EP4111605A1 - Verfahren und fotodiodenvorrichtung zur kohärenten detektion eines optischen signals - Google Patents

Verfahren und fotodiodenvorrichtung zur kohärenten detektion eines optischen signals

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EP4111605A1
EP4111605A1 EP21712725.7A EP21712725A EP4111605A1 EP 4111605 A1 EP4111605 A1 EP 4111605A1 EP 21712725 A EP21712725 A EP 21712725A EP 4111605 A1 EP4111605 A1 EP 4111605A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
photodiode
reference signal
optical signal
signal
optical
Prior art date
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Pending
Application number
EP21712725.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Patrick Runge
Francsico Soares
Pascal RUSTIGE
Jan Krause
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP4111605A1 publication Critical patent/EP4111605A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/67—Optical arrangements in the receiver
    • H—ELECTRICITY
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    • H04B—TRANSMISSION
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    • H04B10/61—Coherent receivers
    • H04B10/616—Details of the electronic signal processing in coherent optical receivers

Definitions

  • the invention relates to a method for the coherent detection of an optical signal according to the preamble of claim 1 and a photodiode device for the coherent detection of an optical signal according to the preamble of claim 16.
  • waveguide-integrated photodiodes are usually used, with a homodyne or heterodyne mixing of the optical signal with a reference signal (the local oscillator signal) by means of a directional coupler or an MMI (multimode interference coupler).
  • a directional coupler or an MMI multimode interference coupler.
  • MMI multimode interference coupler
  • the radiation of the optical signal into the photodiode via a first side of the photodiode and the radiation of the reference signal into the photodiode via a second side of the photo diode takes place or vice versa, the reference signal via the first side of the photodiode and the optical signal via the second side in the photodiode are irradiated.
  • the optical signal (the optical wave, in particular in the form of the optical beam) and the reference signal (the local oscillator signal, which can also be in the form of an optical beam) are thus radiated into the photodiode via different sides.
  • the optical signal and the reference signal are each radiated into the photodiode through one side of the photodiode.
  • the optical signal through a substrate or a lower layer (in particular in the form of a semiconductor layer, e.g. a contact layer) of the photodiode and the reference signal through an upper layer (in particular in the form of a semiconductor layer; e.g. a contact layer) of the photodiode in the photodiode are irradiated.
  • the reference signal is radiated into the photodiode through a substrate or a lower layer of the photodiode and the optical signal through an upper layer.
  • the reference signal is a local oscillator signal.
  • the optical signal can have a data signal applied to it and / or have other characteristics (in particular an amplitude, frequency and / or phase curve) that are not present in the reference signal.
  • the method according to the invention also includes, in particular, a coherent (homodyne or heterodyne) detection of the optical signal using a signal caused by the interference of the optical signal generated with the reference signal and registered by the photodiode interferential signal; in particular using an electrical photodiode signal which the photodiode generates upon receipt of the interference signal.
  • the signals are radiated in without the use of a beam splitter.
  • the optical signal and the reference signal are radiated into the photo diode at least essentially collinearly.
  • the vertically illuminable photodiode is designed in such a way that the optical signal to be detected is radiated vertically, i. H. in particular perpendicular to a substrate of the photodiode.
  • the first side faces away from the second side of the photodiode in particular, the two sides, for example, running at least approximately parallel to one another. It is possible that the first side represents an underside of the photodiode and is formed, for example, by the substrate already mentioned or a semiconductor layer (for example a contact layer) of the photodiode arranged on a substrate.
  • the second side can form a top side of the photodiode, the top side likewise being able to be formed by one side of a semiconductor layer of the photodiode (example that is also in the form of a contact layer).
  • the optical signal and / or the reference signal are irradiated, for example, at an angle relative to the substrate or semiconductor layer.
  • the optical signal and / or the reference signal are injected at least approximately perpendicularly to the substrate or the semiconductor layer.
  • the optical signal and the reference signal are in particular radiated into the photodiode in such a way that they at least partially overlap in an absorber layer of the photodiode. It is possible that the thickness of the absorber layer is optimized with regard to the detection efficiency of the photodiode.
