CN114023833A - 一种光探测器及其制备方法 - Google Patents

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陈阳
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Abstract

本申请公开一种光探测器及其制备方法，该光探测器包括：第一传输波导、第二传输波导、第一耦合器、第二耦合器、波长转换器和光探测结构；第一耦合器设置于第一传输波导和波长转换器之间，第一耦合器能够使第一传输波导与波长转换器进行光导通；波长转换器用于对第一耦合器输出的光信号进行波长转换；第二耦合器设置于第二传输波导和波长转换器之间，第二耦合器能够使第二传输波导与波长转换器进行光导通；光探测结构用于探测第二耦合器输出的光信号，本申请通过制备的光探测器将对于硅材料来说为透明波段的光转化为不透明波段的光，进而对光进行探测，提高了探测的精度，避免集成其他材料制备探测器，也减小了制备工艺的难度，降低了生产成本。

Description

一种光探测器及其制备方法
技术领域
本申请涉及光探测器的制备及应用技术领域，特别涉及一种光探测器及其制备方法。
背景技术
随着时代的进步，集成光学其在光互联、光计算等方面的巨大应用潜力受到了广泛关注，以SOI为基础材料的硅光技术在器件设计、器件制备等方面已十分的成熟，并且依靠CMOS工艺技术可进行大规模制备。
然而硅也存在其自身材料所带来的限制:1、硅材料是中心对称晶体材料，因此缺乏二阶非线性光学效应和线性电光效应，因此在制备二阶非线性器件及电光调制器上面临着天然的劣势。2、硅材料的本征吸收边在1100nm左右，集成光学常用波段1310nm和1550nm波段对硅来说是透明的，因此需在硅上集成其他材料，如Ge来进行光的探测，这大大提升了技术的难度。
因此，急需一种光探测器的技术方案，以解决传统的探测器存在制备技术难度大、探测时间较长和需要集成多种材料来制备增加了集成难度等问题。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本申请实施例提供了一种光探测器及其制备方法的技术方案，其技术方案如下：
一方面，提供了一种光探测器，包括：第一传输波导、第二传输波导、第一耦合器、第二耦合器、波长转换器和光探测结构；
所述第一耦合器设置于所述第一传输波导和所述波长转换器之间，所述第一耦合器用于将所述第一传输波导与所述波长转换器进行光导通；
所述波长转换器用于对所述第一耦合器输出的光信号进行波长转换；
所述第二耦合器设置于所述第二传输波导和所述波长转换器之间，所述第二耦合器能够使所述第二传输波导与所述波长转换器进行光导通；
所述光探测结构用于探测所述第二耦合器输出的光信号。
进一步地，所述第一传输波导与所述第二传输波导间隔设置，所述波长转换器设置于所述第一传输波导与所述第二传输波导之间的间隔内。
进一步地，所述光探测器还包括衬底和设置与所述衬底上的光隔离层；
所述光隔离层的远离所述衬底的一侧设有光转化层，所述波长转换器设置于所述光转化层内；
所述第一传输波导和所述第二传输波导设置于所述光转化层的远离所述光隔离层的一侧。
进一步地，所述光探测器还包括导电结构，所述导电结构设置于所述第二传输波导远离所述光转化层的一侧，所述导电结构用于传输所述光探测结构输出的所述第二耦合器输出的光信号对应的电信号。
进一步地，所述第一传输波导和/或所述第二传输波导为脊型波导结构或条形波导结构。
进一步地，所述波长转换器包括至少一个正向极化结构和至少一个反向极化结构，所述至少一个正向极化结构与所述至少一个反向极化结构为交替相邻设置；和/或
所述波长转换器包括微盘谐振结构或微环谐振结构，所述微盘谐振结构或微环谐振结构的直径为预设值。
