CN114823939B - 可调光电探测器、制造方法及波长解调系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种可调光电探测器、制造方法及波长解调系统，可调光电探测器包括滤波单元及光电探测单元；滤波单元具有相对设置的第一表面及第二表面，第一表面上设有第一凹槽，第一凹槽内底面设有第一高反膜，第一表面上设有多个第一电极；第二表面上设有第二凹槽，第二凹槽内底面设有第一减反膜；第二表面上设有多个第二电极；光电探测单元，具有相对设置的第三表面及第四表面，第三表面键合在第一电极上，以构成谐振腔；且第三表面上与第一凹槽对应位置设有第二高反膜；第四表面上设有至少一个第三电极。当在第一电极及第二电极的接入驱动信号时，薄膜结构沿第一凹槽的轴线方向浮动。本申请极大地降低了FP腔可调滤波器的占用空间。
Description
技术领域
本申请涉及光传感的技术领域，具体而言，涉及一种可调光电探测器、制造方法及波长解调系统。
背景技术
光传感器中光波的波长、强度、相位、频率及偏振等信息都可以作为感知外界物理量变化的传输参数。其中，基于波长的传感解调技术无需考虑光源功率起伏以及其他器件带来损耗的波动，从而成为应用最广泛的光传感解调技术。目前，光传感器波长的解调方法有光谱检测法、匹配光栅法、边缘滤波法、可调谐滤波器法和可调谐激光器法等解调方法。
现有技术中，基于可调法布里珀罗滤波器法的解调方法因具有高解调精度、宽工作波长范围和好的光源光谱特性等优点，已成为应用最为广泛的波长解调方法。可调法布里珀罗滤波器法中的关键器件为增益器件(宽带光源)和选频器件(法布里珀罗滤波器)。具体工作原理如下，法布里珀罗滤波器具有两个可移动反射镜构成的法布里珀罗腔体(Fabry-Perot，简称为FP腔)，通过在法布里珀罗滤波器上施加驱动电压的方式，即可调节FP腔的腔长，从而改变法布里珀罗滤波器的透射波长。其中，当宽带光经过法布里珀罗滤波器的透射波长与光传感器进行调制处理后的光波的波长匹配时，输出光功率最大，此时光电探测器的输出信号达到最大值。因此，当检测到光电探测器的输出信号达到最大值时，通过驱动电压值和滤波器透射波长的对应关系即可得到待测物理量的测量值。
然而，上述波长解调方法中，法布里珀罗滤波器与波长解调设备的集成度较低，极大地增加了波长解调设备的体积，提升了波长解调设备的制造成本。
发明内容
本申请的目的在于提供一种可调光电探测器、制造方法及波长解调系统，其能够降低FP腔可调滤波器的占用空间，节省FP腔可调滤波器的制造成本。
本申请的实施例是这样实现的：
第一方面，本申请提供一种可调滤波器，包括滤波单元及光电探测单元；其中，滤波单元具有相对设置的第一表面及第二表面，第一表面上设有第一凹槽，第一凹槽内底面设有第一高反膜，第一表面上设有多个第一电极，多个第一电极位于第一凹槽周围；第二表面上设有第二凹槽，第二凹槽内底面设有第一减反膜；第二表面上设有多个第二电极，多个第二电极位于第二凹槽周围；光电探测单元具有相对设置的第三表面及第四表面，第三表面键合在第一电极上，以构成谐振腔；且第三表面上与第一凹槽对应位置设有第二高反膜；第四表面上设有至少一个第三电极；第一凹槽与第二凹槽之间为薄膜结构，当在第一电极及第二电极的接入驱动信号时，薄膜结构沿第一凹槽的轴线方向浮动。
在一实施例中，第二凹槽包括第一槽段及第二槽段，第一槽段与第二槽段连通；第二槽段靠近于第一凹槽，第二槽段的直径大于第一凹槽的直径，且第一减反膜设于第二槽段内底面。
在一实施例中，第一高反膜、第二高反膜及第一减反膜的轴线重合，第一凹槽、第一槽段及第二槽段的轴线重合。
在一实施例中，第一减反膜、第一槽段及第二槽段的轴线重合，第二槽段的直径大于第一槽段的直径，且第一槽段的直径大于第一减反膜的直径。
在一实施例中，滤波单元为SOI晶圆硅片，滤波单元包括第一硅层、氧化物层及第二硅层；其中，氧化物层设于第一硅层上；第二硅层设于氧化物层上；其中第一凹槽设于第二硅层上，第一槽段贯穿于第一硅层，第二槽段贯穿于氧化物层。
