单色光在所述单色光传输介质中的透光率大于等于预设透光率阈值；其中，从所述单色光光源的发光面到所述单色光探测器接收面的至少一条光路完整地位于所述单色光传输介质中。
可选的，所述单色光传输介质的介电常数大于等于第一预设介电常数阈值。
可选的，所述单色光传输介质的长度与直径的比值越大，所述第一预设介电常数阈值越小。
可选的，所述的光电耦合装置还包括：反射材料，包围所述单色光传输介质的外表面的至少一部分；其中，所述反射材料对所述单色光的反射系数高于预设反射系数阈值。
可选的，所述的光电耦合装置还包括：光源基座，所述光源基座具有凹陷部，所述凹陷部的开口尺寸大于所述凹陷部的底部尺寸；其中，所述单色光光源设置于所述凹陷部的底部，且所述单色光光源的发光面朝向所述凹陷部的开口。
可选的，所述凹陷部的内表面采用金属反射材料形成。
可选的，所述单色光光源为单色光LED，或者单色光LD。
可选的，所述单色光为紫外线，所述单色光光源为紫外线光源，或者，所述单色光为紫光，所述单色光光源为紫光光源。
可选的，如果所述单色光为紫外线，则所述单色光探测器选自：氮化镓基紫外线探测器、碳化硅基紫外线探测器以及氮化镓铝基紫外线探测器；如果所述单色光为紫光，则所述单色光探测器选自：氮化镓基紫光探测器、碳化硅基紫光探测器以及氮化镓铝基紫光探测器。
可选的，所述单色光探测器为量子点单色光探测器，所述量子点单色光探测器用于接收所述单色光。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
在本发明实施例中，通过设置单色光光源、单色光探测器、单色光传输介质，并设置所述单色光的波长小于红外线的波长，由于波长越小，光子能量越大，与红外线相比更易跨越单色光探测器的材料势垒，基于该单色光的探测器有机会获得较高的工作频率上限，更好地满足用户需求。
进一步，通过设置所述单色光为蓝光，所述单色光光源为蓝光光源。可以通过选择禁带宽度与蓝光的波长适配的半导体材料制成蓝光探测器，有效实现光电转换并且提高其转换灵敏度。
进一步，所述单色光探测器选自：氮化镓基蓝光探测器、碳化硅基蓝光探测器以及氮化镓铝基蓝光探测器，可以利用氮化镓、碳化硅、氮化镓铝等半导体材料的较宽的禁带宽度与蓝光波长适配的特点，且具有高电子漂移饱和速度、高电子迁移率的特点，提供更低的时间延迟及更高的工作频率。并且相比于选择其他基于蓝光的探测器，氮化镓基蓝光探测器、碳化硅基蓝光探测器以及氮化镓铝基蓝光探测器具备更加成熟的工艺制程和更高的品质，从而更好地满足用户需求。
进一步，通过设置所述单色光在所述单色光传输介质中的透光率大于等于预设透光率阈值，以及从所述单色光光源的发光面到所述单色光探测器接收面的至少一条光路完整地位于所述单色光传输介质中，可以实现单色光在单色光传输介质中的有效传输，并且使得单色光探测器接收到的至少一条光路的光线是完整地经由单色光传输介质传输的，从而实现基于所述单色光的光电耦合装置。
进一步，通过设置所述单色光传输介质的介电常数大于等于第一预设介电常数阈值介电常数，可以实现所述单色光传输时的电绝缘功能，更有效地实现光电耦合装置的耐压功能。
进一步，设置所述单色光传输介质的长度与直径的比值越大，所述第一预设介电常数阈值越小，可以在所述光电耦合装置用于光纤系统等长度较长的应用时，有效地利用介质越细越长、绝缘性越好这一特点，降低对具体介质的绝缘特性的要求，也即在应用于光纤系统时，可以在更多的材料中选择适当的材料作为所述单色光传输介质，有助于降低生产成本与研发复杂度。
进一步，通过设置反射材料，包围所述单色光传输介质的外表面的至少一部分，可以以反射的方式，将并非从单色光光源直接发向单色光探测器的光线传输至单色光探测器。进一步地，通过设置反射材料针对所述单色光的反射系数较大，可以有效避免光强的损失及提高光的传输效率。