进一步地，所述第一耦合器输出的光信号对应的波长为1100nm-2000nm；所述第二耦合器输出的光信号对应的波长为600nm-1000nm。
进一步地，所述波长转换器的材质包括铌酸锂。
进一步地，所述光探测结构为金属-半导体-金属探测结构或半导体-本征区-半导体探测结构。
另一方面，提供了一种光探测器的制备方法，包括以下步骤：
提供衬底；
在所述衬底上进行制备薄膜，以在所述衬底上形成预设深度的光隔离层；
在所述光隔离层远离所述衬底的一侧上制备基于第一预设材料的薄膜，形成预设深度的薄膜层；
在所述薄膜层远离所述光隔离层的一侧上制备基于第二预设材料的薄膜，形成预设深度的光传播层；
对所述光传播层进行刻蚀处理，形成第一传输波导和第二传输波导；对所述第一传输波导和所述第二传输波导进行刻蚀处理，在所述第一传输波导的预设位置上形成第一耦合器、在所述第二传输波导的预设位置上形成第二耦合器和光探测结构；
对所述薄膜层进行刻蚀处理，形成具有波长转换器的光转化层，得到光探测器。
本申请提供的一种光探测器及其制备方法，具有如下技术效果：
1、本申请制备的光探测器能够将对于硅材料来说为透明波段的光转化为不透明波段的光，进而对不透明波段的光进行探测，提高了探测的精度，避免集成其他材料制备探测器，减少了制备工艺的难度。
2、本申请制备的光探测器利用铌酸锂材料的二阶非线性特点，通过对铌酸锂材料进行刻蚀处理，生成铌酸锂材料的波长转换器，该波长转换器具有倍频效应，可以将近红外光的波长转化为可见光所在的波长范围内，进而能被硅材料制作的光探测结构进行探测，同时，通过该结构可实现硅光子与铌酸锂电光调制器的混合集成，从而采用两种材料同时实现硅光子无源器件和电光调制器主要器件的全部集成，具有广泛的应用前景。
3、本申请中的波长转换器在进行非线性光学转换过程中，显著提高了非线性转化的效率，缩短了光探测器的探测时间，具有良好的适用性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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。
图1为本申请实施例提供的一种光探测器的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的波长转换器为微环谐振结构的光探测器的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的波长转换器微盘谐振结构的光探测器的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的波长转换器为直波导结构的光探测器的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种光探测器的截面图；
图6为本申请实施例提供的半导体-本征区-半导体探测结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种光探测器的制备方法的流程示意图；
其中，图中的附图标记为：1-第一耦合器；2-波长转换器；3-第二耦合器；4-光探测结构；5-正向极化结构；6-反向极化结构；7-衬底；8-光隔离层；9-光转化层；101-第一传输波导；102-第二传输波导；11-导电结构；12-微环谐振结构；13-微盘谐振结构。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在本申请创造的描述中，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。