第二方面，本申请提供一种可调滤波器的制造方法，该方法包括：
提供光电探测单元，具有相对设置的第三表面及第四表面，在第四表面上形成至少一个第三电极；
在第三表面上形成第二高反膜；
提供滤波单元，具有相对设置的第一表面及第二表面，在第一表面刻蚀形成第一凹槽，在第二表面刻蚀形成第二凹槽，以使得第一凹槽与第二凹槽之间形成薄膜结构；
在第一凹槽的内底面形成第一高反膜，在第二凹槽的内底面形成第一减反膜；
在第一表面形成多个第一电极，在第二表面形成多个第二电极；
将第三表面键合在第一电极上，以形成谐振腔。
在一实施例中，在第二表面刻蚀形成第二凹槽，包括：
在第二表面刻蚀形成第一槽段；
在第一槽段的内底面刻蚀形成第二槽段。
第三方面，本申请提供一种波长解调系统，包括光源模块、传感模块、计算模块及数据采集传输模块；其中，光源模块用于提供光源；传感模块与光源模块连接，用于根据光源及待测物理量对光源中预设波长的光信号进行调制处理；计算模块与传感模块连接，用于对调制处理后的光信号进行解调处理；数据采集传输模块与计算模块连接；计算模块中包括多个上述实施例提供的可调光电探测器，数据采集传输模块用于向可调光电探测器输出驱动信号，并基于驱动信号确定待测物理量的测量值。
在一实施例中，传感模块包括多个光传感单元，每个光传感单元均包括第一光输入端口、环形器、光纤传感器及第一光输出端口；其中，环形器与第一光输入端口连接；光纤传感器与环形器连接；第一光输出端口与环形器连接。传感模块还包括第一壳体；其中，每个光传感单元中的环形器及光纤传感器均设于第一壳体内，每个光传感单元中的第一光输入端口及第一光输出端口均设于第一壳体上；每个光传感单元通过第一光输入端口与光源模块连接。
在一实施例中，计算模块包括多个计算单元，每个计算单元包括第二光输入端口、可调光电探测器及电输出端口；其中，可调光电探测器与第二光输入端口连接；电输出端口与可调光电探测器连接。计算模块还包括电输入端口及第二壳体；其中，电输入端口分别与每个计算单元中的光电探测器连接；每个计算单元中的可调光电探测器均设于第二壳体内，每个计算单元中的第二光输入端口、电输出端口及电输入端口均设于第二壳体上；计算单元的数目与光传感单元的数目相等，每个计算单元及每个光传感单元通过第二光输入端口及第一光输出端口连接。
本申请与现有技术相比的有益效果是：本申请中提供的可调光电探测器由滤波单元及光电探测单元构成，可以同时兼具滤波及光电探测功能。其中，滤波单元为FP腔可调滤波器。由此看出，本申请中通过将FP腔可调滤波器与光电探测器集成在一起，极大地降低了FP腔可调滤波器的占用空间，节省了FP腔可调滤波器的制造成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请一实施例示出的可调光电探测器的结构示意图；
图2为本申请一实施例示出的可调光电探测器的结构示意图；
图3为本申请一实施例示出的可调光电探测器的制造方法的流程示意图；
图4-图10为本申请一实施例提供的可调滤波器的制造方法中各步骤的结构示意图；
图11为本申请一实施例示出的波长解调系统的示意图；
图12为本申请一实施例示出的光源模块的结构示意图；
图13为本申请一实施例示出的传感模块的结构示意图；
图14为本申请一实施例示出的计算模块的结构示意图；
图15为本申请一实施例示出的数据采集传输模块的结构示意图；
图16为本申请一实施例示出的可调光电探测器解调原理示意图。
图标：
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具体实施方式
术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参照图1，其为本申请一实施例示出的可调光电探测器60的结构示意图。如图1所示，本申请的可调光电探测器60包括滤波单元620，滤波单元620具有相对设置的第一表面621及第二表面622，第一表面621上设有第一凹槽625，第一凹槽625内底面设有第一高反膜626，第一表面621上设有多个第一电极624，多个第一电极624位于第一凹槽625周围；第二表面622上设有第二凹槽628，第二凹槽628内底面设有第一减反膜627；第二表面622上设有多个第二电极623，多个第二电极623位于第二凹槽628周围。