进一步，通过设置具有凹陷部的光源基座，且所述凹陷部的开口尺寸大于所述凹陷部的底部尺寸，可以使所述单色光的发光方向集中，提高所述单色光到达单色光探测器的有效光强，提高产品电流传输比及其集中度。
进一步，通过设置单色光光源为单色光LED，可以利用LED作为冷光源、光电转换效率较佳的特性，提高光电耦合装置的品质。
进一步，通过设置单色光光源为单色光LD，可以利用LD作为激光，方向性较佳的特性，减少光发散引起的有效光强损失，提高所述单色光到达单色光探测器的有效光强，提高光电耦合装置的品质。
进一步，通过设置单色光相比于红外线具有更小的波长、更大的光子能量，由于量子点单色光探测器是基于量子点中电子的光跃迁性质制造的，针对光子能量较大、更易跨越势垒的光，可以利用量子点单色光探测器中对于波长越小的光配置的量子点尺寸越小、配置的量子点吸光层越薄的特点，降低时间延迟，可以提供更高的工作频率上限，也即基于该量子点单色光探测器的光电耦合装置具有更高的工作频率上限。
附图说明
图1是本发明实施例中一种光电耦合装置的结构示意图；
图2是本发明实施例中另一种光电耦合装置的结构示意图；
图3是本发明实施例中又一种光电耦合装置的结构示意图；
图4是本发明实施例中一种光源基座的结构示意图；
图5是本发明实施例中另一种光源基座的结构示意图。
具体实施方式
如前所述，现有的光电耦合装置一般由三部分组成：用于发射光的光源、光传输介质，光的接收及信号放大器件。在现有技术中，一般用红外线作为信号传输的媒介载体,使用红外线光源发射红外线，并使用红外探测器接收并转换为输出端的电信号。然而，现有的基于红外线的光电耦合装置越来越难以满足需求。
本发明的发明人经过研究发现，在现有技术中，基于红外线的光电耦合装置受到材料、工艺等条件的限制，目前其工作频率上限为50Mhz，存在工作频率上限较低的问题，随着工业互联网等对数据传输速度要求越来越快，亟需一种光电耦合装置，能够具有更高的工作频率上限，满足用户需求。
本发明的发明人经过研究还发现，红外线相比于可见光以及紫外线，具有波长较长、光子能量较小的特性，响应于红外线的探测器需要采用禁带宽度较小的半导体材料制成，以使得所述红外线能够跨越势垒，可选材料受限。然而基于禁带宽度较小的半导体材料(如铟镓砷、硫化铅等)制成的探测器往往响应时间较长、工作频率的上限较低，不能满足需求。
在本发明实施例中，通过设置单色光光源、单色光探测器、单色光传输介质，并设置所述单色光的波长小于红外线的波长，由于波长越小，光子能量越大，与红外线相比更易跨越势垒，可以有机会选择较低时间延迟的半导体材料制作探测器，基于该单色光的探测器有机会获得较高的工作频率上限，更好地满足用户需求。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
参照图1，图1是本发明实施例中一种光电耦合装置的结构示意图。所述光电耦合装置可以包括：单色光光源11、单色光探测器13以及单色光传输介质12。
其中，所述单色光光源11用于发出单色光；所述单色光探测器13用于接收所述单色光；所述单色光传输介质12的至少一部分位于所述单色光光源11与所述单色光探测器13之间，用于将所述单色光经由所述单色光传输介质12传输至所述单色光探测器13。
其中，所述单色光的波长小于红外线的波长，例如可以为可见光，例如为红光、橙光、黄光、绿光、青光、蓝光、紫光，还可以为紫外线等其他适当的光线。