本申请实施例提供了一种光探测器，具体请参阅图1，其为本申请实施例提供的一种光探测器的结构示意图，包括：第一传输波导(101)、第二传输波导(102)、第一耦合器(1)、第二耦合器(3)、波长转换器(2)和光探测结构(4)；第一耦合器(1)设置于第一传输波导(101)和波长转换器(2)之间，其中，第一耦合器(1)用于将第一传输波导(101)与波长转换器(2)进行光导通；波长转换器(2)用于对第一耦合器(1)输出的光信号进行波长转换；第二耦合器(3)设置于第二传输波导(102)和波长转换器(2)之间，其中，第二耦合器(3)能够使第二传输波导(102)与波长转换器(2)进行光导通；光探测结构(4)用于探测第二耦合器(3)输出的光信号。
在本申请实施例中，第一耦合器(1)与第二耦合器(3)均为预设材质的光传输层进行刻蚀处理得到的器件，该第一耦合器(1)与第二耦合器(3)能够将传输波导与波长转换器(2)进行光导通，以使得传输波导与波长转换器(2)之间可以互相传输光信号。
在一个实施例中，第一耦合器(1)与第二耦合器(3)均为硅材料通过刻蚀处理得到的器件，且第一耦合器(1)与第二耦合器(3)均为楔形耦合器，第一耦合器(1)位于第一传输波导(101)上靠近波长转换器(2)的一侧，用于第一传输波导(101)与波长转换器(2)进行光导通，第二耦合器(3)位于第二传输波导(102)上靠近波长转换器(2)的一侧，用于第二传输波导(102)与波长转换器(2)进行光导通。
需要说明的是，本申请所述的第一耦合器(1)与第二耦合器(3)的材质不限于上述硅材料，也可以为其他能够实现光导通的材料，例如，本申请在此不做具体限定。
在本申请实施例中，第一传输波导(101)和第二传输波导(102)均为预设材质的光传输层进行刻蚀处理得到的传输波导，例如，预设材质为硅材料，第一传输波导(101)和第二传输波导(102)均是通过对硅材料进行刻蚀处理得到的硅传输波导，需要说明的是，本申请不限于通过上述硅材料刻蚀生成第一传输波导(101)和第二传输波导(102)，可以是对其他材料进行刻蚀形成第一传输波导(101)和第二传输波导(102)，在此不做具体的限定。
在一个可选的实施方式中，波长转换器(2)的材质包括铌酸锂。
在本申请实施例中，波长转换器(2)为对预设材质的薄膜层进行刻蚀处理得到的器件，该波长转换器(2)能够对光进行波长转换，以得到能够被光探测结构(4)所检测到的光信号。例如，将近红外光的波长进行转换，将其转换为可见光的波长范围内。
在一个可选的实施方式中，第一耦合器(1)输出的光信号对应的波长为1100nm-2000nm；第二耦合器(3)输出的光信号对应的波长为600nm-1000nm。
在一个实施例中，波长转换器(2)为铌酸锂材料通过刻蚀处理得到的波长转换器(2)，该波长转换器(2)具有铌酸锂材料的特点，即具有良好的二阶非线性光电效应，可以发生倍频作用，波长转换器(2)可以将，第一耦合器(1)输出的波长为1100nm-2000nm的光信号进行波长转换，使得转换后的波长可在600nm-1000nm之内，通过第二耦合器(3)耦合至光探测结构(4)，以便于转换后的光信号可以被光探测结构(4)所检测，进而对其进行探测。例如，将处在1310nm-1550nm波段的近红外光转化为655nm-755nm波段的光，该655nm-755nm波段的光在光探测结构(4)所能检测到的波长范围内，进而对655nm-755nm波段的光进行探测。
需要说明的是，本申请所述的波长转换器(2)不限于上述的光波长转换范围，也可以是将紫外光的波长转换为可见光的波长范围内，或其它形式的光波长转换等。以及，本申请的波长转换器的材质也不限于上述铌酸锂材料，也可以为其它能够实现光波长转换的材料，例如，本申请在此不做具体限定。
在本申请实施例中，将对光的波长进行转化为可见光的波长范围内，以便于光探测结构(4)能够根据检测到的光信号进行探测，提高了探测的精度，减少了制备工艺的难度，便于操作，同时也避免集成其他材料制备探测器，降低了生产成本；同时，通过上述结构还可实现硅光子与铌酸锂电光调制器的混合集成，从而采用两种材料同时实现硅光子无源器件和电光调制器主要器件的全部集成，具有广泛的应用前景。