本申请中的可调光电探测单元610还包括光电探测单元610，光电探测单元610具有相对设置的第三表面613及第四表面612，第三表面613键合在第一电极624上，以构成谐振腔(即FP腔，FP腔为第一凹槽625与光电探测单元610的第三表面613所形成的空腔结构，FP腔的腔长为第一高反膜626及第二高反膜614之间的垂直距离)；且第三表面613上与第一凹槽625对应位置设有第二高反膜614；第四表面612上设有至少一个第三电极611。
其中，光电探测单元610及滤波单元620共用第一电极624，第二凹槽628为光信号的入射窗口，第一凹槽625与第二凹槽628之间为薄膜结构，当在第一电极624及第二电极623的接入驱动信号时，薄膜结构沿第一凹槽625的轴线方向浮动。
在一实施例中，第一电极624、第二电极623及第三电极611的材质为导电金属。示例性的，第一电极624、第二电极623及第三电极611的材质可以均为金。
在一实施例中，第一高反膜626、第二高反膜614及第一减反膜627可以为SiO2/Ta2O5复合介质膜。
在一实施例中，光电探测单元610为铟镓砷光电探测器。
于一操作过程中，当在第一电极624及第二电极623上施加驱动信号时(示例性的，驱动信号可以为连续变化的驱动电压信号)，薄膜结构被FP腔内产生的静电力驱动沿第一凹槽625的轴线方向浮动，从而带动第一高反膜626沿第一凹槽625的轴线方向浮动。第一高反膜626的浮动导致FP腔的腔长发生变化，最终使得可调光电探测器60的透射波长发生变化。通过此措施，使得可调光电探测器60通过控制第一高反膜626的位置就可以实现连续可调的波长扫描。
本申请中，本申请中提供的可调光电探测器60由滤波单元620及光电探测单元610构成，可以同时兼具滤波及光电探测功能。其中，滤波单元620为FP腔可调滤波器。由此看出，本申请中通过将FP腔可调滤波器与光电探测器集成在一起，极大地降低了FP腔可调滤波器的占用空间，节省了FP腔可调滤波器的制造成本。
请参照图2，其为本申请一实施例示出的可调光电探测器60的结构示意图。如图2所示，第二凹槽628可以为阶梯槽结构，此时，第二凹槽628还可以包括第一槽段6282及第二槽段6281；其中，第一槽段6282与第二槽段6281连通，第二槽段6281靠近于第一凹槽625，第二槽段6281的直径大于第一凹槽625的直径，第一减反膜627位于第二槽段6281内底面。
如图2所示，第一高反膜626、第二高反膜614及第一减反膜627的轴线重合，第一凹槽625、第一槽段6282及第二槽段6281的轴线重合。
如图2所示，第一减反膜627、第一槽段6282及第二槽段6281的轴线重合，第二槽段6281的直径大于第一槽段6282的直径，且第一槽段6282的直径大于第一减反膜627的直径。
在另一实施例中，第一槽段6282与第二槽段6281的直径相等。
在一实施例中，如图2所示，滤波单元620为SOI晶圆硅片，此时，滤波单元620包括第一硅层6203、氧化物层6202及第二硅层6201；其中，氧化物层6202设于第一硅层6203上；第二硅层6201设于氧化物层6202上；第一凹槽625设于第二硅层6201上，第一槽段6282贯穿于第一硅层6203，第二槽段6281贯穿于氧化物层6202。
在一实施例中，氧化物层6202及第二硅层6201的厚度为300nm～5000nm。
其中，第二硅层6201及氧化物层6202的厚度决定了对可调光电探测器60施加的驱动电压信号的电压值范围、薄膜结构的浮动范围及可调光电探测器60的波长扫描频率。
请参照图3，其为本申请一实施例示出的可调光电探测器60的制造方法的流程示意图。如图3所示，该方法包括如下步骤S510-步骤S560。
