DE102021210618A1 - OPTOELECTRONIC DEVICE - Google Patents

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Horst Varga
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Abstract

Es wird eine optoelektronische Vorrichtung angegeben mit- einem Sender (1), der dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung (2) zu emittieren und mit einer Eingangsspannung (UI) betrieben zu werden,- einem Empfänger (3), der dazu eingerichtet ist, die elektromagnetische Strahlung (2) zu empfangen und eine Ausgangsspannung (UO) zu liefern, wobei- der Sender (1) einen Kantenemitter (10) umfasst, und- der Empfänger (3) zumindest eine Fotodiode (30) umfasst.An optoelectronic device is specified with a transmitter (1) which is set up to emit electromagnetic radiation (2) and to be operated with an input voltage (UI), - a receiver (3) which is set up to receiving electromagnetic radiation (2) and supplying an output voltage (UO), wherein- the transmitter (1) comprises an edge emitter (10), and- the receiver (3) comprises at least one photodiode (30).

Description

Es wird eine optoelektronische Vorrichtung angegeben.An optoelectronic device is specified.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine optoelektronische Vorrichtung anzugeben, die besonders kompakt ausgeführt werden kann.One problem to be solved is to specify an optoelectronic device that can be made particularly compact.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die optoelektronische Vorrichtung einen Sender. Der Sender ist dazu eingerichtet, elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Ferner ist der Sender dazu eingerichtet, mit einer Eingangsspannung betrieben zu werden. Bei dem Sender kann es sich beispielsweise um ein Bauteil handeln, das elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen Infrarotstrahlung und UV-Strahlung erzeugt. Insbesondere kann der Sender dazu eingerichtet sein, im Betrieb elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von wenigstens 350 nm bis höchstens 1100 nm, insbesondere im Wellenlängenbereich von wenigstens 800 nm bis höchstens 950 nm zu erzeugen.In accordance with at least one embodiment, the optoelectronic device comprises a transmitter. The transmitter is set up to emit electromagnetic radiation. Furthermore, the transmitter is set up to be operated with an input voltage. The transmitter can, for example, be a component that generates electromagnetic radiation in the wavelength range between infrared radiation and UV radiation. In particular, the transmitter can be set up to generate electromagnetic radiation in the wavelength range from at least 350 nm to at most 1100 nm, in particular in the wavelength range from at least 800 nm to at most 950 nm, during operation.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung umfasst die optoelektronische Vorrichtung einen Empfänger, der dazu eingerichtet ist, die elektromagnetische Strahlung zu empfangen und eine Ausgangsspannung zu liefern. Der Empfänger ist insbesondere dazu eingerichtet, die vom Sender im Betrieb emittierte elektromagnetische Strahlung zu empfangen und zumindest zum Teil in elektrische Energie umzuwandeln. Der Empfänger kann dabei insbesondere derart auf den Sender abgestimmt sein, dass der Empfänger für die vom Sender erzeugte elektromagnetische Strahlung eine besonders hohe Absorption aufweist.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic device, the optoelectronic device comprises a receiver which is set up to receive the electromagnetic radiation and to supply an output voltage. The receiver is set up in particular to receive the electromagnetic radiation emitted by the transmitter during operation and to convert it at least partially into electrical energy. In particular, the receiver can be matched to the transmitter in such a way that the receiver has a particularly high level of absorption for the electromagnetic radiation generated by the transmitter.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung umfasst der Sender einen Kantenemitter. Unter einem Kantenemitter wird vorliegend ein strahlungsemittierendes Bauelement verstanden, welches die im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung quer, insbesondere senkrecht zu einer Seitenfläche oder Facette abstrahlt. Die Abstrahlung der elektromagnetischen Strahlung erfolgt dann zum Beispiel durch die Seitenfläche oder Facette hindurch. Insbesondere kann es sich bei dem Kantenemitter um ein Halbleiterbauelement handeln, welches einen epitaktisch gewachsenen Halbleiterkörper aufweist. Die Richtung, in der die elektromagnetische Strahlung dann im Betrieb abgestrahlt wird, kann insbesondere schräg oder senkrecht zu einer Wachstumsrichtung des Halbleiterkörpers sein. Der Halbleiterkörper kann zum Beispiel auf Halbleitermaterialien wie In(Ga)N, In(Ga)AlP, (Al)GaAs, (In)GaAs basieren.According to at least one embodiment of the optoelectronic device, the transmitter comprises an edge emitter. In the present case, an edge emitter is understood to mean a radiation-emitting component which emits the electromagnetic radiation generated during operation transversely, in particular perpendicularly, to a side face or facet. The electromagnetic radiation is then emitted, for example, through the side surface or facet. In particular, the edge emitter can be a semiconductor component which has an epitaxially grown semiconductor body. The direction in which the electromagnetic radiation is then emitted during operation can in particular be oblique or perpendicular to a growth direction of the semiconductor body. For example, the semiconductor body can be based on semiconductor materials such as In(Ga)N, In(Ga)AlP, (Al)GaAs, (In)GaAs.

Bei dem Kantenemitter kann es sich beispielsweise um eine Leuchtdiode oder um eine Laserdiode, insbesondere um eine Superlumineszenzdiode oder einen kantenemittierenden Halbleiterlaser handeln. Der Sender kann dabei insbesondere auch einen einzigen Kantenemitter enthalten, der mit der Eingangsspannung betrieben wird. Umfasst der Sender zwei oder mehr Kantenemitter, die zum Beispiel parallel oder in Reihe verschaltet sind, dann berechnet sich die Eingangsspannung des Senders entsprechend aus den Spannungen, mit denen die einzelnen Kantenemitter betrieben werden.The edge emitter can be, for example, a light-emitting diode or a laser diode, in particular a superluminescent diode or an edge-emitting semiconductor laser. In this case, the transmitter can in particular also contain a single edge emitter which is operated with the input voltage. If the transmitter includes two or more edge emitters, which are connected in parallel or in series, for example, then the input voltage of the transmitter is calculated accordingly from the voltages with which the individual edge emitters are operated.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung umfasst die optoelektronische Vorrichtung einen Empfänger, der zumindest eine Fotodiode umfasst. Die Fotodiode kann einen Halbleiterkörper mit zumindest einer detektierenden Schicht umfassen, die dazu eingerichtet ist, die von dem Kantenemitter im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung zu absorbieren und in elektrische Energie umzuwandeln. Die zumindest eine Fotodiode kann zum Beispiel im gleichen Materialsystem wie der Kantenemitter gebildet sein. Der Empfänger kann insbesondere eine Vielzahl von Fotodioden umfassen, die miteinander in Reihe oder parallel verschaltet sein können. Die Ausgangsspannung des Empfängers berechnet sich dann entsprechend aus der Spannung, die an den einzelnen Fotodioden abfällt.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic device, the optoelectronic device comprises a receiver which comprises at least one photodiode. The photodiode can comprise a semiconductor body with at least one detecting layer which is set up to absorb the electromagnetic radiation generated by the edge emitter during operation and to convert it into electrical energy. The at least one photodiode can be formed in the same material system as the edge emitter, for example. In particular, the receiver can comprise a large number of photodiodes which can be connected to one another in series or in parallel. The output voltage of the receiver is then calculated accordingly from the voltage that drops across the individual photodiodes.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung umfasst die optoelektronische Vorrichtung einen Sender, der dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren und mit einer Eingangsspannung betrieben zu werden, und einen Empfänger, der dazu eingerichtet ist, die elektromagnetische Strahlung zu empfangen und eine Ausgangsspannung zu liefern, wobei der Sender einen Kantenemitter umfasst und der Empfänger zumindest eine Fotodiode umfasst.According to at least one embodiment of the optoelectronic device, the optoelectronic device comprises a transmitter that is set up to emit electromagnetic radiation and to be operated with an input voltage, and a receiver that is set up to receive the electromagnetic radiation and to supply an output voltage , wherein the transmitter comprises an edge emitter and the receiver comprises at least one photodiode.

Der hier beschriebenen optoelektronischen Vorrichtung liegen dabei unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde.The optoelectronic device described here is based, inter alia, on the following considerations.

Viele Anwendungen, wie zum Beispiel in der Akustik, bei Strahlsteuerungstechnologien wie etwa MEMS, Aktoren, Detektoren wie Avalanche-Fotodioden, Ein-Photonen-Avalanche-Dioden oder Fotomultiplier, erfordern Hochspannungsversorgungen mit relativ geringem Stromverbrauch. Solche Anwendungen können Spannungen von mehr als 50 V, 100 V, 500 V, 1000 V, 2000 V, 10000 V und mehr erfordern, während gleichzeitig ein kleiner Footprint des Geräts in Bezug auf Größe, Gewicht, Kosten und Energieverbrauch beibehalten werden soll. Diese Eigenschaften sind besonders wichtig für mobile Geräte wie etwa AR-VR-Brillen, tragbare In-Ear-Kopfhörer und Automobilanwendungen.Many applications, such as in acoustics, in beam steering technologies such as MEMS, actuators, detectors such as avalanche photodiodes, single-photon avalanche diodes or photomultipliers, require high-voltage power supplies with relatively low power consumption. Such applications may require voltages in excess of 50V, 100V, 500V, 1000V, 2000V, 10000V and more while maintaining a small device footprint in terms of size, weight, cost and power consumption. These properties are particularly important for mobile Devices such as AR VR glasses, wearable earphones and automotive applications.

Ein weiteres Problem, das bei Hochspannungsgeneratoren mit kleinem Platzbedarf zu lösen ist, ist die Verbindung von Nieder- und Hochspannungspfaden, die galvanisch getrennt sein sollten, um die Funktionssicherheit und Langzeitstabilität eines Geräts unter wechselnden Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit, Staub zu gewährleisten.Another problem that needs to be solved for high-voltage generators with a small space requirement is the connection of low and high-voltage paths, which should be galvanically isolated in order to ensure the functional reliability and long-term stability of a device under changing environmental conditions such as temperature, humidity, dust.

Die hier beschriebene optoelektronische Vorrichtung kann dabei mit Vorteil als optischer Spannungswandler zum Einsatz kommen. Die hier beschriebene optoelektronische Vorrichtung kann also beispielsweise einen Transformator bilden, der ohne induktive Elemente auskommt, insbesondere ohne Spulen. Dadurch wird einerseits der Bauraum im Vergleich zu herkömmlichen Transformatoren besonders klein, andererseits entstehen bei der Transformation keine starken magnetischen Felder. Dadurch ist auch eine Beeinflussung durch äußere magnetische und/oder elektrische Felder ausgeschlossen. Somit kann die optoelektronische Vorrichtung in Bereichen eingesetzt werden, für die eine magnetische Beeinflussung kritisch wäre oder die mit hohen äußeren magnetischen Feldern versehen sind. Zugleich ist durch die optische Leistungsübertragung in der optoelektronischen Vorrichtung für eine galvanische Trennung von der Hochvoltseite und der Niedervoltseite gesorgt.The optoelectronic device described here can advantageously be used as an optical voltage converter. The optoelectronic device described here can thus form, for example, a transformer that does not require inductive elements, in particular without coils. On the one hand, this means that the installation space is particularly small compared to conventional transformers, and on the other hand, no strong magnetic fields are generated during the transformation. This also rules out any influence from external magnetic and/or electric fields. The optoelectronic device can thus be used in areas for which magnetic influence would be critical or which are provided with high external magnetic fields. At the same time, the optical power transmission in the optoelectronic device ensures galvanic isolation of the high-voltage side and the low-voltage side.

Durch den Wegfall der Notwendigkeit, geschaltete Elemente zu verwenden, wie es zum Beispiel in Boost- oder Buck-Konvertern der Fall ist, oder auch bei einem induktiven Transformator notwendig wäre, kann die erzeugte Ausgangsspannung frei von Störungen sein. Dies kann insbesondere beim Einsatz in Messsystemen und/oder Monitoring-Systemen auf kleinstem Raum der Fall sein, welche empfindlich auf Störungen der Versorgungsspannung reagieren.By eliminating the need to use switched elements, as is the case in boost or buck converters, for example, or even as would be necessary with an inductive transformer, the output voltage generated can be free of interference. This can be the case in particular when used in measuring systems and/or monitoring systems in the smallest of spaces, which react sensitively to disturbances in the supply voltage.