在一个可选的实施方式中，第一传输波导(101)与第二传输波导(102)间隔设置，其中，波长转换器(2)设置于第一传输波导(101)与第二传输波导(102)之间的间隔内，在一个具体的实施例中，继续参见图1，间隔设置的长度不限于如图1所示的长度，也可以是其他长度的间隔设置，本申请在此不做具体限定。
在一个可选的实施方式中，光探测器还包括衬底(7)和设置与衬底上的光隔离层(8)；光隔离层(8)的远离衬底(7)的一侧设有光转化层(9)，波长转换器(2)设置于光转化层(9)内；第一传输波导(101)和第二传输波导(102)设置于光转化层(9)的远离光隔离层(8)的一侧。
在本申请实施例中，如图5所示，其为本申请实施例提供的一种光探测器的截面图，其中，光隔离层(8)用于隔离第一传输波导(101)传输的光，光转化层(9)的材料为铌酸锂，在此需要说明的是，光转化层(9)的材料不限于上述铌酸锂材料，也可以为其它能够实现光转化的材料，只需其他材料具有良好的二阶非线性光电效应，可以发生倍频作用均可，例如，本申请在此不做具体限定。
在一个可选的实施方式中，波长转换器(2)包括至少一个正向极化结构(5)和至少一个反向极化结构(6)，至少一个正向极化结构(5)与至少一个反向极化结构(6)为交替相邻设置；和/或
波长转换器(2)包括微盘谐振结构(13)或微环谐振结构(12)，其中，微盘谐振结构(13)或微环谐振结构(12)的直径为预设值。
在本申请实施例中，继续参见图1，波长转换器(2)中正向极化结构(5)与反向极化结构(6)交替相邻设置，光通过正向极化结构(5)与反向极化结构(6)交替的传输实现对光的波长转换，在此需要说明的是，正向极化结构(5)与反向极化结构(6)的个数在此不做限定，可根据实际情况进行设置。
在一个具体实施例中，如图2所示，其为本申请实施例提供的波长转换器为微环谐振结构的光探测器的结构示意图，如图3所示，其为本申请实施例提供的波长转换器微盘谐振结构的光探测器的结构示意图，波长转换器(2)还可以包括微盘谐振结构(13)或微环谐振结构(12)，具体实施中，可根据实际情况来对波长转换器(2)的结构进行选择，在此不做具体的限定。
进一步地，波长转换器(2)还可以包括直波导结构，如图4所示，其为本申请实施例提供的波长转换器为直波导结构的光探测器的结构示意图，在一个具体实施例中，直波导结构为通过对铌酸锂波导的高度尺寸、宽度尺寸和长度尺度进行相应的设置，来实现对光信号的波长转化，例如，将铌酸锂波导的高度尺寸设置为100nm-800nm、宽度尺寸设置为600nm-1500nm和长度尺度设置为100nm-20000um，进而可以实现对1550nm波长的光信号为775nm波长的光信号，需要说明的是，转换后的775nm波长的光信号与1550nm波长的光信号的传播常数相同。
需要说明的是，波长转换器(2)不限于上述结构，也可以为其它能够实现光波长转换的结构，例如，本申请在此不做具体限定。
示例性的，下面以1550nm和1310nm波长的近红外光为例，通过上述光探测器的结构对光探测的过程进行描述。例如，1550nm波长的近红外光从其他波导传输至第一传输波导(101)，1550nm波长的近红外光沿着第一传输波导(101)传输至第一耦合器(1)，通过第一耦合器(1)耦合至波长转换器(2)，波长转换器(2)通过正向极化结构(5)与反向极化结构(6)的作用将第一耦合器(1)耦合输出的1550nm波长的近红外光转化为775nm波长的光波，775nm波长的光波通过第二耦合器(3)耦合至第二传输波导(102)，同时被第二传输波导(102)所吸收，进而产生光生载流子，光探测结构(4)根据接收到的光生载流子产生相对应的电信号，进而确定光强的大小，完成对光的探测。