步骤S510：提供光电探测单元610，具有相对设置的第三表面613及第四表面612，在第四表面612上形成至少一个第三电极611，在第三表面613上形成第二高反膜614。
其中，光电探测单元610可以为铟镓砷光电探测器。如图4所示，光电探测单元610具有相对设置的第三表面613及第四表面612，本步骤中，可以先通过蒸镀的方式在第四表面612上形成第三电极611。在第三电极611形成后，再通过蒸镀的方式再第三表面613上形成第二高反膜614。
步骤S520：提供滤波单元620，具有相对设置的第一表面621及第二表面622，在第一表面621刻蚀形成第一凹槽625，在第二表面622刻蚀形成第一槽段6282。
其中，如图5所示，初始的滤波单元620可以为一SOI晶圆硅片，此时，滤波单元620可以包括第一硅层6203、氧化物层6202及第二硅层6201。
本步骤中，如图6所示，可以先采用光刻的方式确定第一凹槽625的宽度。宽度确定后，再通过各向异性蚀刻第二硅层6201确定第一凹槽625的厚度，通过上述措施，在第一表面621上形成第一凹槽625。
进一步的，可以通过采用光刻的方式确定第一槽段6282的宽度，并采用DRIE(深硅刻蚀)工艺去除上述宽度所对应的第一硅层6203，以实现在第二表面622上形成第一槽段6282。
步骤S530：在第一槽段6282的内底面刻蚀形成第二槽段6281。
如图7所示，可以通过添加腐蚀试剂的方式去除氧化物层6202的部分材料，以实现在第一槽段6282的内底面形成第二槽段6281。最终使得在第二表面622上形成第二凹槽628，同时，使得在第一凹槽625及第二凹槽628之间形成薄膜结构。
具体的，第二槽段6281的宽度由腐蚀试剂的浓度及腐蚀试剂的腐蚀时间决定。示例性的，腐蚀试剂可以为HF(氟化氢)。
步骤S540：在第一凹槽625的内底面形成第一高反膜626，在第二凹槽628的内底面形成第一减反膜627。
如图8所示，本步骤中，可以通过蒸镀的方式在第一凹槽625的内底面形成第一高反膜626，同时，可以通过蒸镀的方式在第二槽段6281的内底面形成第一减反膜627。
步骤S550：在第一表面621形成多个第一电极624，在第二表面622形成多个第二电极623。
如图9所示，本步骤中，可以通过蒸镀的方式在第一表面621形成多个第一电极624，同时，可以通过蒸镀的方式在第二表面622形成多个第二电极623。
步骤S560：将第三表面613键合在第一电极624上，以形成谐振腔。
如图10所示，本步骤中，可以采用金属热压键合或胶粘剂胶合的键合方式，将第三表面613键合在第一电极624的上表面上，以使得第一凹槽625与光电探测单元610的第三表面613形成谐振腔(即FP腔结构)。
请参照图11，其为本申请一实施例示出的波长解调系统1的示意图。本申请中的波长解调系统1可以用于对物理量进行测量，示例性的，可以用于对压强、温度及压力等物理量进行测量。如图11所示，波长解调系统1包括光源模块10、传感模块20、计算模块30及数据采集传输模块40。其中，光源模块10用于提供光源；传感模块20通过光纤50与光源模块10连接，用于根据光源及待测物理量对光源中预设波长的光信号进行调制处理；计算模块30通过光纤50与传感模块20连接，用于对调制处理后的光信号进行解调处理；数据采集传输模块40与计算模块30电性连接；其中，计算模块30中包括多个可调光电探测器60，数据采集传输模块40用于向可调光电探测器60输出驱动信号，并基于电信号及驱动信号确定待测物理量的测量值。
请参照图12，其为本申请一实施例示出的光源模块10的结构示意图。如图12所示，光源模块10包括发光器件110、光隔离器120、耦合器130、多个第二光输出端口150及第三壳体160。其中，多个第二光输出端口150设于第三壳体160上；发光器件110、光隔离器120及耦合器130均设于第三壳体160内；发光器件110用于发射光源；光隔离器120通过光纤50与发光器件110连接；耦合器130通过光纤50与光隔离器120连接；多个第二光输出端口150通过光纤50与耦合器130连接。