  • the photodiode is in particular a pin diode; for example in the form of an avalanche photodiode (known per se). It is conceivable that the optical signal and the reference signal are superimposed in particular in an absorber layer and / or multiplier layer of the avalanche photodiode.
  • the photodiode can in particular be used for homodyne detection in which the wavelengths of the optical signal and the reference signal are at least approximately the same. However, it is also conceivable that the photodiode is used for heterodyne detection, the wavelengths of the optical signal and the reference signal being different.
  • the optical signal and the reference signal are generated, for example (in particular in the case of homodyne detection) with the aid of the same optical light source (in particular in the form of a laser).
  • the reference signal and / or the optical signal can be radiated in via an adjustable deflection unit, the photodiode registering an interference signal generated by the interference of the optical signal with the reference signal, which is essentially composed of a portion of the optical signal that is collinear Reference signal is incident in the photodiode, depends.
  • the adjustable deflection unit it is particularly possible for the reference signal and / or the optical signal to be radiated into the photo diode at a predeterminable angle to one another. In particular, by changing the angle of incidence of the reference signal, the spatial direction of the reference signal can be set to the direction of the optical signal.
  • the adjustable deflection unit comprises, for example, a MEMS.
  • the reference signal is radiated in diffusely, in particular in order to be able to detect optical signals from different spatial directions.
  • the photodiode has, for example, an aperture that is at least 0.5 mm or at least 1 mm. Such a large aperture can result in a strong angular dependence of the interference signal generated by the interference of the optical signal with the reference signal and registered by the photodiode.
  • the reference signal for spatial scanning of the optical signal is radiated at different angles relative to the first or second side of the photodiode (e.g. with the help of the adjustable deflection device explained above), an electrical signal of the Photo diode is registered.
  • the detector signal with respect to the optical signal is greatest when the reference signal is collinear with the optical signal, so that information about the direction of the optical signal can be determined by changing the angle of incidence of the reference signal and / or the detection of the optical signal is carried out in a directionally selective manner (“beam steering”).
  • an interference signal ie a signal that depends on the interference of the optical signals, is registered for each of the angles.
  • the optical signal consists of a (for example diverging) beam which covers a certain solid angle range around a central angle of incidence.
  • the registered interference signal is primarily (in particular predominantly, at least approximately essentially) dependent on a portion of the optical signal that is collinear with the reference signal and is incident on the photodiode.
  • the aperture of the photodiode being selected in such a way that the intensity of the interference signal, normalized to the collinear incidence of the optical signal and the reference signal, of incident, undetectable optical signals Signals from solid angles outside a given solid angle resolution is not greater than 0.1 or greater than 0.05.
  • the "solid angle resolution” is a solid angle range from which optical signals are to be detected by means of the photodiode. The orientation of this solid angle range can be changed by changing the direction of the reference signal in order to scan a field of view (a larger solid angle segment).
  • the photodiode in particular its aperture
  • the photodiode is such that the normalized intensity of the interference signal outside a solid angle range (the “solid angle resolution”) of 0.1 °, 0.5 ° or 1 ° is less than 0.1 or 0.05 .
  • an array of photodiodes is provided, the optical signal being radiated into the photodiodes via the first or the second side and the reference signal being radiated via the other side of the photodiodes, each of the photodiodes being radiated by the interference of the optical signal with the Reference signal generated interference signal registered, which mainly depends on a portion of the optical signal that is collinear to the reference signal in the photodiode, depends.
  • the array is used to register an optical signal which comprises a beam of rays covering a solid angle range, the detector signal essentially depending on the component of the optical signal (of the beam of rays) that is collinear with the reference signal.
  • the at least one optical signal is radiated into the photodiodes in particular with the aid of at least one strahlfor emerging element, for example a (for example concave) lens or a lens array. It is conceivable that the at least one beam-shaping element is designed and arranged in such a way that at least some of the photodiodes receive optical signals from different solid angle ranges.