需要说明的是，在对1550nm波长的近红外光进行波长转换时，波长波长转换器(2)的结构还可以为微盘谐振结构(13)、微环谐振结构(12)或直波导结构将第一耦合器(1)耦合输出的1550nm波长的近红外光转化为775nm波长的光波。
再例如，1310nm波长的近红外光从其他波导传输至第一传输波导(101)，1310nm波长的近红外光沿着第一传输波导(101)传输至第一耦合器(1)，通过第一耦合器(1)耦合至波长转换器(2)，波长转换器(2)通过正向极化结构(5)与反向极化结构(6)的作用将第一耦合器(1)耦合输出的1310nm波长的近红外光转化为655nm波长的光波，655nm波长的光波通过第二耦合器(3)耦合至第二传输波导(102)，同时被第二传输波导(102)所吸收，进而产生光生载流子，光探测结构(4)根据接收到的光生载流子产生相对应的电信号，进而确定光强的大小，完成对光的探测。
需要说明的是，在对1310nm波长的近红外光进行波长转换时，波长波长转换器(2)的结构还可以为微盘谐振结构(13)、微环谐振结构(12)或直波导结构将第一耦合器(1)耦合输出的1550nm波长的近红外光转化为775nm波长的光波。
在一个可选的实施方式中，光探测器还包括导电结构(11)，导电结构(11)设置于第二传输波导(102)远离光转化层(9)的一侧，其中，导电结构(11)用于传输光探测结构(4)输出的第二耦合器(3)输出的光信号对应的电信号。
在本申请实施例中，导电结构(11)为对预设材料进行刻蚀处理得到的结构，该导电结构(11)能够导出光探测结构(4)输出的电信号。例如，导电结构(11)为对金材料进行刻蚀处理得到的结构，需要说明的是，本申请的导电结构(11)不限于上述金材料，也可以为其他导电材料，在此不做具体的限定。
在一个可选的实施方式中，第一传输波导(101)和/或第二传输波导(102)为脊型波导结构或条形波导结构，需要说明的是，第一传输波导(101)和/或第二传输波导(102)的结构也可以为其他传输波导的结构，在此不做具体的限定。
在一个可选的实施方式中，光探测结构(4)为金属-半导体-金属探测结构或半导体-本征区-半导体探测结构。
在本申请实施例中，光探测结构(4)是通过对第二传输波导(102)的预设位置进行刻蚀形成的器件，该光探测结构(4)可以将光信号转换成电信号，进而实现对光的探测，继续参见图1，其光探测结构(4)为金属-半导体-金属探测器，即MSM探测器，该金属-半导体-金属探测器的结构为交叉指状的金属电极结构，与此同时，为了与硅波导层的交叉指状的金属电极结构相配合，因此将导电结构(11)也设计成交叉指状的金属电极，与硅波导层形成金属-半导体节。
如图6所示，其为本申请实施例提供的半导体-本征区-半导体探测结构示意图，其光探测结构(4)为半导体-本征区-半导体探测器，即PIN探测器，该半导体-本征区-半导体探测器的制备过程为在硅波导层的预设位置区域注入P型杂质，形成P型掺杂区，在预设位置的右侧注入N型杂质，形成N型掺杂区，在P型掺杂区与N型掺杂区之间设置本征区，在P型掺杂区的右侧以及N型掺杂区的左侧设置电极结构，其中电极结构与P型掺杂区和N型掺杂区之间为欧姆接触，并沉积电极，完成器件的制备。
由本申请实施例的上述技术方案可见，本申请具有如下技术效果：
本申请制备的光探测器利用铌酸锂材料的二阶非线性特点，通过对铌酸锂材料进行刻蚀处理，生成铌酸锂材料的波长转换器，该波长转换器具有倍频效应，可以将近红外光的波长转化为可见光所在的波长范围内，进而能被硅材料制作的光探测结构进行探测，该过程的制备工艺简单，易于操作且成品率高，同时也降低了生产成本，同时，通过该结构可实现硅光子与铌酸锂电光调制器的混合集成，从而采用两种材料同时实现硅光子无源器件和电光调制器主要器件的全部集成，具有广泛的应用前景；本申请中的波长转换器在进行非线性光学转换过程中，显著提高了非线性转化的效率，缩短了光探测器的探测时间，具有良好的适用性。