Eine weitere Idee der hier beschriebenen Vorrichtung ist es, Halbleiter-Lichtemitter und Fotodioden, also Fotovoltaik-Zellen, zu kombinieren, um eine Umwandlung von niedriger in hohe Spannung zu erreichen. Auf dem Niederspannungspfad emittieren dazu zum Beispiel ein oder mehrere parallel zueinander geschaltete oberflächenemittierende Halbleiterlaser, Leuchtdioden oder Superlumineszenzdioden Licht. Die Wellenlänge des emittierten Lichts kann zwischen 350 nm und 1100 nm liegen, abhängig von den verwendeten Halbleitermaterialien, zum Beispiel: In(Ga)N, In(Ga)AlP, (Al)GaAs, (In)GaAs. Typische Eingangsspannungen sind 1 V, 3 V, 5 V, 8 V, 10 V oder dazwischen.Another idea of the device described here is to combine semiconductor light emitters and photodiodes, i.e. photovoltaic cells, in order to achieve a conversion from low to high voltage. For this purpose, for example, one or more surface-emitting semiconductor lasers, light-emitting diodes or superluminescent diodes connected in parallel with one another emit light on the low-voltage path. The wavelength of the emitted light can be between 350 nm and 1100 nm depending on the semiconductor materials used, for example: In(Ga)N, In(Ga)AlP, (Al)GaAs, (In)GaAs. Typical input voltages are 1V, 3V, 5V, 8V, 10V or in between.

Auf der Hochspannungsseite, die galvanisch von der Niederspannungsseite getrennt ist, sammelt ein Array von in Reihe geschalteten Fotodioden, die im fotovoltaischen Modus arbeiten, das emittierte Licht. Je nach verwendetem Material, zum Beispiel Si, InGaAs, GaAs, InGaN oder Perowskit, erzeugt jede einzelne Fotodiode eine Spannung in der Größenordnung von 0,5-3 V und einen Strom in Abhängigkeit von der Intensität des einfallenden Lichts. Durch die Verwendung einer großen Anzahl von Fotodioden, die alle auf einer sehr kleinen Wafer-Skala in Reihe geschaltet sein können, summieren sich diese Einzelspannungen zu einer hohen Gesamtspannung, die 10, 50, 100, 500, 1000, 10000 V überschreiten kann.On the high-voltage side, which is galvanically isolated from the low-voltage side, an array of series-connected photodiodes operating in photovoltaic mode collects the emitted light. Depending on the material used, for example Si, InGaAs, GaAs, InGaN or perovskite, each individual photodiode generates a voltage of the order of 0.5-3 V and a current depending on the intensity of the incident light. By using a large number of photodiodes, all of which can be connected in series on a very small wafer scale, these individual voltages add up to a high total voltage that can exceed 10, 50, 100, 500, 1000, 10000 V.

Aufgrund der hohen Ausgangsleistung und des hohen Wirkungsgrads, von über 60 %, insbesondere von kantenemittierenden Halbleiterlasern, ist es möglich, nur einen einzigen oder eine geringe Anzahl von Kantenemittern zur Beleuchtung der Fotodioden zu verwenden, was Größe und Kosten der Vorrichtung auf der Senderseite reduziert.Due to the high output power and high efficiency, above 60%, especially of edge-emitting semiconductor lasers, it is possible to use only a single or a small number of edge emitters to illuminate the photodiodes, which reduces the size and cost of the device on the transmitter side.

Aufgrund des fokussierten Lichtkegels von kantenemittierenden Halbleiterlasern im Vergleich zu anderen Diodenemittern können auch der Abstand und die Fläche des Empfängers auf ein kleines Maß komprimiert werden. Die wichtigsten Grenzen der Verkleinerung des Empfängers sind die materialabhängigen Durchbruchsspannungen innerhalb des Empfängers und die Verringerung des Füllfaktors aufgrund der Schaltung.Also, due to the focused light cone of edge-emitting semiconductor lasers compared to other diode emitters, the distance and area of the receiver can be compressed to a small extent. The main limitations of miniaturizing the receiver are the material-dependent breakdown voltages within the receiver and the reduction in fill factor due to the circuitry.

Insgesamt sind mit der vorliegenden Vorrichtung die drahtlose Übertragung von Energie und/oder die Wandlung von Spannung in einem besonders kompakten Bauteil möglich. Die optoelektronische Vorrichtung ist dabei unempfindlich gegenüber äußeren Einflüssen wie beispielsweise elektromagnetischen Feldern.Overall, with the present device, the wireless transmission of energy and/or the conversion of voltage is possible in a particularly compact component. The optoelectronic device is insensitive to external influences such as electromagnetic fields.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist die Eingangsspannung kleiner als die Ausgangsspannung und der Empfänger umfasst eine Vielzahl von Fotodioden, die in Reihe miteinander verschaltet sind. in diesem Fall ist es beispielsweise möglich, dass der Sender ebenfalls eine Vielzahl von Kantenemittern umfasst, die dann beispielsweise parallel zueinander verschaltet sind. Insbesondere ist die Eingangsspannung des Senders kleiner als die Ausgangsspannung des Empfängers. Die Vorrichtung ist daher dazu eingerichtet, eine niedrige Eingangsspannung in eine hohe Ausgangsspannung umzuwandeln. Der Empfänger kann dazu eine Vielzahl von Fotodioden, beispielsweise mindestens 10 Fotodioden, insbesondere mindestens 50 oder mindestens 100 einzelne Fotodioden umfassen. Über die Anzahl der Fotodioden, die zueinander in Reihe geschaltet werden, kann die Ausgangsspannung auf einfache Weise eingestellt werden.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic device, the input voltage is lower than the output voltage and the receiver comprises a multiplicity of photodiodes which are connected to one another in series. In this case, it is possible, for example, for the transmitter to also include a multiplicity of edge emitters, which are then connected up in parallel with one another, for example. In particular, the input voltage of the transmitter is smaller than the output voltage of the receiver. The device is therefore set up to convert a low input voltage into a high output voltage. For this purpose, the receiver can comprise a large number of photodiodes, for example at least 10 photodiodes, in particular at least 50 or at least 100 individual photodiodes. About the number of photodiodes that are connected in series with each other den, the output voltage can be easily adjusted.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Sender genau einen Kantenemitter. Der Sender umfasst dabei insbesondere genau einen kantenemittierenden Halbleiterlaserchip. Aufgrund der hohen Effizienz von Kantenemittern, insbesondere von kantenemittierenden Halbleiterlaserchips, ist es möglich, dass der Sender genau einen Kantenemitter umfasst. Dadurch kann die Vorrichtung besonders kompakt ausgebildet werden.According to at least one embodiment, the transmitter includes precisely one edge emitter. In this case, the transmitter comprises in particular precisely one edge-emitting semiconductor laser chip. Due to the high efficiency of edge emitters, in particular of edge-emitting semiconductor laser chips, it is possible for the transmitter to include exactly one edge emitter. As a result, the device can be made particularly compact.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die optoelektronische Vorrichtung ein optisches Element, welches die elektromagnetische Strahlung in eine Vielzahl von Strahlen aufteilt und/oder bündelt.In accordance with at least one embodiment, the optoelectronic device comprises an optical element which splits and/or bundles the electromagnetic radiation into a multiplicity of beams.

Beispielsweise wird die optoelektronische Strahlung vom Sender, also zum Beispiel vom Kantenemitter, in einem einzigen Strahl emittiert. Das optische Element kann dann dazu eingerichtet sein, die optoelektronische Strahlung in eine Vielzahl von Strahlen aufzuteilen, wobei die Vielzahl von Strahlen der Anzahl von Fotodioden im Empfänger entsprechen kann. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass jede Fotodiode mit genau einem Strahl bestrahlt wird. Insbesondere kann auf diese Weise auch ermöglicht werden, dass empfängerseitig Bereiche zwischen den Fotodioden nicht mit der elektromagnetischen Strahlung bestrahlt werden. Dadurch ist die Vorrichtung besonders effizient.For example, the optoelectronic radiation is emitted in a single beam by the transmitter, for example by the edge emitter. The optical element can then be set up to split the optoelectronic radiation into a multiplicity of beams, it being possible for the multiplicity of beams to correspond to the number of photodiodes in the receiver. This ensures that each photodiode is irradiated with exactly one beam. In particular, it can also be made possible in this way for regions between the photodiodes on the receiver side not to be irradiated with the electromagnetic radiation. This makes the device particularly efficient.

Alternativ oder zusätzlich kann das optische Element dazu vorgesehen sein, die elektromagnetische Strahlung zu bündeln. Insbesondere wird die Strahlung derart gebündelt, dass einzelne Fotodioden des Empfängers bestrahlt werden und Bereiche zwischen den Fotodioden nicht bestrahlt werden. Weiter ist es möglich, dass die optoelektronische Vorrichtung zwei oder mehr solcher optische Elemente umfasst, die dazu eingerichtet sind, die elektromagnetische Strahlung in eine Vielzahl von Strahlen aufzuteilen und/oder zu bündeln.Alternatively or additionally, the optical element can be provided to focus the electromagnetic radiation. In particular, the radiation is bundled in such a way that individual photodiodes of the receiver are irradiated and areas between the photodiodes are not irradiated. It is also possible for the optoelectronic device to comprise two or more such optical elements which are set up to split and/or bundle the electromagnetic radiation into a large number of beams.

Das optische Element kann insbesondere auch einen zweiten Träger für den Empfänger bilden. Zum Beispiel sind die Fotodioden auf den zweiten Träger aufgebracht. Bei dem zweiten Träger kann es sich dann insbesondere auch um ein Aufwachssubstrat für die Fotodioden des Empfängers handeln.In particular, the optical element can also form a second carrier for the receiver. For example, the photodiodes are applied to the second carrier. The second carrier can then in particular also be a growth substrate for the photodiodes of the receiver.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist jeder Fotodiode ein optisches Element eineindeutig zugeordnet. Das heißt, für jede Fotodiode gibt es genau ein optisches Element, das dazu vorgesehen ist, die elektromagnetische Strahlung aufzuteilen und/oder zu bündeln.According to at least one embodiment of the optoelectronic device, each photodiode is uniquely assigned an optical element. This means that for each photodiode there is exactly one optical element that is intended to split and/or bundle the electromagnetic radiation.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung umfasst die optoelektronische Vorrichtung eine Optik, die die elektromagnetische Strahlung vom Sender zum Empfänger lenkt und/oder leitet. Beispielsweise kann die Optik dazu strahlungsbrechende und/oder strahlungsreflektierende Elemente umfassen, die dazu eingerichtet sind, zum Beispiel die Richtung der elektromagnetischen Strahlung zu ändern, um diese vom Sender zum Empfänger zu lenken und/oder zu leiten. Auf diese Weise ist es möglich, Sender und Empfänger in einer Orientierung zu montieren, die hinsichtlich beispielsweise einer Verschaltung und/oder einer Wärmeabfuhr optimiert ist.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic device, the optoelectronic device comprises optics that deflect and/or direct the electromagnetic radiation from the transmitter to the receiver. For example, the optics can include radiation-refracting and/or radiation-reflecting elements that are set up to change the direction of the electromagnetic radiation, for example, in order to direct and/or guide it from the transmitter to the receiver. In this way, it is possible to mount the transmitter and receiver in an orientation that is optimized with regard to interconnection and/or heat dissipation, for example.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung ist zwischen zwei benachbarten Fotodioden zumindest ein optisches Element angeordnet. Dieses optische Element kann dazu vorgesehen sein, elektromagnetische Strahlung auf die angrenzenden Fotodioden zu lenken und/oder zu leiten. Insbesondere kann mit einem solchen optischen Element sichergestellt sein, dass elektromagnetische Strahlung, die in einem Bereich zwischen zwei benachbarten Fotodioden auftrifft, noch zur Energieerzeugung genutzt werden kann, indem sie auf die Fotodioden umgelenkt wird. Darüber hinaus kann das optische Element oder ein Träger für das optische Element elektrisch isolierend ausgebildet sein. Auf diese Weise ist eine verbesserte galvanische Trennung der Fotodioden des Empfängers untereinander ermöglicht.According to at least one embodiment of the device, at least one optical element is arranged between two adjacent photodiodes. This optical element can be provided for directing and/or conducting electromagnetic radiation onto the adjacent photodiodes. In particular, with such an optical element it can be ensured that electromagnetic radiation that impinges in a region between two adjacent photodiodes can still be used to generate energy by being deflected onto the photodiodes. In addition, the optical element or a carrier for the optical element can be designed to be electrically insulating. In this way, improved galvanic isolation of the receiver's photodiodes from one another is made possible.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung umfasst die Vorrichtung einen Träger, der eine Deckfläche aufweist, wobei der Sender und der Empfänger an der Deckfläche angeordnet sind und eine Strahlungseintrittsseite des Empfängers von der Deckfläche weg gerichtet ist.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic device, the device comprises a carrier which has a cover surface, the transmitter and the receiver being arranged on the cover surface and a radiation entry side of the receiver being directed away from the cover surface.