  • the invention also relates to a photodiode device for the coherent detection of at least one optical signal, in particular for carrying out the method according to the invention
  • a light irradiation device for irradiating an optical signal and a reference signal into the photodiode in such a way that the two signals at least partially interfere with one another, wherein
  • the light emitting device is designed so that the optical signal entering or impinging on the light emitting device is radiated into the photodiode via a first side of the photodiode and the reference signal entering or impinging on the light emitting device is radiated into the photodiode via a second side of the photodiode or vice versa Reference signal takes place on the first side and the radiation of the optical signal on the second side.
  • the light irradiation device comprises a first deflection device for deflecting the optical signal or the reference signal and a second deflection device for deflecting the reference signal.
  • the first and / or the second deflecting device comprises at least one reflective element (in particular a surface acting as a mirror).
  • the first and / or the second deflection device may have a lens or some other diffractive element.
  • the photodiode device comprises an adjustable deflection device, as already explained above.
  • the light irradiation device can comprise a waveguide for guiding the optical signal, wherein, for example, the first deflection device is formed by an end face of the waveguide.
  • the waveguide is an optically integrated waveguide; H. a waveguide which is formed by at least one semiconductor layer arranged on a substrate. It is conceivable that the light-deflecting end face of the optically integrated waveguide is formed by a (in particular angled) cutout in the semiconductor layer and / or the substrate.
  • the exemplary embodiments described above in connection with the method according to the invention can of course also be used to develop the photodiode device according to the invention.
  • the photodiode device comprises or can be coupled to an evaluation unit to which an electrical photodiode signal can be fed that depends on an interference signal generated by the interference of the optical signal with the reference signal and registered by the photodiode.
  • an evaluation unit to which an electrical photodiode signal can be fed that depends on an interference signal generated by the interference of the optical signal with the reference signal and registered by the photodiode.
  • a coherent (homodyne or heterodyne) detection of the optical signal takes place with the aid of the evaluation unit.
  • the invention also relates to an array with a plurality of photodiodes according to the invention.
  • an array can, for example, be used as an imaging sensor; for example in the context of a LIDAR system (such as an FMCW - Frequency Modulated Coherent - LIDAR system).
  • the light beam devices of the photo diode devices of the array are designed and arranged in such a way that the photo diodes of several of the photo diode devices can be illuminated with the same reference signal.
  • Figure 1 schematically shows a photodiode device for coherent detection according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a photodiode device for coherent detection according to a second exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 3 normalized intensity of the interference signal to be detected as a function of the angular difference between the direction of the optical signal and the reference signal.
  • the photodiode device 100 for coherent detection of an optical signal OS comprises a photodiode 10.
  • the photodiode 10 has several semiconductor layers 2 to 4 arranged one above the other on a substrate 1.
  • the lowest layer 2 represents an n-doped contact layer, while the uppermost layer 4 is a p-doped contact layer.
  • the absorber layer 3 is located between the two contact layers 2, 4, so that the layers 2 to 4 form a p-i-n junction.
  • the n-doped contact layer is arranged above the absorber layer 3 and the p-doped contact layer extends below the absorber layer 3 adjacent to the substrate 1.
  • n-contacts 21 are used, while the p-contact layer 4 is contacted via p-contacts 42.
  • the photodiode device 100 furthermore comprises a light emitting device (not shown in FIG. 1) with which the optical signal OS to be detected is transmitted via a first side of the photodiode 10, namely via an underside 11 of the substrate 1 (through the underside 11 through), is coupled into the photodiode 10.
  • a reference signal in the form of a local oscillator signal LO is also coupled into the photodiode 10 via a second side (through the second side).
  • the second side of the photodiode 10 is formed by its top side, ie by an outwardly facing side 41 of the p-contact layer 4.
  • the optical signal OS via the top side of the photodiode 10, ie side 41 the layer 4, and the local oscillator signal LO via its underside, ie the side 11 of the substrate 1, is coupled into the photo diode 10.
  • the optical signal OS is thus mixed with the local oscillator signal LO in the manner of coherent detection.
  • a detector signal photodiode signal
  • the coherent detection properties of the optical signal OS can be determined in a manner known per se.