需要指出的是，基于不同的单色光，需要设置各自的单色光光源(例如针对蓝光需设置蓝光光源)以及单色光探测器(例如针对蓝光需设置蓝光探测器)，也即单色光光源、单色光传输介质、单色光探测器的类型均需要与相应的光波长匹配。
进一步地，所述单色光光源11可以为单色光发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，或者激光二极管(Laser Diode，LD)。
更进一步地，所述单色光可以为蓝光，所述单色光LED可以为第三代宽禁带半导体材料的蓝光LED，所述第三代宽禁带半导体材料例如可以为氮化镓基、碳化硅基、氮化镓铝基等，所述蓝光LED具有频率特性更高的特点，进一步有助于提高光电耦合装置的工作频率。
更进一步地，所述单色光可以为蓝光，所述单色光源可以为激光二极管LD，可以为第三代宽禁带半导体材料的蓝光激光二极管LD，所述第三代宽禁带半导体材料例如可以为氮化镓基、碳化硅基、氮化镓铝基等，所述蓝光激光二极管LD具有频率特性更高的特点，进一步有助于提高光电耦合装置的工作频率。在本发明实施例中，通过设置单色光光源11为单色光LED、LD，可以利用LED作为冷光源、光电转换效率较佳的特性，可以利用LD方向性好的特性，提高光电耦合装置的品质。
其中，所述单色光探测器13可以用于接收所述单色光并转换为电信号。
本发明的发明人经过进一步研究还发现，采用的单色光光源发出的光的波长应当与单色光探测器采用的半导体材料的禁带宽度适配，具体而言，在本发明实施例中，单色光的波长小于红外线的波长，相应地，单色光探测器采用的半导体材料的禁带宽度应当与该单色光的波长适配，也即，单色光探测器采用的半导体材料应当对波长小于红外线波长的单色光产生响应，从而使得单色光探测器能够与该波长范围的单色光配合工作。同时，以高电子漂移饱和速度、高电子迁移率为原则来选择合适的半导体材料制作的探测器，以便实现较低时间延迟及较高的工作频率上限的光电耦合装置。
在本发明实施例中，通过设置所述单色光为蓝光，所述单色光光源为蓝光光源。可以通过选择禁带宽度与蓝光的波长适配，且具有高电子漂移饱和速度、高电子迁移率的半导体材料制成蓝光探测器，有效实现光电转换并且实现较低时间延迟及较高的工作频率上限的光电耦合装置。
进一步地，在本发明实施例的第一种具体实施方式中，所述单色光可以为蓝光；所述单色光探测器13可以选自：氮化镓基(GaN)蓝光探测器、碳化硅基(SiC)蓝光探测器以及氮化镓铝基(AlGaN)蓝光探测器。
在本发明实施例中，根据单色光为蓝光，可以在上述多种单色光探测器中选择适当的单色光探测器，由于上述单色光探测器均具有工作频率较高的特点，有助于提高光电耦合装置的工作频率。具体而言，所述单色光探测器选自：氮化镓基蓝光探测器、碳化硅基蓝光探测器以及氮化镓铝基蓝光探测器，可以利用氮化镓、碳化硅、氮化镓铝等半导体材料的禁带宽度与蓝光波长适配、且具有高电子漂移饱和速度、高电子迁移率的特点，实现较低时间延迟并提供更高的工作频率。并且相比于选择其他基于蓝光的探测器，氮化镓基蓝光探测器、碳化硅基蓝光探测器以及氮化镓铝基蓝光探测器具备更加成熟的工艺制程和更高的品质，从而更好地满足用户需求。
进一步地，在本发明实施例的第二种具体实施方式中，所述单色光可以为紫外线，所述单色光光源11为紫外线光源，或者，所述单色光可以为紫光，所述单色光光源11为紫光光源。
进一步地，如果所述单色光为紫外线，则所述单色光探测器13可以选自：氮化镓基紫外线探测器、碳化硅基紫外线探测器以及氮化镓铝基紫外线探测器；如果所述单色光为紫光，则所述单色光探测器13可以选自：氮化镓基紫光探测器、碳化硅基紫光探测器以及氮化镓铝基紫光探测器。