Mit einer solchen Ausgestaltung der Vorrichtung ist es möglich, Sender und Empfänger besonders kompakt nebeneinander an der Deckfläche eines gemeinsamen Trägers anzuordnen. Auf diese Weise kann die Vorrichtung mit einem besonders kleinen Footprint ausgebildet werden, beispielsweise ist es dabei auch möglich, dass die Vorrichtung oberflächenmontierbar ausgebildet ist.With such a configuration of the device, it is possible to arrange the transmitter and receiver next to one another in a particularly compact manner on the top surface of a common carrier. In this way, the device can be designed with a particularly small footprint, for example it is also possible for the device to be designed to be surface mountable.

Bei dem Träger kann es sich insbesondere um einen Anschlussträger handeln, auf dem der Sender und der Empfänger mechanisch befestigt und über dem der Sender und der Empfänger elektrisch kontaktierbar sind. Dabei ist es möglich, dass auch eine Verschaltung der Fotodioden und gegebenenfalls der Kantenemitter untereinander über den Träger erfolgt. Der Träger kann Durchkontaktierungen aufweisen, die es möglichen, dass die Vorrichtung oberflächenmontierbar ausgeführt ist. Ferner ist es bei dieser Ausführungsform möglich, dass die Fläche, mit der der Empfänger mit dem Träger in Kontakt steht, besonders groß ausgebildet ist. Dadurch ist eine Wärmeabfuhr vom Empfänger zum Träger verbessert.The carrier can in particular be a connection carrier on which the transmitter and the receiver are mechanically fastened and via which the transmitter and the receiver can be electrically contacted. It is possible that an interconnection of the photodiodes and possibly the edge emitter with each other via the carrier is done. The carrier may have vias that allow the device to be surface mountable. Furthermore, it is possible in this embodiment that the surface with which the receiver is in contact with the carrier is designed to be particularly large. This improves heat dissipation from the receiver to the carrier.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist der Träger eine Deckfläche auf, wobei der Sender und der Empfänger an der Deckfläche angeordnet sind und eine Strahlungsseite des Empfängers einer Strahlungsaustrittsseite des Senders zugewandt ist. In dieser Ausführungsform können die Fotodioden des Empfängers also direkt vom Sender mit der elektromagnetischen Strahlung bestrahlt werden. Auf eine Optik, die dazu eingerichtet ist, die elektromagnetische Strahlung vom Sender zum Empfänger zu lenken und/oder zu leiten, kann daher verzichtet werden.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic device, the carrier has a cover surface, the transmitter and the receiver being arranged on the cover surface and a radiation side of the receiver facing a radiation exit side of the transmitter. In this embodiment, the photodiodes of the receiver can therefore be irradiated directly by the transmitter with the electromagnetic radiation. There is therefore no need for optics that are set up to direct and/or guide the electromagnetic radiation from the transmitter to the receiver.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung umfasst die Vorrichtung einen ersten Träger, auf dem der Sender angeordnet ist, und einen zweiten Träger, auf dem der Empfänger angeordnet ist, wobei der erste Träger und der zweite Träger einander gegenüberliegend angeordnet sind. In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic device, the device comprises a first carrier, on which the transmitter is arranged, and a second carrier, on which the receiver is arranged, the first carrier and the second carrier being arranged opposite one another.

Dadurch ist es beispielsweise auf einfache Weise möglich, Sender und Empfänger derart zueinander auszurichten, dass eine Strahlungseintrittsseite des Empfängers einer Strahlungsaustrittsseite des Senders zugewandt ist.This makes it possible, for example, to align the transmitter and receiver with one another in a simple manner in such a way that a radiation entry side of the receiver faces a radiation exit side of the transmitter.

Bei dem ersten Träger kann es sich insbesondere auch um ein Aufwachssubstrat für den Katenemitter des Senders handeln. Bei dem zweiten Träger kann es sich insbesondere auch um ein Aufwachssubstrat für die Fotodioden des Empfängers handeln.The first carrier can in particular also be a growth substrate for the edge emitter of the transmitter. The second carrier can in particular also be a growth substrate for the photodiodes of the receiver.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weitet sich die elektromagnetische Strahlung vom Kantenemitter in einen Strahlkegel auf, der in einer vertikalen Richtung einen größeren Öffnungswinkel aufweist als in einer horizontalen Richtung, wobei die vertikale Richtung quer oder senkrecht zur Deckfläche des Trägers verläuft. Das heißt, der Kantenemitter des Senders ist derart montiert, dass die fast axis der elektromagnetischen Strahlung senkrecht zur Deckfläche des Trägers verläuft. Auf diese Weise kann bei einer Ausrichtung des Empfängers, bei der die Strahlungseintrittsseite des Empfängers der Strahlungsaustrittsseite des Senders zugewandt ist, eine besonders große Fläche des Empfängers direkt ausgeleuchtet werden.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic device, the electromagnetic radiation expands from the edge emitter into a beam cone which has a larger opening angle in a vertical direction than in a horizontal direction, the vertical direction running transversely or perpendicularly to the top surface of the carrier. That is, the edge emitter of the transmitter is mounted in such a way that the fast axis of the electromagnetic radiation is perpendicular to the top surface of the carrier. In this way, when the receiver is aligned such that the radiation entry side of the receiver faces the radiation exit side of the transmitter, a particularly large area of the receiver can be illuminated directly.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist ein elektrisch isolierendes Füllmaterial zwischen den Fotodioden angeordnet. Das elektrisch isolierende Füllmaterial kann dabei Teil eines optischen Elements sein oder als Träger für ein optisches Element dienen, das zwischen den Fotodioden angeordnet ist, um elektromagnetische Strahlung auf diese zu lenken und/oder zu leiten. Insbesondere kann der Bereich oder können die Bereiche zwischen den Fotodioden des Empfängers mit dem elektrisch isolierenden Füllmaterial befüllt sein. Das Füllmaterial kann seitlich direkt an die Fotodioden grenzen. Mit dem Füllmaterial ist es insbesondere möglich, einen Hochspannungsdurchbruch zwischen den Fotodioden zu verhindern. Ferner kann das Füllmaterial als Feuchtigkeitsbarriere zwischen den Fotodioden und als Schutz für den Träger wirken.According to at least one embodiment of the optoelectronic device, an electrically insulating filling material is arranged between the photodiodes. In this case, the electrically insulating filling material can be part of an optical element or serve as a carrier for an optical element which is arranged between the photodiodes in order to deflect and/or direct electromagnetic radiation onto them. In particular, the area or areas between the photodiodes of the receiver can be filled with the electrically insulating filling material. The filling material can border directly on the side of the photodiodes. In particular, the filling material makes it possible to prevent a high-voltage breakdown between the photodiodes. Furthermore, the filler material can act as a moisture barrier between the photodiodes and as protection for the wearer.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist der Sender eine weitere Strahlungsaustrittsseite auf, die der Strahlungsaustrittsseite gegenüberliegt. Mit anderen Worten weist der Sender zwei gegenüberliegende Strahlungsaustrittsseiten auf, durch die jeweils die elektromagnetische Strahlung abgestrahlt wird. Beispielsweise umfasst der Sender dazu einen Kantenemitter, der die elektromagnetische Strahlung aus zwei gegenüberliegenden Seitenflächen oder Facetten abgibt. Ferner ist es möglich, dass der Sender zwei Kantenemitter umfasst, die derart montiert sind, dass die Strahlungsaustrittsseiten der einzelnen Kantenemitter abgewandt voneinander liegen.According to at least one embodiment of the optoelectronic device, the transmitter has a further radiation exit side, which is opposite the radiation exit side. In other words, the transmitter has two opposite radiation exit sides through which the electromagnetic radiation is emitted in each case. For example, the transmitter includes an edge emitter for this purpose, which emits the electromagnetic radiation from two opposite side surfaces or facets. Furthermore, it is possible for the transmitter to include two edge emitters which are mounted in such a way that the radiation exit sides of the individual edge emitters face away from one another.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist ein weiterer Empfänger mit einer weiteren Strahlungseintrittsseite dazu eingerichtet, elektromagnetische Strahlung, die an der weiteren Strahlungsaustrittsseite austritt, zu empfangen. Das heißt, der weiteren Strahlungsaustrittsseite ist ebenfalls ein Empfänger nachgeordnet, der die an der weiteren Strahlungsaustrittsseite austretende elektromagnetische Strahlung empfängt. Der weitere Empfänger kann dabei zum Beispiel baugleich mit dem Empfänger sein. Der weitere Empfänger kann also auch eine Vielzahl von Fotodioden umfassen. Dabei ist es möglich, dass die Fotodioden des Empfängers und des weiteren Empfängers miteinander in Reihe verschaltet sind und sich die Ausgangsspannungen der beiden Empfänger entsprechend addieren.In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic device, a further receiver with a further radiation entry side is set up to receive electromagnetic radiation which exits at the further radiation exit side. This means that the further radiation exit side is also followed by a receiver which receives the electromagnetic radiation exiting at the further radiation exit side. The additional receiver can, for example, be structurally identical to the receiver. The additional receiver can therefore also include a large number of photodiodes. It is possible that the photodiodes of the receiver and the further receiver are connected to one another in series and the output voltages of the two receivers add up accordingly.

Im Folgenden wird die hier beschriebene optoelektronische Vorrichtung anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert.The optoelectronic device described here is explained in more detail below using exemplary embodiments and the associated figures.

Anhand der schematischen Darstellungen der 1 bis 14 sind Ausführungsbeispiele von hier beschriebenen optoelektronischen Vorrichtungen näher erläutert.Based on the schematic representations of 1 until 14 are examples of optoelectronic devices described here explained in more detail.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.Elements that are the same, of the same type or have the same effect are provided with the same reference symbols in the figures. The figures and the relative sizes of the elements shown in the figures are not to be regarded as being to scale. Rather, individual elements can be shown in an exaggerated size for better representation and/or for better comprehensibility.

Anhand der schematischen Schnittdarstellung der 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen optoelektronischen Vorrichtung näher erläutert.Based on the schematic sectional view of 1 a first exemplary embodiment of an optoelectronic device described here is explained in more detail.

Die optoelektronische Vorrichtung umfasst einen Sender 1, der im Betrieb elektromagnetische Strahlung 2 emittiert. Der Sender 1 umfasst dazu einen Kantenemitter 10, bei dem es sich vorliegend um einen kantenemittierenden Halbleiterlaser handelt. Der Kantenemitter 10 strahlt die elektromagnetische Strahlung 2 durch eine Facette an seiner Strahlungsaustrittsseite 11 ab. Der Sender 1 und damit der Kantenemitter 10 ist dabei auf einem ersten Träger 8 befestigt. Der Sender 1 wird mit der Eingangsspannung UI betrieben.The optoelectronic device comprises a transmitter 1 which emits electromagnetic radiation 2 during operation. For this purpose, the transmitter 1 comprises an edge emitter 10, which in the present case is an edge-emitting semiconductor laser. The edge emitter 10 emits the electromagnetic radiation 2 through a facet on its radiation exit side 11 . The transmitter 1 and thus the edge emitter 10 is attached to a first carrier 8 . The transmitter 1 is operated with the input voltage UI.