在一实施例中，发光器件110可以发射波长为1520nm～1580nm的宽带平坦光源。耦合器130用于将光源分为多束功率相等的光信号。
请参照图13，其为本申请一实施例示出的传感模块20的结构示意图。如图13所示，传感模块20包括多个光传感单元210；每个光传感单元210中均包括第一光输入端口211、环形器212、传感器及第一光输出端口214；其中，在每个光传感单元210中，环形器212通过光纤50与第一光输入端口211连接；光纤传感器213通过光纤50与环形器212连接；第一光输出端口214通过光纤50与环形器212连接。
传感模块20还包括第一壳体220，每个光传感单元210中的环形器212及光纤传感器213均设于第一壳体220内，每个光传感单元210中的第一光输入端口211及第一光输出端口214均设于第一壳体220上；每个光传感单元210通过第一光输入端口211与光源模块10连接；具体的，每个光传感单元210通过第一光输入端口211与光源模块10中相应的第二光输出端口150连接。
在一实施例中，光纤传感器213为波长调制型传感器。示例性的，可以为光纤光栅传感器及法布里珀罗型传感器。
请参照图14，其为本申请一实施例示出的计算模块30的结构示意图。如图14所示，计算模块30包括多个计算单元310，每个计算单元310均包括第二光输入端口311、可调光电探测器60及第一电输出端口313。其中，在每个计算单元310中，可调光电探测器60通过光纤50与第二光输入端口311连接；第一电输出端口313与可调光电探测器60电性连接，具体的，第一电输出端口313与可调光电探测器60中的第三电极611(如图1所示)连接。
计算模块30还包括第一电输入端口320及第二壳体330；其中，第一电输入端口320分别与每个计算单元310中的可调光电探测器60电性连接，具体的，第一电输入端口320分别与每个计算单元310中可调光电探测器60的第一电极624(如图1所示)及第二电极623(如图1所示)连接；每个计算单元310中的可调光电探测器60均设于第二壳体330内，每个计算单元310中的第二光输入端口311及第一电输出端口313均设于第二壳体330上；第一电输入端口320设于第二壳体330上；计算单元310的数目与光传感单元210的数目相等，每个计算单元310及每个光传感单元210通过第二光输入端口311及第一光输出端口214连接。
请参照图15，其为本申请一实施例示出的数据采集传输模块40的结构示意图。如图15所示，数据采集传输模块40包括多个模数转换芯片420、数据处理单元430、第二电输出端口410、多个第二电输入端口450及第四壳体480。第二电输出端口410及多个第二电输入端口450均设于第四壳体480上，多个模数转换芯片420及数据处理单元430均设于第四壳体480内。第二电输出端口410通过模数转换芯片420与数据处理单元430电性连接，多个第二电输入端口450通过模数转换芯片420与数据处理单元430电性连接。每个计算单元310中的第一电输出端口313与数据采集模块中的第二电输入端口450电性连接；第二电输出端口410与第一电输入端口320连接。
在一实施例中，如图15所示，数据处理单元430可以为现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)或者系统级芯片(System on Chip，soc)。
在一实施例中，如图15所示，数据处理单元430还可以通过串口440与计算机、上位机或调试设备连接，或通过以太网460、GPON470(千兆无源光纤网络，Gigabit-CapablePassive Optical Networks)等网络与服务器连接，以便于将测量数据实时上传至计算机或服务器，从而便于工作人员查看。同时，如图所示，本申请中的波长解调系统1还包括多个以太网460用户端接口(图中位于数据处理单元430的左边)，以便于数据处理单元430能够对摄像头等非光传感器件的测量数据进行处理。