在本发明实施例中，根据单色光为紫外线或紫光，可以在上述多种单色光探测器中选择适当的单色光探测器，由于上述单色光探测器均具有工作频率较高的特点，有助于提高光电耦合装置的工作频率。具体而言，在选择所述单色光探测器的过程中，可以利用氮化镓、碳化硅、氮化镓铝等半导体材料的较宽的禁带与紫外线或紫光的波长适配、且具有高电子漂移饱和速度、高电子迁移率的特点，实现较低时间延迟并提供更高的工作频率。并且相比于选择其他基于紫外线的探测器，氮化镓基紫外线探测器、碳化硅基紫外线探测器以及氮化镓铝基紫外线探测器具备更加成熟的工艺制程和更高的品质，从而更好地满足用户需求，同理，相比于选择其他基于紫光的探测器，氮化镓基紫光探测器、碳化硅基紫光探测器以及氮化镓铝基紫光探测器具备更加成熟的工艺制程和更高的品质，从而更好地满足用户需求。
进一步地，在本发明实施例的第三种具体实施方式中，所述单色光探测器13可以为量子点单色光探测器，所述量子点单色光探测器用于接收所述单色可见光。
其中，所述量子点单色光探测器可以采用镉锌硒硫(CdSe/ZnS)单色光探测器，也可以采用基于非镉Cd体系的其他适当的材料的单色光探测器。
具体地，基于蓝光光源的量子点蓝光探测器可以采用镉锌硒硫(CdSe/ZnS)蓝光探测器，也可以采用基于非镉Cd体系的其他适当的材料的蓝光探测器，基于紫光光源的量子点紫外线探测器可以采用镉锌硒硫(CdSe/ZnS)紫光探测器，也可以采用基于非镉Cd体系的其他适当的材料的紫光探测器。
可以理解的是，所述量子点单色光探测器需要与所选的单色光适配，例如如果所述单色光为红光，则所述量子点单色光探测器需要为量子点红光探测器。
在本发明实施例中，通过设置单色光相比于红外线具有更小的波长、更大的光子能量，由于量子点单色光探测器是基于量子点中电子的光跃迁性质制造的，针对光子能量较大、更易跨越势垒的光，可以利用量子点单色光探测器中对于波长越小的光配置的量子点尺寸越小、配置的量子点吸光层越薄的特点，降低时间延迟，可以提供更高的工作频率上限，也即基于该量子点单色光探测器的光电耦合装置具有更高的工作频率上限。
在具体实施中，所述单色光传输介质12用于表示对光的传播起作用的物质，例如可以为具有实体的传输材料或者真空，可以包括空气等适当的气体。
在本发明实施例的一种具体实施方式中，可以针对所述单色光具有透明性。
进一步地，所述单色光在所述单色光传输介质12中的透光率可以大于等于预设透光率阈值；其中，从所述单色光光源11的发光面到所述单色光探测器13的接收面的至少一条光路完整地位于所述单色光传输介质12中。
需要指出的是，基于不同的单色光，可以设置各自的透光率阈值。从而使得所述单色光传输介质12与该单色光的光波长匹配，以增强有效光强，提高信号能量传输效率，减少信号传播延迟时间，具有更高的工作频率。
在本发明实施例中，通过设置所述单色光在所述单色光传输介质12中的透光率大于等于预设透光率阈值，以及从所述单色光光源11的发光面到所述单色光探测器13的接收面的至少一条光路完整地位于所述单色光传输介质12中，可以实现单色光在单色光传输介质12中的有效传输，并且使得单色光探测器13接收到的至少一条光路的光线是完整地经由单色光传输介质12传输的，从而实现基于所述单色光的光电耦合装置。
如图1所示，所述单色光传输介质12包裹所述单色光光源11以及单色光探测器13，也即从所述单色光光源11的发光面到所述单色光探测器13的接收面的多条光路均位于所述单色光传输介质12中。
如虚线所示为从所述单色光光源11到所述单色光探测器13的两条光路，该两光路均完整地位于所述单色光传输介质12中。
参照图2，图2是本发明实施例中另一种光电耦合装置的结构示意图。