Dem Sender 1 gegenüberliegend umfasst die optoelektronische Vorrichtung einen Empfänger 3, der die elektromagnetische Strahlung empfängt und dabei eine Ausgangsspannung UO liefert. Der Empfänger umfasst eine Vielzahl von Fotodioden 30, welche die elektromagnetische Strahlung an der Strahlungseintrittsseite 31 des Empfängers 3 aufnehmen. Der Empfänger 3 und damit die Fotodioden 30 sind an einem zweiten Träger 9 befestigt.Opposite the transmitter 1, the optoelectronic device comprises a receiver 3, which receives the electromagnetic radiation and supplies an output voltage UO in the process. The receiver comprises a multiplicity of photodiodes 30 which receive the electromagnetic radiation on the radiation entry side 31 of the receiver 3 . The receiver 3 and thus the photodiodes 30 are attached to a second carrier 9 .

Die optoelektronische Vorrichtung umfasst weiter einen Träger 7, der eine Deckfläche 71 aufweist. Der Sender 1 und der Empfänger 3 sind an der Deckfläche 71 des Trägers 7 angeordnet. Sender 1 und Empfänger 3 sind derart auf dem Träger 7 aufgebracht, dass die Strahlungseintrittsseite 31 des Empfängers 3 der Strahlungsaustrittsseite 11 des Senders 1 zugewandt ist. Der Träger 7 kann beispielsweise elektrisch isolierend ausgebildet sein und ist dazu zum Beispiel mit einem keramischen Material gebildet.The optoelectronic device further comprises a carrier 7 which has a cover surface 71 . The transmitter 1 and the receiver 3 are arranged on the top surface 71 of the carrier 7 . The transmitter 1 and receiver 3 are mounted on the carrier 7 in such a way that the radiation entry side 31 of the receiver 3 faces the radiation exit side 11 of the transmitter 1 . The carrier 7 can be designed to be electrically insulating, for example, and is formed with a ceramic material for this purpose, for example.

Die elektromagnetische Strahlung des Senders 1, also beispielsweise des Kantenemitters 10, weitet sich in einem Strahlkegel auf, der in einer vertikalen Richtung V einen größeren Öffnungswinkel aufweist als in einer horizontalen Richtung H. Die vertikale Richtung V verläuft dabei senkrecht zur Deckfläche 71 des Trägers 7. Der Öffnungswinkel des Strahlkegels beträgt beispielsweise zwischen wenigstens 25 und höchstens 50 Grad in der Richtung V. In der horizontalen Richtung H beträgt der Öffnungswinkel beispielsweise wenigstens 5 und höchstens 20 Grad.The electromagnetic radiation from the transmitter 1, for example from the edge emitter 10, expands in a beam cone which has a larger opening angle in a vertical direction V than in a horizontal direction H. The vertical direction V runs perpendicular to the top surface 71 of the carrier 7 The opening angle of the beam cone is, for example, between at least 25 and at most 50 degrees in direction V. In the horizontal direction H, the opening angle is at least 5 and at most 20 degrees, for example.

Der erste Träger 8 für den Sender 1 ist so hoch ausgebildet, dass sämtliche Fotodioden 30 des Empfängers 3 ausgeleuchtet werden.The first carrier 8 for the transmitter 1 is designed so high that all the photodiodes 30 of the receiver 3 are illuminated.

Der Kantenemitter 10 des Senders 1 und die Fotodioden 30 des Empfängers 3 können beispielsweise im gleichen Materialsystem gebildet sein. Beispielsweise sind sie jeweils in einem der folgenden Materialsysteme gebildet: (In)GaAs, (In)GaN, InGaAlP.The edge emitter 10 of the transmitter 1 and the photodiodes 30 of the receiver 3 can be formed in the same material system, for example. For example, they are each formed in one of the following material systems: (In)GaAs, (In)GaN, InGaAlP.

Es ist aber auch möglich, dass auf der Seite des Empfängers 3 für die Fotodioden andere Materialien wie etwa Silizium zum Einsatz kommen. Fotodioden in diesem Materialsystem können besonders kostengünstig sein, die Effizienz des Systems ist jedoch für gleiche Materialsysteme auf der Seite des Senders 1 und der Seite des Empfängers 3 größer.However, it is also possible for other materials, such as silicon, to be used on the receiver 3 side for the photodiodes. Photodiodes in this material system can be particularly inexpensive, but the efficiency of the system is greater for the same material systems on the transmitter 1 side and the receiver 3 side.

Sind die Kantenemitter 10 des Senders 1 sowie die Fotodioden 30 des Empfängers 3 im Materialsystem GaAs gebildet, so ergibt sich eine Effizienz der Vorrichtung von zirka 13 %, wenn man einen Füllfaktur des Empfängers 3 mit Fotodioden 30 von 25 % annimmt. Das heißt, 13 % der elektrischen Energie, die senderseitig eingespeist wird, kann empfängerseitig wieder entnommen werden. Berücksichtigt man hierbei noch den Bandgap-to-Voc-Offset, also die Thermalisierung der Ladungsträger, so ergibt sich ein Wirkungsgrad von 1eV/1,4eV=71 % und eine entsprechend reduzierte Effizienz der Vorrichtung von 9,3 %. Beispielsweise umfasst der Empfänger 3 dabei Fotodioden 30 mit einer Kantenlänge von 10 µm und einem Abstand von 20 µm, an denen jeweils eine Spannung von 1 V abfällt. Bei 18 × 30 Fotodioden 30 ergibt das eine Größe des Empfängers 3 von zirka 0,36 mm × 1,08 mm. Der Sender 1 weist zum Beispiel eine Länge von 1 mm auf und der Abstand zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 3 ist 2,01 mm. Damit ergibt sich eine Mindestgröße der Vorrichtung von 3,4 × 1,1 × 0,4 mm2= 1,5 mm3 .If the edge emitters 10 of the transmitter 1 and the photodiodes 30 of the receiver 3 are formed in the GaAs material system, the efficiency of the device is approximately 13%, assuming a filling factor of the receiver 3 with photodiodes 30 of 25%. This means that 13% of the electrical energy that is fed in at the transmitter end can be drawn off again at the receiver end. If one also takes into account the bandgap-to-Voc offset, ie the thermalization of the charge carriers, the result is an efficiency of 1eV/1.4eV=71% and a correspondingly reduced efficiency of the device of 9.3%. For example, the receiver 3 includes photodiodes 30 with an edge length of 10 μm and a spacing of 20 μm, at each of which a voltage of 1 V drops. With 18×30 photodiodes 30, this results in a size of the receiver 3 of approximately 0.36 mm×1.08 mm. For example, the transmitter 1 has a length of 1 mm and the distance between the transmitter 1 and the receiver 3 is 2.01 mm. This results in a minimum size of the device of 3.4×1.1×0.4 mm 2 =1.5 mm 3 .

Sind die Kantenemitter 10 des Senders 1 sowie die Fotodioden 30 des Empfängers 3 im Materialsystem InGaAlP gebildet, so ergibt sich eine Effizienz der Vorrichtung von zirka 9 %, wenn man einen Füllfaktor des Empfängers 3 mit Fotodioden 30 von 34 % annimmt. Das heißt, 9 % der elektrischen Energie, die senderseitig eingespeist wird, kann empfängerseitig wieder entnommen werden. Berücksichtigt man hierbei noch den Bandgap-to-Voc-Offset, also die Thermalisierung der Ladungsträger, so ergibt sich ein Wirkungsgrad von 1,5eV/2,0eV=75 % und eine entsprechend reduzierte Effizienz der Vorrichtung von 6,75 %. Beispielsweise umfasst der Empfänger 3 dabei Fotodioden 30 mit einer Kantenlänge von 14 µm und einem Abstand von 20 µm, an denen jeweils eine Spannung von 1,5 V abfällt. Bei 14 × 45 Fotodioden 30 ergibt das eine Größe des Empfängers 3 von zirka 0,30 mm × 0,9 mm. Der Sender 1 weist zum Beispiel eine Länge von 1 mm auf und der Abstand zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 3 ist 1,7 mm. Damit ergibt sich eine Mindestgröße der Vorrichtung von 3,0 × 0,9 × 0,3 mm2 = 0,8 mm3.If the edge emitters 10 of the transmitter 1 and the photodiodes 30 of the receiver 3 are formed in the InGaAlP material system, the efficiency of the device is approximately 9%, assuming a fill factor of the receiver 3 with photodiodes 30 of 34%. This means that 9% of the electrical energy that is fed in at the transmitter end can be drawn off again at the receiver end. If one also takes into account the bandgap-to-Voc offset, i.e. the thermalization of the charge carriers, the result is an efficiency of 1.5eV/2.0eV=75% and a correspondingly reduced efficiency of the device of 6.75%. For example, the receiver 3 includes photodiodes 30 with an edge length of 14 μm and a spacing of 20 μm, at each of which a voltage of 1.5 V drops. With 14×45 photodiodes 30, this results in a size of the receiver 3 of approximately 0.30 mm×0.9 mm. For example, the transmitter 1 has a length of 1 mm and the distance between the transmitter 1 and the receiver 3 is 1.7 mm. This results in a minimum size of the device of 3.0×0.9×0.3 mm 2 =0.8 mm 3 .

Sind die Kantenemitter 10 des Senders 1 sowie die Fotodioden 30 des Empfängers 3 im Materialsystem InGaN gebildet, so ergibt sich eine Effizienz der Vorrichtung von zirka 2 %, wenn man einen Füllfaktor des Empfängers 3 mit Fotodioden 30 von 41 % annimmt. Das heißt, 2 % der elektrischen Energie, die senderseitig eingespeist wird, kann empfängerseitig wieder entnommen werden. Berücksichtigt man hierbei noch den Bandgap-to-Voc-Offset, also die Thermalisierung der Ladungsträger, so ergibt sich ein Wirkungsgrad von 2,5eV/3,0eV=83 % und eine entsprechend reduzierte Effizienz der Vorrichtung von 1,66 %. Beispielsweise umfasst der Empfänger 3 dabei Fotodioden 30 mit einer Kantenlänge von 20 µm und einem Abstand von 20 µm, an denen jeweils eine Spannung von 2,5 V abfällt. Bei 12 × 36 Fotodioden 30 ergibt das eine Größe des Empfängers 3 von zirka 0,24 mm × 0,69 mm. Der Sender 1 weist zum Beispiel eine Länge von 1 mm auf und der Abstand zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 3 ist 1,3 mm. Damit ergibt sich eine Mindestgröße der Vorrichtung von 2,6 × 0,7 × 0,3 mm2= 0,6 mm3.If the edge emitters 10 of the transmitter 1 and the photodiodes 30 of the receiver 3 are formed in the InGaN material system, the device has an efficiency of approximately 2%, assuming a fill factor of the receiver 3 with photodiodes 30 of 41%. This means that 2% of the electrical energy that is fed in at the transmitter end can be drawn off again at the receiver end. If one also takes into account the bandgap-to-Voc offset, ie the thermalization of the charge carriers, the result is an efficiency of 2.5eV/3.0eV=83% and a correspondingly reduced efficiency of the device of 1.66%. For example, the receiver 3 includes photodiodes 30 with an edge length of 20 μm and a spacing of 20 μm, at each of which a voltage of 2.5 V drops. With 12×36 photodiodes 30, this results in a size of the receiver 3 of approximately 0.24 mm×0.69 mm. For example, the transmitter 1 has a length of 1 mm and the distance between the transmitter 1 and the receiver 3 is 1.3 mm. This results in a minimum size of the device of 2.6×0.7×0.3 mm 2 =0.6 mm 3 .