本申请实施例中还提供了一种光探测器的制备方法，请参见图7，其为本申请实施例提供的一种光探测器的制备方法的流程示意图，包括以下步骤：
S1：提供衬底(7)；
需要说明的是，在本申请实施中，衬底(7)可以为硅基底，也可以为其他衬底材料，在此不做界定。
S2：在衬底(7)上制备薄膜，以在衬底(7)上形成预设深度的光隔离层(8)；
在本申请实施例中，光隔离层(8)的材料可以为二氧化硅，材料为二氧化硅的光隔离层(8)的厚度为2000nm-9000nm，其用于隔离第一传输波导(101)传输的光信号，其中，制备薄膜的方法可以包括离子注入加键合转移工艺、电子束蒸发、磁控溅射和原子层沉积其中之一，可根据具体的实际情况来确定制备薄膜的方法，在此不做具体的限定。
在一个具体的实施例中，光隔离层(8)的厚度还可以为2000nm-4000nm、4000nm-6000nm和6000nm-9000nm等，在本申请实施例中，光隔离层(8)最优的厚度为4000nm-6000nm。
S3：在光隔离层(8)远离衬底(7)的一侧上制备基于第一预设材料的薄膜，形成预设深度的薄膜层；
在本申请实施例中，薄膜层为铌酸锂薄膜层，光转化层(9)为通过对铌酸锂薄膜层进行刻蚀处理形成的铌酸锂波导层，波长转化器为铌酸锂波长转换器，需要说明的是，制备薄膜的方法如上述所述，在此不再赘述。
S4：在薄膜层远离光隔离层(8)的一侧上制备基于第二预设材料的薄膜，形成预设深度的光传播层；
需要说明的是，制备薄膜的方法如上述所述，在此不再赘述。
在一个可选的实施方式中，光传播层的厚度为300nm-700nm。
进一步地，光传播层的厚度可以为300nm-400nm、400nm-500nm、500nm-600nm和600nm-700nm等，在申请实施例中，光传播层最优的厚度为500nm-600nm。
S5：对光传播层进行刻蚀处理，形成第一传输波导(101)和第二传输波导(102)；对第一传输波导(101)和第二传输波导(102)进行刻蚀处理，在第一传输波导(101)的预设位置上形成第一耦合器(1)、在第二传输波导(102)的预设位置上形成第二耦合器(3)和光探测结构(4)；
在本申请实施例中，光传播层为硅薄膜层，第一传输波导(101)和第二传输波导(102)为通过对硅薄膜层进行刻蚀处理形成的硅波导层，第一耦合器(1)和第二耦合器(3)均为通过对硅波导层的预设位置上进行刻蚀处理制作而成，第一耦合器(1)和第二耦合器(3)均为楔形耦合器，光探测结构(4)为对硅波导层的预设位置上进行刻蚀处理制作而成，具体的刻蚀处理方法在此不做界定。
S6：对薄膜层进行刻蚀处理，形成具有波长转换器(2)的光转化层(9)，得到光探测器。
在一个可选的实施方式中，光转化层(9)的厚度为2000nm-9000nm。
进一步地，光转化层(9)的厚度可以为2000nm-4000nm、4000nm-6000nm和6000nm-9000nm等，在申请实施例中，光转化层(9)最优的厚度为4000nm-6000nm；
由本申请实施例的上述技术方案可见，本申请具有如下技术效果：
1、本申请制备的光探测器能够将对于硅材料来说为透明波段的光转化为不透明波段的光，进而对不透明波段的光进行探测，提高了探测的精度，避免集成其他材料制备探测器，减少了制备工艺的难度。
2、本申请制备的光探测器利用铌酸锂材料的二阶非线性特点，通过对铌酸锂材料进行刻蚀处理，生成铌酸锂材料的波长转换器，该波长转换器具有倍频效应，可以将近红外光的波长转化为可见光所在的波长范围内，进而能被硅材料制作的光探测结构进行探测，同时，通过该结构可实现硅光子与铌酸锂电光调制器的混合集成，从而采用两种材料同时实现硅光子无源器件和电光调制器主要器件的全部集成，具有广泛的应用前景。