所述单色光传输介质22填充所述单色光光源11与所述单色光探测器13之间的一部分间隔，如虚线所示为从所述单色光光源到所述单色光探测器的一条光路，该光路完整地位于所述单色光传输介质中。
可以理解的是，图2示出的单色光传输介质22可以包裹所述单色光光源11的至少一个发光面以及所述单色光探测器13的接收面，其中，所述发光面与所述接收面具有一一对应关系。从而使得从所述单色光光源11的发光面至所述单色光探测器13的接收面之间的光路完整地位于所述单色光传输介质22中。
进一步地，图1以及图2中示出的所述单色光传输介质12(22)的介电常数可以大于等于第一预设介电常数阈值。
在本发明实施例中，通过设置所述单色光传输介质12(22)的介电常数大于等于第一预设介电常数阈值介电常数，可以实现所述单色光传输时的电绝缘功能，更有效地实现光电耦合装置的耐压功能。
进一步地，图1以及图2中示出的所述单色光传输介质12(22)的长度与直径的比值越大，所述第一预设介电常数阈值越小
在本发明实施例中，通过设置所述单色光传输介质12(22)的长度与直径的比值越大，所述第一预设介电常数阈值越小，可以在所述光电耦合装置用于光纤系统等长度较长的应用时，有效地利用长度越长，绝缘性越好这一特点，降低对具体材料的绝缘特性的要求，也即在应用于光纤系统时，可以在更多的材料中选择适当的材料作为所述单色光传输介质12(22)，有助于降低生产成本与研发复杂度。
进一步地，在本发明实施例中，还可以提供一种介质光纤系统，所述介质光纤系统是基于上述光电耦合装置形成的，其中，所述单色光传输介质的长度大于等于预设长度。
作为一个非限制性的例子，可以设置所述预设长度为10米。
在具体实施中，可以设置所述光电耦合装置的长度非常短，例如为0.1毫米至1毫米，可以用于制备光电耦合器的元器件；还可以设置所述光电耦合装置的长度适中，例如为1毫米至10米；还可以设置所述光电耦合装置的长度非常长，例如为10米至1000米，可以用于光纤系统，例如塑料光纤系统。相比于现有技术中基于铜电缆制成的以太网一般100米的有效距离，采用本申请实施例中的塑料光纤系统方案，有助于实现高速、大容量、长距离的工业互联网、以及普通玻璃光纤之后最后1公里“光纤到户”的高速数据传输线路，以便相较于玻璃光纤系统降低成本。光纤到户可向用户提供极丰富的带宽，所以一直被认为是理想的接入方式，对于实现信息社会有重要作用，可能需要大规模建设。光纤到户所需要的光纤的数量可能是现有已铺设光纤的2～3倍，所以采用低成本的塑料光纤系统很有必要及意义。
例如在本发明实施例的一种具体应用中，所述介质光纤系统可以采用具有很宽单模波长范围的全内反射光子晶体光纤，波长范围至少在457.9至1550nm之间，其芯层材料可以为高透明聚合物如聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等，皮层材料可以为PMMA、氟塑料等。
进一步地，所述光电耦合装置还可以包括：反射材料，包围所述单色光传输介质的外表面的至少一部分；其中，所述反射材料对所述单色光的反射系数高于预设反射系数阈值。
例如在图2示出的本发明实施例中，可以设置反射材料环绕所述单色光传输介质的外表面。
参照图3，图3是本发明实施例中又一种光电耦合装置的结构示意图。所述图3是基于图1示出的光电耦合装置的进一步改进，以下主要对不同于图1的部分进行说明。
如图3所示，所述光电耦合装置可以包括：单色光光源11、单色光探测器13、单色光传输介质12以及反射材料34。
其中，图3示出的所述反射材料34包围所述单色光源11、所述单色光传输介质12以及所述单色光探测器13，也即包围所述单色光传输介质12的全部外表面。