Sind die Kantenemitter 10 des Senders 1 im Materialsystem GaAs gebildet und die Fotodioden 30 des Empfängers 3 im Materialsystem Si gebildet, so ergibt sich eine Effizienz der Vorrichtung von zirka 5,5 %, wenn man einen Füllfaktor des Empfängers 3 mit Fotodioden 30 von 25 % annimmt. Das heißt, 5,5 % der elektrischen Energie, die senderseitig eingespeist wird, kann empfängerseitig wieder entnommen werden.If the edge emitters 10 of the transmitter 1 are formed in the GaAs material system and the photodiodes 30 of the receiver 3 are formed in the Si material system, this results in an efficiency of the device of approximately 5.5% if a filling factor of the receiver 3 with photodiodes 30 is 25%. assumes This means that 5.5% of the electrical energy that is fed in at the transmitter end can be extracted again at the receiver end.

Dabei wird angenommen, dass der Si-basierte Empfänger 3 Fotodioden 30 mit einer Kantenlänge von 10 µm und einem Abstand von 20 µm, an denen jeweils eine Spannung von 0,6 V abfällt, umfasst. Bei 24 × 72 Fotodioden 30 ergibt das eine Größe des Empfängers 3 von zirka 0,48 mm × 1,44 mm. Der Sender 1 weist zum Beispiel eine Länge von 1 mm auf und der Abstand zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 3 ist 2,69 mm. Damit ergibt sich eine Mindestgröße der Vorrichtung von 4,1 × 1,5 × 0,5 mm2 =3,1 mm3. Nimmt man nun weiter an, dass der Sender 1 eine Effizienz von 60 % aufweist, die Fotodioden 30 einen Effizienz von 85 % aufweisen, die Thermalisierung 0,6eV/1,4eV=43 % beträgt und der Füllfaktor 25 % ist, so ergibt sich eine Effizienz der Vorrichtung von 5,5 %. It is assumed here that the Si-based receiver comprises 3 photodiodes 30 with an edge length of 10 μm and a spacing of 20 μm, at each of which a voltage of 0.6 V drops. With 24×72 photodiodes 30, this results in a size of the receiver 3 of approximately 0.48 mm×1.44 mm. For example, the transmitter 1 has a length of 1 mm and the distance between the transmitter 1 and the receiver 3 is 2.69 mm. This results in a minimum size of the device of 4.1×1.5×0.5 mm 2 =3.1 mm 3 . If one now further assumes that the transmitter 1 has an efficiency of 60%, the photodiodes 30 have an efficiency of 85%, the thermalization is 0.6eV/1.4eV=43% and the fill factor is 25%, this results a device efficiency of 5.5%.

Insgesamt zeichnet sich die beschriebene Vorrichtung durch eine kleine und kompakte Größe aus. Ferner ergibt sich als vorteilhaft, dass Sender 1 und Empfänger 3 auf demselben Träger 7 montiert werden können. Durch den Einsatz von Kantenemittern 10 in Sender 1 ergibt sich eine hohe Effizienz. Das Bauteil kann besonders dünn ausgebildet sein, wobei Bauteilhöhen von höchstens 0,4 mm möglich sind. Hinsichtlich der Effizienz der Vorrichtung ist die Verwendung von GaAs-basierten Kantenemittern und Fotodioden am vorteilhaftesten. Im Hinblick auf die Größe des Bauteils ist die Verwendung von Kantenemittern 10 und Fotodioden 30 am vorteilhaftesten, die auf InGaAlP basieren, ohne dass dabei die Effizienz der Vorrichtung zu stark absinkt.Overall, the device described is characterized by a small and compact size. It is also advantageous that transmitter 1 and receiver 3 can be mounted on the same carrier 7 . The use of edge emitters 10 in transmitter 1 results in high efficiency. The component can be made particularly thin, with component heights of at most 0.4 mm being possible. In terms of device efficiency, the use of GaAs-based edge emitters and photodiodes is most advantageous. In view of the size of the device, the use of edge emitters 10 and photodiodes 30 based on InGaAlP is most advantageous without dropping the efficiency of the device too much.

Der Träger 7 sollte dabei elektrisch isolierend ausgebildet sein. Dies kann zum Beispiel durch eine elektrisch isolierende Schicht unterhalb von Sender 1 und Empfänger 3 erreicht sein. Zum Beispiel eignet sich hierfür eine Schicht aus AlGaAs mit einem Aluminiumanteil von 98 % oder SiN. Die Dicke der Schicht sollte 2,5 µm pro 1000 V Potentialdifferenz betragen. Zur galvanischen Trennung zwischen Sender 1 und Empfänger 3 ist bei einer Potentialdifferenz von 1000 V ferner ein Abstand von zirka 330 µm notwendig, falls zwischen den beiden Komponenten Luft angeordnet ist.The carrier 7 should be designed to be electrically insulating. This can be achieved, for example, by an electrically insulating layer below transmitter 1 and receiver 3. For example, a layer of AlGaAs with an aluminum content of 98% or SiN is suitable for this. The thickness of the layer should be 2.5 µm per 1000 V potential difference. For galvanic isolation between the transmitter 1 and the receiver 3, a distance of approximately 330 μm is also required for a potential difference of 1000 V if there is air between the two components.

In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der 2 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen optoelektronischen Vorrichtung näher erläutert. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 1 ist im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung 2 ein optisches Element 41 angeordnet, welches die elektromagnetische Strahlung 2 in eine Vielzahl von Strahlen 21 aufteilt. Bei dem optischen Element handelt es sich beispielsweise um ein diffraktives optisches Element, das zum Beispiel aus einem photonischen Kristallarray bestehen kann.In connection with the schematic sectional view of the 2 a further exemplary embodiment of an optoelectronic device described here is explained in more detail. In contrast to the embodiment of 1 an optical element 41 is arranged in the beam path of the electromagnetic radiation 2 and splits the electromagnetic radiation 2 into a plurality of beams 21 . The optical element is, for example, a diffractive optical element, which can consist of a photonic crystal array, for example.

Das optische Element erzeugt Strahlen 21, wobei jeder Strahl 21 auf genau eine Fotodiode 30 des Empfängers 3 gerichtet sein kann. Auf diese Weise wird die vom Sender 1 emittierte elektromagnetische Strahlung 2 ausschließlich über die aktiven Bereiche des Empfängers 3, das heißt die Fotodioden 30 verteilt, während der Bereich zwischen den Fotodioden nicht beleuchtet wird. Dadurch erhöht sich die Geräteeffizienz, die beim Ausführungsbeispiel der 1 aufgrund des Füllfaktors der Fotodioden reduziert ist. Für die oben aufgeführten Beispiele ergeben sich die folgenden Änderungen in der Effizienz beziehungsweise Größe der Vorrichtung.The optical element generates beams 21, each beam 21 being able to be aimed at exactly one photodiode 30 of the receiver 3. In this way, the electromagnetic radiation 2 emitted by the transmitter 1 is distributed exclusively over the active areas of the receiver 3, ie the photodiodes 30, while the area between the photodiodes is not illuminated. This increases the device efficiency, which in the embodiment of 1 is reduced due to the fill factor of the photodiodes. For the examples given above, the changes in the efficiency or size of the device are as follows.

Sind die Kantenemitter 10 des Senders 1 sowie die Fotodioden 30 des Empfängers 3 im Materialsystem GaAs gebildet, so ergibt sich eine Effizienz der Vorrichtung von zirka 52 %If the edge emitters 10 of the transmitter 1 and the photodiodes 30 of the receiver 3 are formed in the GaAs material system, the efficiency of the device is approximately 52%.

Sind die Kantenemitter 10 des Senders 1 sowie die Fotodioden 30 des Empfängers 3 im Materialsystem InGaAlP gebildet, so ergibt sich eine Effizienz der Vorrichtung von zirka 26 %If the edge emitters 10 of the transmitter 1 and the photodiodes 30 of the receiver 3 are formed in the InGaAlP material system, the efficiency of the device is approximately 26%.

Sind die Kantenemitter 10 des Senders 1 sowie die Fotodioden 30 des Empfängers 3 im Materialsystem InGaN gebildet, so ergibt sich eine Effizienz der Vorrichtung von zirka 5 %If the edge emitters 10 of the transmitter 1 and the photodiodes 30 of the receiver 3 are formed in the InGaN material system, the efficiency of the device is approximately 5%.

Das optische Element 41 kann sich dabei in direktem Kontakt mit dem Kantenemitter 10 des Empfängers 1 befinden. Ferner ist es möglich, dass das optische Element 41 mechanisch auch am ersten Träger 8 befestigt ist, wodurch sich die mechanische Stabilität der Vorrichtung verbessert.In this case, the optical element 41 can be in direct contact with the edge emitter 10 of the receiver 1 . It is also possible for the optical element 41 to be mechanically attached to the first carrier 8 as well, which improves the mechanical stability of the device.

Mit Vorteil ergibt sich für diese Ausführungsform eine sehr hohe Effizienz der Vorrichtung sowie eine Reduzierung der Größe. Es ist jedoch ein erhöhter Justageaufwand mit der Befestigung des optischen Elements 41 am Sender 1 verbunden.This embodiment advantageously results in a very high efficiency of the device and a reduction in size. However, the adjustment effort associated with the attachment of the optical element 41 to the transmitter 1 is increased.

In Verbindung mit der 3 ist anhand einer schematischen Schnittdarstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen optoelektronischen Vorrichtung näher erläutert.In connection with the 3 a further exemplary embodiment of an optoelectronic device described here is explained in more detail on the basis of a schematic sectional illustration.

In diesem Ausführungsbeispiel umfasst der Sender 1 eine weitere Strahlungsaustrittsseite 12, die der Strahlungsaustrittsseite 11 gegenüberliegt. Ferner umfasst die optoelektronische Vorrichtung einen weiteren Empfänger 5 mit einer weiteren Strahlungseintrittsseite 51, welche die elektromagnetische Strahlung 2, die an der weiteren Strahlungsaustrittsseite 12 austritt, empfängt. Die weitere Strahlungseintrittsseite 51 ist der Strahlungseintrittsseite 31 des Empfängers gegenüberliegend angeordnet.In this exemplary embodiment, the transmitter 1 includes a further radiation exit side 12 which is opposite the radiation exit side 11 . Furthermore, the optoelectronic device comprises a further receiver 5 with a further radiation entry side 51 which receives the electromagnetic radiation 2 which exits at the further radiation exit side 12 . The further radiation entry side 51 is arranged opposite the radiation entry side 31 of the receiver.

Die weiteren Dioden 50 des weiteren Empfängers 5 sind auf dem weiteren zweiten Träger 52 angeordnet. Der Aufbau kann insbesondere, wie in der 3 dargestellt, achsensymmetrisch sein, wobei der Empfänger 3 und der weitere Empfänger 5 baugleich sein können.The further diodes 50 of the further receiver 5 are arranged on the further second carrier 52 . The structure can, in particular, as in the 3 shown, be axisymmetric, the receiver 3 and the other receiver 5 can be identical.

Zwischen dem Sender 1 und den Empfängern 3, 5 kann jeweils ein optisches Element 41, 42 angeordnet sein, das die Strahlung 2 in eine Vielzahl von Strahlen 21 aufteilt, sodass jede Fotodiode 30, 50 durch genau einen Strahl ausgeleuchtet wird. Mit der in der 3 dargestellten Anordnung kann beispielsweise die Zahl der Fotodioden verdoppelt werden, wodurch eine Verdoppelung der Ausgangsspannung UO möglich ist, für den Fall, dass sämtliche Fotodioden 30, 50 in Reihe miteinander verschaltet sind.An optical element 41, 42 can be arranged between the transmitter 1 and the receivers 3, 5, which splits the radiation 2 into a plurality of beams 21, so that each photodiode 30, 50 is illuminated by exactly one beam. With the in the 3 In the arrangement shown, for example, the number of photodiodes can be doubled, which means that the output voltage UO can be doubled if all the photodiodes 30, 50 are connected in series with one another.