3、本申请中的波长转换器在进行非线性光学转换过程中，显著提高了非线性转化的效率，缩短了光探测器的探测时间，具有良好的适用性。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光探测器，其特征在于，包括：第一传输波导(101)、第二传输波导(102)、第一耦合器(1)、第二耦合器(3)、波长转换器(2)和光探测结构(4)；
所述第一耦合器(1)设置于所述第一传输波导(101)和所述波长转换器(2)之间，所述第一耦合器(1)用于将所述第一传输波导(101)与所述波长转换器(2)进行光导通；
所述波长转换器(2)用于对所述第一耦合器(1)输出的光信号进行波长转换；
所述第二耦合器(3)设置于所述第二传输波导(102)和所述波长转换器(2)之间，所述第二耦合器(3)能够使所述第二传输波导(102)与所述波长转换器(2)进行光导通；
所述光探测结构(4)用于探测所述第二耦合器(3)输出的光信号。
2.根据权利要求1所述的一种光探测器，其特征在于，所述第一传输波导(101)与所述第二传输波导(102)间隔设置，所述波长转换器(2)设置于所述第一传输波导(101)与所述第二传输波导(102)之间的间隔内。
3.根据权利要求1所述的一种光探测器，其特征在于，所述光探测器还包括衬底(7)和设置与所述衬底上的光隔离层(8)；
所述光隔离层(8)的远离所述衬底(7)的一侧设有光转化层(9)，所述波长转换器(2)设置于所述光转化层(9)内；
所述第一传输波导(101)和所述第二传输波导(102)设置于所述光转化层(9)的远离所述光隔离层(8)的一侧。
4.根据权利要求3所述的一种光探测器，其特征在于，所述光探测器还包括导电结构(11)，所述导电结构(11)设置于所述第二传输波导(102)远离所述光转化层(9)的一侧，所述导电结构(11)用于传输所述光探测结构(4)输出的所述第二耦合器(3)输出的光信号对应的电信号。
5.根据权利要求1所述的一种光探测器，其特征在于，所述第一传输波导(101)和/或所述第二传输波导(102)为脊型波导结构或条形波导结构。
6.根据权利要求1所述的一种光探测器，其特征在于，所述波长转换器(2)包括至少一个正向极化结构(5)和至少一个反向极化结构(6)，所述至少一个正向极化结构(5)与所述至少一个反向极化结构(6)为交替相邻设置；和/或
所述波长转换器(2)包括微盘谐振结构(13)或微环谐振结构(12)，所述微盘谐振结构(13)或微环谐振结构(12)的直径为预设值。
7.根据权利要求1所述的一种光探测器，其特征在于，所述第一耦合器(1)输出的光信号对应的波长为1100nm-2000nm；所述第二耦合器(3)输出的光信号对应的波长为600nm-1000nm。
8.根据权利要求1所述的一种光探测器，其特征在于，所述波长转换器(2)的材质包括铌酸锂。
9.根据权利要求1所述的一种光探测器，其特征在于，所述光探测结构(4)为金属-半导体-金属探测结构或半导体-本征区-半导体探测结构。
10.一种光探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供衬底(7)；
在所述衬底(7)上制备薄膜，以在所述衬底(7)上形成预设深度的光隔离层(8)；
在所述光隔离层(8)远离所述衬底(7)的一侧上制备基于第一预设材料的薄膜，形成预设深度的薄膜层；
在所述薄膜层远离所述光隔离层(8)的一侧上制备基于第二预设材料的薄膜，形成预设深度的光传播层；
对所述光传播层进行刻蚀处理，形成第一传输波导(101)和第二传输波导(102)；对所述第一传输波导(101)和所述第二传输波导(102)进行刻蚀处理，在所述第一传输波导(101)的预设位置上形成第一耦合器(1)、在所述第二传输波导(102)的预设位置上形成第二耦合器(3)和光探测结构(4)；
对所述薄膜层进行刻蚀处理，形成具有波长转换器(2)的光转化层(9)，得到光探测器。
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