在本发明实施例的另一种具体实施方式中，所述反射材料34还可以包围所述单色光源11的发光面、所述单色光传输介质12以及所述单色光探测器13的接收面，也即包围所述单色光传输介质12的外表面的一部分。
在本发明实施例的又一种具体实施方式中，所述反射材料34还可以仅设置于图3示出的单色光光源11与单色光探测器13之间区域的上方和下方，以对单色光光源11发出的部分光线进行反射。
需要指出的是，在图3示出的光电耦合装置中，所述单色光源11的发光面可设置在与单色光探测器13的接收面相对的方向上，例如单色光源11的发光面设置于单色光源11的右边表面，单色光探测器13的接收面设置于单色光探测器13的左边表面，以实现如图1所示的光传输方向。
在图3示出的光电耦合装置中，所述单色光源11的发光面还可以设置在与单色光探测器13的接收面不相对的方向上，例如单色光源11的发光面设置于单色光源11的上表面，单色光探测器13的接收面也设置于单色光探测器13的上表面，通过图3中虚线所示的光传输方向经过反射传输。可以理解的是，此种设置方式可以实现将单色光源11与单色光探测器13均设置在同一平面上且朝向同一方向，有助于在实现传输效果的同时，降低安装架的安装成本。
在具体实施中，所述反射材料34可以针对所述单色光具有反射性和电绝缘性。
具体地，所述反射材料34对所述单色光的反射系数高于预设反射系数阈值。需要指出的是，基于不同的单色光，可以设置各自的预设反射系数阈值。从而使得所述反射材料34与该单色光的光波长匹配，以提高信号能量传输效率减少有效光强的损失。
更进一步地，可以设置所述反射材料34的介电常数大于等于第二预设介电常数阈值。
需要指出的是，基于不同的单色光，可以设置各自的第二预设介电常数阈值。从而使得所述反射材料34与该单色光的光波长匹配，降低在传输过程中的消耗，以及在输入端与输出端之间生成的感生电容，也即避免电学串扰的问题，以提高信号能量传输效率，减少信号传播延迟时间。
在本发明实施例中，通过设置反射材料包围所述单色光传输介质的外表面的至少一部分，可以以反射的方式，将并非从单色光光源直接发向单色光探测器的光线传输至单色光探测器。进一步地，通过设置反射材料针对所述单色光的反射系数较大，可以有效避免在光传输过程中的能量损失，提高光电耦合装置的品质。
进一步地，所述的光电耦合装置还可以包括：光源基座，所述光源基座具有凹陷部，所述凹陷部的开口尺寸大于所述凹陷部的底部尺寸；其中，所述单色光光源设置于所述凹陷部的底部，且所述单色光光源的发光面朝向所述凹陷部的开口。
参照图4，图4是本发明实施例中一种光源基座的结构示意图。所述光源基座41可以具有凹陷部，所述凹陷部的开口尺寸D1大于所述凹陷部的底部尺寸D2，所述单色光光源11设置于所述凹陷部的底部，且朝向所述凹陷部的开口。
如图4中虚线所示即为采用光源基座41之后的光路，其发光方向更为集中。
进一步地，所述凹陷部的内表面采用金属反射材料形成，例如可以为金属钯、钛、铝、铜、银、金及其化合物等，以进一步提高单色光到达单色光探测器的有效光强，并且进一步避免在光传输过程中的能量损失，提高光电耦合装置的品质。例如在图4所示的光源基座中，可以设置凹陷部的内表面具有金属反射层42。
在本发明实施例中，通过设置具有凹陷部的光源基座41，且所述凹陷部的开口尺寸大于所述凹陷部的底部尺寸，可以使所述单色光的发光方向集中，提高所述单色光到达单色光探测器的有效光强，提高产品电流传输比及其集中度。
需要指出的是，图4示出的所述凹陷部的截面形状为梯形，也即凹陷部的侧壁截面形状为直线，在具体实施中，还可以设置所述凹陷部的侧壁截面形状为曲线，如图5所示。