在一实施例中，第二光输出端口150、光传感单元210、计算单元310及第二电输入端口450的数量相等。
本申请中的波长解调系统1能够同时对多个物理量进行测量，参见图12-图15，图中以波长解调系统1能够测量4个物理量，对波长解调系统1的结构进行展示。则此时第二光输出端口150、光传感单元210、计算单元310及第二电输入端口450的数量均为4。
在一实施例中，光源模块10、传感模块20、计算模块30及数据采集传输模块40中各部件的位置可以变化。例如，数据采集传输模块40中的模数转换芯片420可以放到计算模块30中。
在一实施例中，发光器件110的工作波长可进行改变，但此时光纤传感器213、可调光电探测器60等光学器件的波长范围应同时进行改变。
下面继续以波长解调系统1能够测量4个物理量为例，详细讲解波长解调系统1的工作流程：
首先，发光器件110发射的光源在经由光隔离器120及耦合器130之后，被分为四束功率相等的光信号，四束功率相等的光信号分别经由相应的第二光输出端口150输入至相应的光传感单元210中。
当光信号进入光传感单元210中后，其会经由第一光输入端口211及环形器212射入光纤传感器213中，由光纤传感器213根据待测物理量对预设波长的光信号进行调制处理。调制结束后，调制处理后的预设波长的光信号会经由环形器212及第一光输出端口214射入相应的计算单元310中。
当调制处理后的光信号进入计算单元310后，其会经由第二光输入端口311进入可调光电探测器60中。此时，在驱动信号(此驱动信号为数据处理单元430通过模数转换芯片420、第二电输出端口410及第一电输入端口320，接入可调光电探测器60的)的驱动下，可调光电探测器60中的滤波单元620会一直持续不断的进行波长扫描，当其刚好扫描到上述调制处理后的光信号时，即可调光电探测器60的透射波长与调制处理后光信号的波长重合时，光电探测单元610会检测到最大光强值(如图16所示)，并将调制处理后的光信号转变为电信号(电压信号或电流信号)进行输出。最终，上述电压信号或电流信号会经由第一电输出端口313进入数据采集传输模块40中。
进入数据采集传输模块40后，模数转换芯片420会将上述模拟信号转变为数字信号，转换完成后将转换后的电信号输入数据处理单元430中。当数据处理单元430接收到上述数字信号后，其会检测到可调光电探测器60的输出电信号发生变化(由基础值变为最大值)。此时，通过查看数据处理单元430施加在可调光电探测器60中的驱动信号值，即可确定上述可调光电探测器60的透射波长值(即光传感器调制处理后的波长值)。在确定上述波长值后，数据处理单元430通过一定的信号处理算法即可确定待测物理量的测量值。
最后，数据处理单元430可以通过串口440将测量数据上传至计算机、上位机或调试设备中；或者，将测量数据打包，并通过以太网460及GPON470网络上传至服务器中。
由此看出，本申请中的波长解调系统1实现了传感计算传输一体化，提升了对待测物理量的测量速度。模块化的设计便于对损坏的模块进行更换，兼容性更强，升级成本更低。同时，本申请中的波长解调系统1还保留了常见了以太网460用户端端口，能够兼容常规调制解调器的功能，兼容性更强。此外，还增设了以太网460和GPON470等通讯端口，便于对测量数据实时上传，利于用户随时查看测量结果。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种可调光电探测器，其特征在于，所述可调光电探测器包括：
滤波单元，具有相对设置的第一表面及第二表面，所述第一表面上设有第一凹槽，所述第一凹槽内底面设有第一高反膜，所述第一表面上设有多个第一电极，所述多个第一电极位于所述第一凹槽周围；所述第二表面上设有第二凹槽，所述第二凹槽内底面设有第一减反膜；所述第二表面上设有多个第二电极，所述多个第二电极位于所述第二凹槽周围；