  • the photo diode device according to the invention also includes an evaluation unit for evaluating the detector signal. It is also conceivable that, as already explained above, the direction of incidence of the local oscillator signal LO is changed in order to obtain information regarding the direction of the optical signal OS or to carry out the detection in a directionally selective manner.
  • FIG. 2 a more specific embodiment of the photodiode device 100 according to the invention is shown.
  • the photodiode 10 of the photodiode device 100 has, analogously to FIG. 1, an n-doped contact layer (n-contact layer 2) and a p-doped contact layer (p-contact layer 4), between which an absorber layer 3 is located.
  • n-contact layer 2 an n-doped contact layer
  • p-contact layer 4 p-doped contact layer
  • the light irradiation device 20 of the photodiode device 100 comprises an optically integrated waveguide 210 formed by semiconductor layers 211 arranged on the substrate 1, into which the optical signal OS to be detected is coupled.
  • a recess 212 extends through the semiconductor layers 211 of the waveguide 210 (and for example also through the n-contact layer 2).
  • the recess 212 extends at an angle to the substrate 1 (for example at 45 °) and the waveguide 210, so that the waveguide 210 has an end surface 213 which adjoins the recess 212 and extends at this angle.
  • This end surface 213 forms a first deflecting device in the form of a deflecting surface which deflects the optical signal OS light guided in the waveguide 210 towards the photodiode 10 by an angle (in the present case 90 °) dependent on the course of the recess 212.
  • the optical signal OS thus again enters the photodiode 10 via an underside of the photodiode 10, which in this case is formed by an underside 22 of the n-contact layer 2.
  • the light irradiation device 20 comprises a second deflection device in the form of a (for example cylindrical) lens 220.
  • the lens 220 is arranged such that the local oscillator signal LO radiated into it in the direction of the top of the photo diode 10, ie the top 41 of the p-contact layer 4, is deflected and is coupled into the photodiode 10 via the side 41 of the p-contact layer 4.
  • the optical signal OS and the local oscillator signal LO are superimposed in the absorber layer 3. It is also conceivable here that the direction of irradiation of the local oscillator signal LO is varied to accommodate the optical signal OS spatially scanned.
  • the optical signal OS and the local oscillator signal LO can of course also be interchanged; H. the local oscillator signal LO could be coupled into the photodiode 10 via the waveguide 210 and the optical signal OS via the lens 220.
  • an avalanche photodiode could also be used which, in addition to the absorber layer, contains, inter alia, a multiplier layer. It is also possible for several of the photodiode devices 100 of FIGS. 1 and 2 to be connected to form an array in order to implement an imaging sensor, for example.
  • Figure 3 shows the normalized intensity (relative to a collinear incidence of the optical signal and the reference signal) of the interference signal to be detected as a function of the angle difference ("relative propagation angle") between the direction of the optical signal and the direction of the reference signal for different apertures of the photodiode or a lens upstream of the photodiode.
  • the intensity of the interference signal decreases as the angle difference increases, with the intensity profile falling off the steepest for the smallest aperture (10 pm).

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kohärenten Detektion eines optischen Signals, umfassend die Schritte Bereitstellen einer vertikal beleuchtbaren Fotodiode (10); Erzeugen eines optischen Referenzsignals (LO); Einstrahlen des optischen Signals (OS) und des Referenzsignals (LO) in die Fotodiode (10) derart, dass die beiden Signale (OS, LO) zumindest teilweise miteinander interferieren. Erfindungsgemäß erfolgt das Einstrahlen des optischen Signals (OS) in die Fotodiode (10) über eine erste Seite (11, 22) der Fotodiode (10) und das Einstrahlen des Referenzsignals (LO) in die Fotodiode (10) über eine zweite Seite (41) der Fotodiode (10) erfolgt oder es wird umgekehrt das Referenzsignal (LO) über die erste Seite (11, 22) der Fotodiode (10) und das optische Signal (OS) über die zweite Seite (41) in die Fotodiode (10) eingestrahlt.

Description

Verfahren und Fotodiodenvorrichtung zur kohärenten Detektion eines optischen Signals
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kohärenten Detektion eines optischen Signals gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Fotodiodenvorrichtung zur kohärenten Detek tion eines optischen Signals gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 16.