参照图5，图5是本发明实施例中另一种光源基座的结构示意图。所述光源基座51可以具有凹陷部，所述凹陷部的开口尺寸大于所述凹陷部的底部尺寸，所述单色光光源11设置于所述凹陷部的底部，且朝向所述凹陷部的开口。
如图5中虚线所示即为采用光源基座51之后的光路，其发光方向更为集中。
进一步地，所述凹陷部的内表面可以采用金属反射材料形成，例如可以为金属钯、钛、铝、铜、银、金及其化合物等，以进一步提高单色光到达单色光探测器的有效光强，并且进一步避免光传输过程中的能量损失，提高光电耦合装置的品质。例如在图5所示的光源基座中，可以设置凹陷部的内表面具有金属反射层52。
在本发明实施例中，通过设置具有凹陷部的光源基座51，且所述凹陷部的开口尺寸大于所述凹陷部的底部尺寸，可以使所述单色光的发光方向集中，提高所述单色光到达单色光探测器的有效光强，提高产品电流传输比及其集中度。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (13)

1.一种光电耦合装置，其特征在于，包括：
单色光光源，用于发出单色光；
单色光探测器，用于接收所述单色光；
单色光传输介质，所述单色光传输介质的至少一部分位于所述单色光光源与所述单色光探测器之间，所述单色光经由所述单色光传输介质传输至所述单色光探测器；
其中，所述单色光的波长小于红外线的波长。
2.根据权利要求1所述的光电耦合装置，其特征在于，所述单色光为蓝光，所述单色光光源为蓝光光源。
3.根据权利要求2所述的光电耦合装置，其特征在于，所述单色光探测器选自：氮化镓基蓝光探测器、碳化硅基蓝光探测器以及氮化镓铝基蓝光探测器。
4.根据权利要求1所述的光电耦合装置，其特征在于，
所述单色光在所述单色光传输介质中的透光率大于等于预设透光率阈值；其中，从所述单色光光源的发光面到所述单色光探测器的接收面的至少一条光路完整地位于所述单色光传输介质中。
5.根据权利要求1所述的光电耦合装置，其特征在于，所述单色光传输介质的介电常数大于等于第一预设介电常数阈值。
6.根据权利要求5所述的光电耦合装置，其特征在于，所述单色光传输介质的长度与直径的比值越大，所述第一预设介电常数阈值越小。
7.根据权利要求1所述的光电耦合装置，其特征在于，还包括：
反射材料，包围所述单色光传输介质的外表面的至少一部分；
其中，所述反射材料对所述单色光的反射系数高于预设反射系数阈值。
8.根据权利要求1所述的光电耦合装置，其特征在于，还包括：
光源基座，所述光源基座具有凹陷部，所述凹陷部的开口尺寸大于所述凹陷部的底部尺寸；
其中，所述单色光光源设置于所述凹陷部的底部，且所述单色光光源的发光面朝向所述凹陷部的开口。
9.根据权利要求8所述的光电耦合装置，其特征在于，所述凹陷部的内表面采用金属反射材料形成。
10.根据权利要求1所述的光电耦合装置，其特征在于，
所述单色光光源为单色光LED，或者为单色光LD。
11.根据权利要求1所述的光电耦合装置，其特征在于，所述单色光为紫外线，所述单色光光源为紫外线光源，或者，所述单色光为紫光，所述单色光光源为紫光光源。
12.根据权利要求11所述的光电耦合装置，其特征在于，
如果所述单色光为紫外线，则所述单色光探测器选自：氮化镓基紫外线探测器、碳化硅基紫外线探测器以及氮化镓铝基紫外线探测器；
如果所述单色光为紫光，则所述单色光探测器选自：氮化镓基紫光探测器、碳化硅基紫光探测器以及氮化镓铝基紫光探测器。
13.根据权利要求1所述的光电耦合装置，其特征在于，
所述单色光探测器为量子点单色光探测器，所述量子点单色光探测器用于接收所述单色光。
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