Der Sender 1 kann beispielsweise einen Kantenemitter 10 umfassen, der an beiden Strahlungsaustrittsseiten 11, 12 jeweils einen niedrig-reflektierenden Spiegel aufweist. Für den Fall, dass die optischen Elemente 41, 42 im Ausführungsbeispiel der 3 nicht zum Einsatz kommen, erfolgt eine flächige Beleuchtung der Fotodioden 30, 50. In diesem Fall ist es zum Beispiel möglich, bei gleicher Ausgangsspannung UO größere Fotodioden 30 zu verwenden, wodurch sich der Füllfaktor der Empfänger 3, 5 verbessert. Je nachdem, ob die Zahl der Fotodioden 30, 50 bei flächiger Beleuchtung gleich der Zahl der Fotodioden 30, wie beispielsweise beim Ausführungsbeispiel der 1, bleibt oder die Zahl der Fotodioden 30, 50 verdoppelt wird und optische Elemente 41, 42 zur Strahlteilung zum Einsatz kommen, ergeben sich entsprechend unterschiedliche Größen der Vorrichtung.The transmitter 1 can, for example, comprise an edge emitter 10, which has a low-reflecting mirror on each of the two radiation exit sides 11, 12. In the event that the optical elements 41, 42 in the embodiment of 3 are not used, the photodiodes 30, 50 are illuminated over a wide area. In this case, it is possible, for example, to use larger photodiodes 30 with the same output voltage UO, which improves the fill factor of the receivers 3, 5. Depending on whether the number of photodiodes 30, 50 with planar illumination equal to the number of photodiodes 30, such as in the embodiment of 1 , remains or the number of photodiodes 30, 50 is doubled and optical elements 41, 42 are used for beam splitting, correspondingly different sizes of the device result.

In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen optoelektronischen Vorrichtung näher erläutert. Im Ausführungsbeispiel der 4 sind optische Elemente 41 im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung 2 angeordnet, welche dazu eingerichtet sind, die elektromagnetische Strahlung 2 auf die Fotodioden 30 des Empfängers 2 zu fokussieren. Bei den optischen Elementen 41 handelt es sich dazu beispielsweise um Mikrolinsen eines Mikrolinsenarrays.In connection with the schematic sectional view of the 4 a further exemplary embodiment of an optoelectronic device described here is explained in more detail. In the embodiment of 4 Optical elements 41 are arranged in the beam path of the electromagnetic radiation 2 and are set up to focus the electromagnetic radiation 2 onto the photodiodes 30 of the receiver 2 . For this purpose, the optical elements 41 are, for example, microlenses of a microlens array.

Dazu sind zum Beispiel diskrete Mikrolinsen auf jede Fotodiode 30 aufgebracht. Ferner ist es möglich, dass in einem Waferprozess zum Beispiel Spin-On-Glas auf die Fotodioden 30 aufgebracht und nachfolgend strukturiert wird. Ferner kann in einem Waferprozess zunächst ein Aufschleudern von Glas zur Abflachung und Isolierung der Fotodioden erfolgen. Anschließend können diskrete Mikrolinsen aus dem gleichen Material aufgebracht werden. Dadurch ergeben sich besonders geringe Reflexionsverluste. Insgesamt ist es dadurch möglich, dass jeder Fotodiode 30 ein optisches Element 41 eineindeutig zugeordnet ist.For this purpose, discrete microlenses are applied to each photodiode 30, for example. It is also possible that spin-on glass, for example, is applied to the photodiodes 30 in a wafer process and subsequently structured. Furthermore, in a wafer process, glass can first be spun on to flatten and insulate the photodiodes. Subsequently, discrete microlenses made of the same material can be applied. This results in particularly low reflection losses. Overall, this makes it possible for each photodiode 30 to be uniquely assigned an optical element 41 .

Vorteilhaft ergibt sich bei dieser Ausführungsform, dass im Vergleich zur flächigen Beleuchtung, wie sie zum Beispiel in Verbindung mit der 1 beschrieben ist, das gesamte Licht auf die Fotodioden 30 des Empfängers 3 fokussiert werden kann und sich dadurch ein Füllfaktor von annähernd 100 % ergibt. Im Vergleich zu optischen Elementen 41, 42, wie sie in Verbindung mit den 2 und 3 beschrieben sind, ergibt sich ein geringerer Justageaufwand. Beispielsweise Siliziumdioxid oder Spin-On-Glas, die zur Bildung der optischen Elemente 41 zum Einsatz kommen können, können als Isolatoren Verwendung finden, wodurch sich die Durchbruchsstabilität an der Empfängerseite 3 verbessert. Nachteilig ergibt sich, dass sich die Herstellung der optischen Elemente 41 beispielsweise in einem Waferprozess auf den Fotodioden 30 als technisch schwierig erweisen kann.In this embodiment, it is advantageous that, compared to the planar illumination, as is the case, for example, in connection with the 1 is described, the entire light can be focused on the photodiodes 30 of the receiver 3 and this results in a fill factor of approximately 100%. Compared to optical elements 41, 42, as in connection with the 2 and 3 are described, there is less adjustment effort. For example, silicon dioxide or spin-on glass used to form the optical elements ments 41 can be used as insulators, which improves the breakdown stability on the receiver side 3. The disadvantage is that the production of the optical elements 41 can prove to be technically difficult, for example in a wafer process on the photodiodes 30 .

In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen optoelektronischen Vorrichtung näher erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel sind zwischen benachbarten Fotodioden 30, die jeweils zum Beispiel eine detektierende Schicht 33 aufweisen, die zwischen weiteren Hableiterschichten angeordnet sein kann, optische Elemente 41 angeordnet. Die optischen Elemente 41 sind reflektierend ausgebildet und lenken elektromagnetische Strahlung 2 auf die Fotodioden 30 um. Die optischen Elemente 41 können dabei beispielsweise als reflektierende Schichten ausgebildet sein, die mit einem Metall, wie Gold oder Silber, gebildet sind. Die reflektierenden Schichten sind auf ein elektrisch isolierendes Füllmaterial 6 aufgebracht, welches in den Bereichen zwischen den Fotodioden 30 eingebracht ist und sich mit den Fotodioden 30 in direktem Kontakt befinden kann. Auf diese Weise kann elektromagnetische Strahlung, die auf Bereiche zwischen den Fotodioden 30 treffen würde, auf diese umgelenkt werden.In connection with the schematic sectional view of the 5 a further exemplary embodiment of an optoelectronic device described here is explained in more detail. In this exemplary embodiment, optical elements 41 are arranged between adjacent photodiodes 30, each of which has a detecting layer 33, for example, which can be arranged between further semiconductor layers. The optical elements 41 are designed to be reflective and deflect electromagnetic radiation 2 onto the photodiodes 30 . In this case, the optical elements 41 can be formed, for example, as reflective layers which are formed with a metal such as gold or silver. The reflective layers are applied to an electrically insulating filling material 6 which is placed in the areas between the photodiodes 30 and can be in direct contact with the photodiodes 30 . In this way, electromagnetic radiation that would impinge on areas between the photodiodes 30 can be deflected onto them.

Die optischen Elemente 41 können dabei auf Waferebene aufgebracht werden. Zum Beispiel können dazu elektrisch isolierende Strukturen zwischen die Fotodioden eingebracht und geformt oder aufgeschleudert werden, auf die nachfolgend die optischen Elemente 41 als Metallbeschichtung aufgebracht werden.In this case, the optical elements 41 can be applied at the wafer level. For example, electrically insulating structures can be introduced between the photodiodes and shaped or spun on, onto which the optical elements 41 are then applied as a metal coating.

Ferner ist es möglich, einen vorstrukturierten Rahmen auf das Feld von Fotodioden 30 aufzubringen und zu befestigen. Der Rahmen kann beispielsweise ein Kunststoffmaterial wie Polydimethylsiloxan umfassen, das mit einem Metall bedruckt ist.It is also possible to apply and attach a pre-structured frame to the array of photodiodes 30 . For example, the frame may comprise a plastic material such as polydimethylsiloxane printed with a metal.

Ferner ist es möglich, zum Beispiel ein Kunststoffmaterial als Füllmaterial 6 durch eine Schablone in die Bereiche zwischen die Fotodioden 30 aufzubringen und nachfolgend die optischen Elemente 41 ebenfalls mit Hilfe der Schablone auf das Füllmaterial 6 aufzubringen. Bei dem Kunststoffmaterial kann es sich dann beispielsweise um ein Silikon handeln.It is also possible, for example, to apply a plastic material as filling material 6 through a stencil in the areas between the photodiodes 30 and then to apply the optical elements 41 to the filling material 6, likewise using the stencil. The plastic material can then be a silicone, for example.

Das Füllmaterial 6 zwischen den Fotodioden 30 kann diese elektrisch voneinander isolieren. Ferner stellt es einen mechanischen und chemischen Schutz der Fotodioden 30, beispielsweise vor Feuchtigkeit, dar. Auch Leiterbahnen und Kontaktstellen auf dem Träger 9 für den Empfänger 3 können dadurch mechanisch und chemisch geschützt werden.The filling material 6 between the photodiodes 30 can electrically insulate them from one another. It also provides mechanical and chemical protection for the photodiodes 30, for example against moisture. Conductor tracks and contact points on the carrier 9 for the receiver 3 can also be mechanically and chemically protected as a result.

Sind die Fotodioden 30 matrixartig in Zeilen und Spalten angeordnet und dabei zum Beispiel entlang der Spalten in Reihe verschaltet, so ist der Abstand zwischen zwei Spalten durch die Durchbruchspannung begrenzt. Falls der Bereich zwischen den Fotodioden 30 des Empfängers 3 mit Luft gefüllt ist, ergibt sich für Fotodioden im Materialsystem GaAs ein Minimalabstand von zirka 12 µm, für Fotodioden im Materialsystem InGaAlP ein Minimalabstand von zirka 15 µm und Fotodioden im Materialsystem InGaN ein Minimalabstand von zirka 20 µm. Ist der Bereich zwischen den Fotodioden 6 mit einem Füllmaterial 6 befüllt, das mit SiN gebildet ist oder aus diesem besteht, so ergibt sich für Fotodioden im Materialsystem GaAs ein Minimalabstand von zirka 90 nm, für Fotodioden im Materialsystem InGaAlP ein Minimalabstand von zirka 113 nm und Fotodioden im Materialsystem InGaN ein Minimalabstand von zirka 150 nm. Mit einem dielektrischen Füllmaterial 6 zwischen den Fotodioden 30 können diese also wesentlich näher aneinander angeordnet werden, wodurch sich der Füllfaktor verbessert.If the photodiodes 30 are arranged in a matrix-like manner in rows and columns and are connected in series along the columns, for example, then the distance between two columns is limited by the breakdown voltage. If the area between the photodiodes 30 of the receiver 3 is filled with air, there is a minimum distance of about 12 µm for photodiodes in the GaAs material system, a minimum distance of about 15 µm for photodiodes in the InGaAlP material system and a minimum distance of about 20 for photodiodes in the InGaN material system µm. If the area between the photodiodes 6 is filled with a filling material 6 that is formed with SiN or consists of this, there is a minimum spacing of approximately 90 nm for photodiodes in the GaAs material system, and a minimum spacing of approximately 113 nm for photodiodes in the InGaAlP material system Photodiodes in the InGaN material system have a minimum spacing of approximately 150 nm. With a dielectric filling material 6 between the photodiodes 30, they can therefore be arranged much closer together, which improves the filling factor.