光电探测单元，具有相对设置的第三表面及第四表面，所述第三表面键合在所述第一电极上，以构成谐振腔；且所述第三表面上与所述第一凹槽对应位置设有第二高反膜；所述第四表面上设有至少一个第三电极；
其中，所述第一凹槽与所述第二凹槽之间为薄膜结构，当在所述第一电极及所述第二电极接入驱动信号时，所述薄膜结构沿所述第一凹槽的轴线方向浮动；
其中，所述第二凹槽包括第一槽段及第二槽段，所述第一槽段与所述第二槽段连通；所述第二槽段靠近于所述第一凹槽，所述第二槽段的直径大于所述第一凹槽的直径，且所述第一减反膜设于所述第二槽段内底面；
所述滤波单元为SOI晶圆硅片，所述滤波单元包括：
第一硅层；
氧化物层，设于所述第一硅层上；
第二硅层，设于所述氧化物层上；
其中，所述第一凹槽设于所述第二硅层上，所述第一槽段贯穿于所述第一硅层，所述第二槽段贯穿于所述氧化物层。
2.根据权利要求1所述的可调光电探测器，其特征在于，所述第一高反膜、所述第二高反膜及所述第一减反膜的轴线重合，所述第一凹槽、所述第一槽段及所述第二槽段的轴线重合。
3.根据权利要求1所述的可调光电探测器，其特征在于，所述第一减反膜、所述第一槽段及所述第二槽段的轴线重合，所述第二槽段的直径大于所述第一槽段的直径，且所述第一槽段的直径大于所述第一减反膜的直径。
4.一种可调光电探测器的制造方法，其特征在于，应用于制造如权利要求1-3任意一项所述的可调光电探测器，所述方法包括：
提供光电探测单元，具有相对设置的第三表面及第四表面，在所述第四表面上形成至少一个第三电极，在所述第三表面上形成第二高反膜；
提供滤波单元，具有相对设置的第一表面及第二表面，在所述第一表面刻蚀形成第一凹槽，在所述第二表面刻蚀形成第二凹槽，以使得所述第一凹槽与所述第二凹槽之间形成薄膜结构；
在所述第一凹槽的内底面形成第一高反膜，在所述第二凹槽的内底面形成第一减反膜；
在所述第一表面形成多个第一电极，在所述第二表面形成多个第二电极；
将所述第三表面键合在所述第一电极上，以形成谐振腔。
5.根据权利要求4所述的可调光电探测器的制造方法，其特征在于，所述在所述第二表面刻蚀形成第二凹槽，包括：
在所述第二表面刻蚀形成第一槽段；
在所述第一槽段的内底面刻蚀形成第二槽段。
6.一种波长解调系统，其特征在于，包括：
光源模块，用于提供光源；
传感模块，与所述光源模块连接，用于根据所述光源及待测物理量对所述光源中预设波长的光信号进行调制处理；
计算模块，与所述传感模块连接，用于对调制处理后的光信号进行解调处理；
数据采集传输模块，与所述计算模块连接；
其中，所述计算模块中包括多个如权利要求1-3任意一项所述的可调光电探测器，所述数据采集传输模块用于向所述可调光电探测器输出驱动信号，并基于所述驱动信号确定所述待测物理量的测量值。
7.根据权利要求6所述的波长解调系统，其特征在于，所述传感模块包括多个光传感单元，每个光传感单元均包括：
第一光输入端口；
环形器，与所述第一光输入端口连接；
光纤传感器，与所述环形器连接；
第一光输出端口，与所述环形器连接；
传感模块还包括：
第一壳体，每个光传感单元中的所述环形器及所述光纤传感器均设于所述第一壳体内，每个光传感单元中的所述第一光输入端口及所述第一光输出端口均设于所述第一壳体上；
每个光传感单元通过所述第一光输入端口与所述光源模块连接。
8.根据权利要求7所述的波长解调系统，其特征在于，所述计算模块包括多个计算单元，每个计算单元包括：
第二光输入端口；
可调光电探测器，与所述第二光输入端口连接；
电输出端口，与所述可调光电探测器连接；
计算模块还包括：
电输入端口，分别与每个计算单元中的光电探测器连接；
第二壳体，每个计算单元中的所述可调光电探测器均设于所述第二壳体内，每个计算单元中的所述第二光输入端口、所述电输出端口及所述电输入端口均设于所述第二壳体上；
其中，所述计算单元的数目与所述光传感单元的数目相等，每个计算单元及每个所述光传感单元通过所述第二光输入端口及所述第一光输出端口连接。
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