In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen optoelektronischen Vorrichtung näher erläutert. Im Ausführungsbeispiel der 6 umfasst die Vorrichtung im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 1 einen Empfänger 3, bei dem die Strahlungseintrittsseite 31 von der Deckfläche 71 des Trägers 7 weg gerichtet ist. Auf diese Weise kann der Empfänger 3 besonders großflächig mit dem Träger 7 verbunden werden, wodurch sich eine besonders gute Wärmeabfuhr ergibt. Die Vorrichtung umfasst weiter eine Optik 4, welche die elektromagnetische Strahlung 2 vom Sender 1 zum Empfänger 3 umlenkt. Beispielsweise umfasst die Optik 4 dazu ein Prisma als optisches Element 41.In connection with the schematic sectional view of the 6 a further exemplary embodiment of an optoelectronic device described here is explained in more detail. In the embodiment of 6 includes the device in contrast to the embodiment of FIG 1 a receiver 3, in which the radiation entry side 31 is directed away from the top surface 71 of the carrier 7. In this way, the receiver 3 can be connected to the carrier 7 over a particularly large area, resulting in particularly good heat dissipation. The device also includes an optical system 4 which deflects the electromagnetic radiation 2 from the transmitter 1 to the receiver 3 . For example, the optics 4 include a prism as the optical element 41.

An der den Fotodioden 30 abgewandten Seite der Optik 4 kann ein optisches Element 42 optional angeordnet sein, bei dem es sich beispielsweise um einen insbesondere metallischen Spiegel handeln kann.On the side of the optics 4 facing away from the photodiodes 30, an optical element 42 can optionally be arranged, which can be, for example, a metal mirror in particular.

Das optische Element 41, also das Prisma der Optik 4, ist derart geformt, dass die elektromagnetische Strahlung 2 besonders gleichmäßig über alle Fotodioden 30 des Empfängers 3 verteilt wird. Dabei muss auch der Abstand d zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 3, die Höhe h des Empfängers 3, das heißt die Höhe der dem Träger 7 abgewandten Außenfläche der Fotodioden 30 über den Träger 7, sowie der Winkel α des optischen Elements 41, also des Prismas, entsprechend eingestellt sein, um eine gleichmäßige Ausleuchtung der Fotodioden 30 zu erreichen.The optical element 41, ie the prism of the optics 4, is shaped in such a way that the electromagnetic radiation 2 is distributed particularly evenly over all the photodiodes 30 of the receiver 3. The distance d between the transmitter 1 and the receiver 3, the height h of the receiver 3, i.e. the height of the outer surface of the photodiodes 30 facing away from the carrier 7 above the carrier 7, and the angle α of the optical element 41, i.e of the prism, be adjusted accordingly, to achieve uniform illumination of the photodiodes 30.

Beispielsweise umfasst der Empfänger 3 Fotodioden 30 mit einer Kantenlänge von 10 µm und einem Abstand von 20 µm, an denen jeweils eine Spannung von 1 V abfällt. Bei 32 × 32 Fotodioden ergibt das eine Größe des Empfängers von zirka 0,64 mm × 0,64 mm. Der Sender 1 weist zum Beispiel eine Länge von 1 mm auf und der Abstand zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 3 ist d = 1 mm. Die Höhe h ist 0,6 mm. Damit ergibt sich eine Mindestgröße der Vorrichtung von 2,7 × 0,7 × 0,6 mm2 .For example, the receiver includes 3 photodiodes 30 with an edge length of 10 μm and a spacing of 20 μm, at each of which a voltage of 1 V drops. With 32 × 32 photodiodes, this results in a size of the receiver of approximately 0.64 mm × 0.64 mm. The transmitter 1 has a length of 1 mm, for example, and the distance between the transmitter 1 and the receiver 3 is d=1 mm. The height h is 0.6 mm. This results in a minimum size of the device of 2.7×0.7×0.6 mm 2 .

Vorteilhaft ergibt sich für die Vorrichtung der 6, dass sämtliche Komponenten auf der gleichen Waferebene angeordnet sind und die Vorrichtung besonders kompakt ausgeführt werden kann, insbesondere für kleine Abstände d zwischen Sender 1 und Empfänger 3. Nachteilig kann sich ergeben, dass durch die Beleuchtung von Bereichen zwischen den Fotodioden 30 eine verringerte Effizienz auftritt.Advantageous results for the device 6 That all components are arranged on the same wafer plane and the device can be made particularly compact, especially for small distances d between the transmitter 1 and receiver 3. A disadvantage can arise that the illumination of areas between the photodiodes 30 reduces efficiency .

In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der hier beschriebenen Vorrichtung näher erläutert. In dieser Ausführungsform ist ein optisches Element 43, bei dem es sich beispielsweise um ein diffraktives optisches Element handelt, zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 3 eingebracht. Das optische Element 43 teilt die elektromagnetische Strahlung 2 in eine Vielzahl von Strahlen 21 auf, die von der Optik 4 derart umgeleitet werden, dass jede Fotodiode 30 mit genau einem Strahl ausgeleuchtet wird und die Bereiche zwischen den Fotodioden 30 frei von Ausleuchtung bleiben. Dadurch erhöht sich die Geräteeffizienz, da der Füllfaktor der Fotodioden 30 im Empfänger 3 keine Rolle mehr spielt. Nachteilig muss eine sehr genaue Justage zwischen der Optik 4, den Fotodioden 30 und optischem Element 43 erfolgen. Das optische Element 43 kann sich dabei in direktem Kontakt mit dem Kantenemitter 10 des Senders 1 befinden. Ferner kann zur verbesserten mechanischen Stabilität ein direkter Kontakt zwischen dem ersten Träger 8 und dem optischen Element 43 vorhanden sein.In connection with the schematic sectional view of the 7 a further exemplary embodiment of the device described here is explained in more detail. In this embodiment, an optical element 43 , which is a diffractive optical element, for example, is introduced between the transmitter 1 and the receiver 3 . The optical element 43 splits the electromagnetic radiation 2 into a multitude of beams 21, which are diverted by the optics 4 in such a way that each photodiode 30 is illuminated with exactly one beam and the areas between the photodiodes 30 remain free of illumination. This increases the device efficiency since the filling factor of the photodiodes 30 in the receiver 3 is no longer relevant. The disadvantage is that the optics 4, the photodiodes 30 and the optical element 43 have to be adjusted very precisely. In this case, the optical element 43 can be in direct contact with the edge emitter 10 of the transmitter 1 . Furthermore, there can be direct contact between the first carrier 8 and the optical element 43 for improved mechanical stability.

In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Vorrichtung näher erläutert. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 7 ist das optische Element 43 in dieser Ausführungsform als Strukturierung des optischen Elements 41 der Optik 4 ausgeführt. Das heißt, anstelle eines separaten optischen Elements 43 ist als optisches Element beispielsweise ein diffraktives optisches Element in das optische Element 41 integriert. Dies kann beispielsweise durch eine Nanostrukturierung, die zum Beispiel durch Lithographie oder Nanoprint erfolgen kann, realisiert werden. Auf diese Weise ist an der Lichteintrittsseite des optischen Elements 41 zum Beispiel ein photonisches Kristallarray ausgebildet.In connection with the schematic sectional view of the 8th a further exemplary embodiment of a device described here is explained in more detail. In contrast to the embodiment of 7 the optical element 43 in this embodiment is designed as a structuring of the optical element 41 of the optics 4 . This means that instead of a separate optical element 43, a diffractive optical element, for example, is integrated into the optical element 41 as the optical element. This can be realized, for example, by nanostructuring, which can be done, for example, by lithography or nanoprinting. In this way, a photonic crystal array, for example, is formed on the light entrance side of the optical element 41 .

Dadurch ergibt sich vorteilhaft ein reduzierter Justageaufwand, da lediglich das Prisma auf die Anordnung der Fotodioden 30 des Empfängers 3 ausgerichtet werden muss. Ferner können sich verringerte Kosten ergeben, da kein separates optisches Element 43 gefertigt werden muss. Nachteilig muss die Optik 4 von verschiedenen Seiten bearbeitet werden, insbesondere wenn ein optisches Element 42 an der den Fotodioden 30 abgewandten Seite der Optik 4 aufgebracht ist.This advantageously results in a reduced adjustment effort, since only the prism has to be aligned with the arrangement of the photodiodes 30 of the receiver 3 . Furthermore, reduced costs can result since a separate optical element 43 does not have to be manufactured. The disadvantage is that the optics 4 have to be processed from different sides, in particular if an optical element 42 is attached to the side of the optics 4 facing away from the photodiodes 30 .

In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Vorrichtung näher erläutert. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 8 ist das optische Element 43, das zur Aufteilung der Strahlung 2 in eine Vielzahl von Strahlen 21 vorgesehen ist, in die Oberfläche der reflektierenden Seite der Optik 4 integriert. Für den Fall, dass ein optisches Element 42 in Form eines Spiegels vorhanden ist, erleichtert dies die Herstellung der Optik 4, da sowohl das optische Element 43 als auch das optische Element 42 direkt übereinander liegen.In connection with the schematic sectional view of the 9 a further exemplary embodiment of a device described here is explained in more detail. In contrast to the embodiment of 8th the optical element 43, which is provided for dividing the radiation 2 into a plurality of beams 21, is integrated into the surface of the reflecting side of the optics 4. In the event that an optical element 42 is present in the form of a mirror, this simplifies the production of the optics 4 since both the optical element 43 and the optical element 42 lie directly one above the other.

In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Vorrichtung näher erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel ist kein optisches Element vorhanden, welches eine Aufteilung der elektromagnetischen Strahlung 2 in einer Vielzahl von Strahlen 21 bewirkt, sondern optische Elemente 43, die als Mikrolinsen ausgebildet sind, sind in die Optik 4 integriert oder auf die Optik 4 aufgebracht, zum Beispiel aufgeklebt. Die optischen Elemente 43 sind dabei dazu eingerichtet, die elektromagnetische Strahlung 2 auf die Fotodioden 30 zu bündeln.In connection with the schematic sectional view of the 10 a further exemplary embodiment of a device described here is explained in more detail. In this exemplary embodiment, there is no optical element which causes the electromagnetic radiation 2 to be divided into a plurality of beams 21, but rather optical elements 43, which are designed as microlenses, are integrated into the optics 4 or applied to the optics 4, for example glued. In this case, the optical elements 43 are set up to focus the electromagnetic radiation 2 onto the photodiodes 30 .

In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der 11 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem solche optischen Elemente 43, die als Mikrolinsen ausgebildet sind, an der Strahlungseintrittsseite der Optik 4 angebracht sind.In connection with the schematic sectional view of the 11 an exemplary embodiment is shown in which such optical elements 43, which are designed as microlenses, are attached to the radiation entry side of the optics 4.

In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der 12 ist ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem die Optik 4 durch den zweiten Träger 9 für die Fotodioden 30 gebildet ist. Insbesondere kann es sich hier bei dem zweiten Träger 9 auch um ein Aufwachssubstrat für die Fotodioden 30 handeln. Im Ausführungsbeispiel der 12 ist dazu ein optisches Element 43, bei dem es sich um ein diffraktives optisches Element handelt, das dazu eingerichtet ist, die elektromagnetische Strahlung 2 in eine Vielzahl von Strahlen 21 aufzuteilen, zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 3 angeordnet.In connection with the schematic sectional view of the 12 an exemplary embodiment is described in which the optics 4 are formed by the second carrier 9 for the photodiodes 30 . In particular, the second carrier 9 can also be a growth substrate for the photodiodes 30 here. In the embodiment of 12 is an optical element 43, which is a diffractive optical element that is set up to split the electromagnetic radiation 2 into a plurality of beams 21, arranged between the transmitter 1 and the receiver 3.

Die Fotodioden 30 sind bei diesem Ausführungsbeispiel dem Träger 7 zugewandt und beispielsweise auf diesen aufgeklebt. Zusätzlich können elektrisch isolierende Materialien zwischen den Fotodioden 30 und zwischen den Fotodioden 30 und dem Träger 7 angeordnet sein. Dazu kann beispielsweise ein hier beschriebenes Füllmaterial 6 zum Einsatz kommen. Beispielhafte Materialkombinationen zur Bildung des Kantenemitters 10 sowie des zweiten Trägers 9 sind zum Beispiel:

  • - Kantenemitter 10 basierend auf GaAs mit einem GaAs-Aufwachssubstrat, oder Saphir oder Glasträger als zweiten Träger 9 mit InGaAs-basierten Fotodioden 30,
  • - Kantenemitter 10 basierend auf InGaN mit einem GaN-Aufwachssubstrat oder einem Saphir-Aufwachssubstrat als zweiten Träger 9 mit InGaN-basierten Fotodioden 30,
  • - Kantenemitter 10 basierend auf InGaAlP mit einem zweiten Träger 3 aus Saphir oder Glas mit InGaAlP-basierten Fotodioden 30.
In this exemplary embodiment, the photodiodes 30 face the carrier 7 and are glued to it, for example. In addition, electrically insulating materials can be arranged between the photodiodes 30 and between the photodiodes 30 and the carrier 7 . For this purpose, for example, a filling material 6 described here can be used. Exemplary material combinations for forming the edge emitter 10 and the second carrier 9 are, for example:
  • - Edge emitter 10 based on GaAs with a GaAs growth substrate, or sapphire or glass substrate as the second substrate 9 with InGaAs-based photodiodes 30,
  • - Edge emitter 10 based on InGaN with a GaN growth substrate or a sapphire growth substrate as the second carrier 9 with InGaN-based photodiodes 30,
  • - Edge emitter 10 based on InGaAlP with a second carrier 3 made of sapphire or glass with InGaAlP-based photodiodes 30.

Bei einem elektrisch leitenden zweiten Träger 9, der beispielsweise aus GaAs besteht oder mit diesem gebildet ist, kann beispielsweise durch eine Oxidationsschicht aus AlGaAs mit einem hohen Aluminiumanteil von zum Beispiel 98 % oder mehr eine elektrische Isolierung zwischen den Fotodioden 30 realisiert sein. Die Oxidationsschicht kann epitaktisch unterhalb den Fotodioden 30 integriert sein. Mit Vorteil ergibt sich auf diese Weise ein monolithisch in den zweiten Träger 2 integriertes optisches Element 4 und damit eine geringere Komplexität im Vergleich mit diskreten Komponenten. Ferner ergibt sich aufgrund der geringeren Anzahl reflektierender Schnittstellen eine erhöhte Effizienz. Nachteilig kann sich eine Lichtstreuung des zweiten Trägers 2 aufgrund von Defekten ergeben. Auch die Verschaltung der Fotodioden 30 auf dem zweiten Träger 2 sowie eine Isolierung der Fotodioden 30 kann aufwendiger sein.With an electrically conductive second carrier 9, which consists of GaAs, for example, or is formed with it, electrical insulation between the photodiodes 30 can be realized, for example, by an oxidation layer made of AlGaAs with a high aluminum content of, for example, 98% or more. The oxidation layer can be epitaxially integrated below the photodiodes 30 . This advantageously results in an optical element 4 that is monolithically integrated into the second carrier 2 and thus in a lower complexity in comparison with discrete components. Furthermore, due to the smaller number of reflective interfaces, there is increased efficiency. A disadvantage can result in light scattering of the second carrier 2 due to defects. The interconnection of the photodiodes 30 on the second carrier 2 and the insulation of the photodiodes 30 can also be more complex.

In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der 13 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen optoelektronischen Vorrichtung näher erläutert. Analog zum Ausführungsbeispiel der 9 ist diesem Ausführungsbeispiel ein optisches Element 43, das dazu eingerichtet ist, die elektromagnetische Strahlung 2 in eine Vielzahl von Strahlen 21 aufzuteilen, in das optische Element 42, bei dem es sich um einen Spiegel handelt, integriert.In connection with the schematic sectional view of the 13 a further exemplary embodiment of an optoelectronic device described here is explained in more detail. Analogous to the embodiment of 9 In this exemplary embodiment, an optical element 43, which is set up to split the electromagnetic radiation 2 into a multiplicity of beams 21, is integrated into the optical element 42, which is a mirror.

In Verbindung mit der 14 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen optoelektronischen Vorrichtung näher erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel ist das optische Element 43, welches zur Aufteilung der elektromagnetischen Strahlung 2 in eine Vielzahl von Strahlen 21 vorgesehen ist, analog zum Ausführungsbeispiel der 8 in die Strahlungseintrittsseite der Optik 4, die durch den zweiten Träger 9 gebildet ist, integriert.In connection with the 14 a further exemplary embodiment of an optoelectronic device described here is explained in more detail. In this exemplary embodiment, the optical element 43, which is provided for dividing the electromagnetic radiation 2 into a plurality of beams 21, is analogous to the exemplary embodiment in FIG 8th integrated into the radiation entrance side of the optics 4, which is formed by the second carrier 9.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not limited to these by the description based on the exemplary embodiments. Rather, the invention encompasses every new feature and every combination of features, which in particular includes every combination of features in the patent claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly stated in the patent claims or exemplary embodiments.

BezugszeichenlisteReference List

11
SenderChannel
22
elektromagnetische Strahlungelectromagnetic radiation
33
EmpfängerRecipient
44
Optikoptics
55
weiterer Empfängeradditional recipient
66
Füllmaterialfilling material
77
Trägercarrier
88th
erster Trägerfirst carrier
99
zweiter Träger second carrier
1010
Kantenemitteredge emitter
1111
Strahlungsaustrittsseiteradiation exit side
1212
weitere Strahlungsaustrittsseite further radiation exit side
2121
Strahlen rays
3030
Fotodiodephotodiode
3131
Strahlungseintrittsseiteradiation entry side
3333
detektierende Schicht detecting layer
4141
optisches Elementoptical element
4242
optisches Elementoptical element
4343
optisches Element optical element
5050
weitere Fotodiodeanother photodiode
5151
weitere Strahlungseintrittsseitefurther radiation entry side
5252
weiterer zweiter Träger another second carrier
7171
Deckfläche top surface
UIUI
Eingangsspannunginput voltage
UOUO
Ausgangsspannungoutput voltage
VV
vertikale Richtungvertical direction
HH
horizontale Richtunghorizontal direction
αa
Prismawinkelprism angle
hH
HöheHeight
di.e
AbstandDistance

Claims (16)

Optoelektronische Vorrichtung mit - einem Sender (1), der dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung (2) zu emittieren und mit einer Eingangsspannung (UI) betrieben zu werden, - einem Empfänger (3), der dazu eingerichtet ist, die elektromagnetische Strahlung (2) zu empfangen und eine Ausgangsspannung (UO) zu liefern, wobei - der Sender (1) einen Kantenemitter (10) umfasst, und - der Empfänger (3) zumindest eine Fotodiode (30) umfasst.Optoelectronic device with - a transmitter (1) which is set up to emit electromagnetic radiation (2) and to be operated with an input voltage (UI), - A receiver (3) which is set up to receive the electromagnetic radiation (2) and to supply an output voltage (UO), wherein - the transmitter (1) comprises an edge emitter (10), and - The receiver (3) comprises at least one photodiode (30). Optoelektronische Vorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, bei der die Eingangsspannung (UI) kleiner als die Ausgangsspannung (UO) ist und der Empfänger (3) eine Vielzahl von Fotodioden (30) umfasst, die in Reihe miteinander verschaltet sind.Optoelectronic device according to the preceding claim, in which the input voltage (UI) is lower than the output voltage (UO) and the receiver (3) comprises a multiplicity of photodiodes (30) which are connected to one another in series. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der Sender (1) genau einen Kantenemitter (10) umfasst.Optoelectronic device according to one of the preceding claims, in which the transmitter (1) comprises exactly one edge emitter (10). Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der ein optisches Element (41, 42, 43) die elektromagnetische Strahlung (2) in eine Vielzahl von Strahlen (21) aufteilt und/oder bündelt.Optoelectronic device according to one of the preceding claims, in which an optical element (41, 42, 43) divides and/or bundles the electromagnetic radiation (2) into a large number of beams (21). Optoelektronische Vorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, bei der jeder Fotodiode (30) ein optisches Element (41, 42) eineindeutig zugeordnet ist.Optoelectronic device according to the preceding claim, in which each photodiode (30) is uniquely associated with an optical element (41, 42). Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der eine Optik (4) die elektromagnetische Strahlung (2) vom Sender (1) zum Empfänger (3) lenkt und/oder leitet.Optoelectronic device according to one of the preceding claims, in which an optical system (4) directs and/or guides the electromagnetic radiation (2) from the transmitter (1) to the receiver (3). Optoelektronische Vorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, bei der die Optik (4) einen zweiten Träger (9), auf dem der Empfänger (3) angeordnet ist bildet.Optoelectronic device according to the preceding claim, in which the optics (4) form a second support (9) on which the receiver (3) is arranged. Optoelektronische Vorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, bei der der zweite Träger (9) ein Aufwachssubstrat für die Fotodioden (30) des Empfängers (3) ist.Optoelectronic device according to the preceding claim, in which the second support (9) is a growth substrate for the photodiodes (30) of the receiver (3). Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der zwischen zwei benachbarten Fotodioden (30) zumindest ein optisches Element (41, 42) angeordnet ist.Optoelectronic device according to one of the preceding claims, in which at least one optical element (41, 42) is arranged between two adjacent photodiodes (30). Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche mit einem Träger (7), der eine Deckfläche (71) aufweist, wobei der Sender (1) und der Empfänger (3) an der Deckfläche (71) angeordnet sind und eine Strahlungseintrittsseite (31) des Empfängers von der Deckfläche (71) weggerichtet ist.Optoelectronic device according to one of the preceding claims with a carrier (7) which has a cover surface (71), the transmitter (1) and the receiver (3) being arranged on the cover surface (71) and a radiation entry side (31) of the receiver is directed away from the top surface (71). Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einem Träger (7), der eine Deckfläche (71) aufweist, wobei der Sender (1) und der Empfänger (3) an der Deckfläche (71) angeordnet sind und eine Strahlungseintrittsseite (31) des Empfängers (3) einer Strahlungsaustrittseite (11) des Senders (1) zugewandt ist.Optoelectronic device according to any one of Claims 1 until 9 with a carrier (7) which has a cover surface (71), the transmitter (1) and the receiver (3) being arranged on the cover surface (71) and a radiation entry side (31) of the receiver (3) being a radiation exit side (11 ) of the transmitter (1) is facing. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche mit einem ersten Träger (8), auf dem der Sender (1) angeordnet ist, und einem zweiten Träger (9), auf dem der Empfänger (3) angeordnet ist, wobei der erste Träger (8) und der zweite Träger (9) einander gegenüberliegend angeordnet sind.Optoelectronic device according to one of the preceding claims, having a first carrier (8) on which the transmitter (1) is arranged and a second carrier (9) on which the receiver (3) is arranged, the first carrier (8) and the second carrier (9) are arranged opposite to each other. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der sich die elektromagnetische Strahlung (2) vom Sender (1) in einem Strahlkegel aufweitet, der in einer vertikalen Richtung (V) einen größeren Öffnungswinkel aufweist als in einer horizontalen Richtung (H), wobei die vertikale Richtung (V) quer oder senkrecht zur Deckfläche (71) des Trägers (7) verläuft.Optoelectronic device according to any one of Claims 10 until 12 , in which the electromagnetic radiation (2) from the transmitter (1) expands in a beam cone which has a larger opening angle in a vertical direction (V) than in a horizontal direction (H), the vertical direction (V) being transverse or perpendicular to the top surface (71) of the carrier (7). Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche mit einem elektrisch isolierenden Füllmaterial (6) zwischen zwei benachbarten Fotodioden (30).Optoelectronic device according to one of the preceding claims, having an electrically insulating filling material (6) between two adjacent photodiodes (30). Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der der Sender (1) eine weitere Strahlungsaustrittsseite (12) aufweist, die der Strahlungsaustrittsseite (11) gegenüberliegt.Optoelectronic device according to one of the preceding claims, in which the transmitter (1) has a further radiation exit side (12) which is opposite the radiation exit side (11). Optoelektronische Vorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, bei der ein weiterer Empfänger (5) mit einer weiteren Strahlungseintrittsseite (51), dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung (2), die an der weiteren Strahlungsaustrittsseite (12) austritt, zu empfangen.Optoelectronic device according to the preceding claim, in which a further receiver (5) with a further radiation entry side (51) is set up to receive electromagnetic radiation (2) which exits on the further radiation exit side (12).
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