Zur kohärenten Detektion von optischen Signalen werden üblicherweise wellenleiterintegrierte Fotodioden benutzt, wobei eine homodyne oder heterodyne Mischung des optischen Signals mit einem Referenzsignal (dem Lokal-Oszillator-Signal) mittels eines Richtkopplers oder eines MMIs (Multimode-Interferenz-Koppler) erfolgt. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise in dem Artikel „Monolithically integrated Polarisation diversity heterodyne receivers on GalnAsP/lnP“, R. Kaiser et al. , Electronics Leiters 30 (17), 1446 (1994) beschrieben. Die An wendungsmöglichkeiten einer solchen Anordnung sind jedoch begrenzt. Insbesondere lassen sie sich nicht zu 2D-Arrays kombinieren, welche beispielsweise für bildgebenden Verfahren nötig sind. Es ist ebenfalls bekannt, das optische Signal und das Referenzsignal unter Ver wendung eines Strahlteilers in eine Fotodiode einzukoppeln. Derartige Anordnungen sind je doch ebenfalls nur begrenzt einsetzbar. Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht darin, eine möglichst flexibel anwend bare Möglichkeit der kohärenten Detektion anzugeben.
Dieses Problem wird durch die Bereitstellung des Verfahrens mit den Merkmalen des An spruchs 1 sowie der Vorrichtung den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Danach wird ein Verfahren zur kohärenten Detektion mindestens eines optischen Signals be reitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst:
- Bereitstellen mindestens einer vertikal beleuchtbaren Fotodiode;
- Erzeugen mindestens eines optischen Referenzsignals;
- Einstrahlen des optischen Signals und des Referenzsignals in die Fotodiode derart, dass die beiden Signale zumindest teilweise miteinander interferieren, wobei
- das Einstrahlen des optischen Signals in die Fotodiode über eine erste Seite der Fotodiode und das Einstrahlen des Referenzsignals in die Fotodiode über eine zweite Seite der Foto diode erfolgt oder umgekehrt das Referenzsignal über die erste Seite der Fotodiode und das optische Signal über die zweite Seite in die Fotodiode eingestrahlt werden.
Das optische Signal (die optische Welle, insbesondere in Form des optischen Strahls) und das Referenzsignal (das Lokal-Oszillator-Signal, das ebenfalls in Form eines optischen Strahls kann) werden somit über unterschiedliche Seiten der Fotodiode in diese eingestrahlt. Bei spielsweise werden das optische Signal und das Referenzsignal jeweils durch eine Seite der Fotodiode hindurch in die Fotodiode eingestrahlt. Denkbar ist, dass das das optische Signal durch ein Substrat odereine untere Schicht (insbesondere in Form einer Halbleiterschicht, z.B. einer Kontaktschicht) der Fotodiode hindurch und das Referenzsignal durch eine obere Schicht (insbesondere in Form einer Halbleiterschicht; z.B. eine Kontaktschicht) der Fotodiode hindurch in die Fotodiode eingestrahlt werden. Möglich ist auch der umgekehrte Fall, wonach das Referenzsignal durch ein Substrat oder eine untere Schicht der Fotodiode und das opti sche Signal durch eine obere Schicht hindurch in die Fotodiode eingestrahlt werden.
Wie oben bereits erwähnt, handelt es sich bei dem Referenzsignal um ein Lokal-Oszillator- Signal. Das optische Signal kann anders als das Referenzsignal mit einem Datensignal beauf schlagt sein und/oder sonstige Charakteristika (insbesondere einen Amplituden-, Frequenz- und/oder Phasenverlauf) aufweisen, die in dem Referenzsignal nicht vorhanden sind. Das er findungsgemäße Verfahren umfasst insbesondere auch eine kohärente (homodyne oder he- terodyne) Detektion des optischen Signals unter Verwendung eines durch die Interferenz des optischen Signals mit dem Referenzsignal erzeugten und von der Fotodiode registrierten In terferenzsignals; insbesondere unter Verwendung eines elektrischen Fotodiodensignals, das die Fotodiode bei Empfang des Interferenzsignals erzeugt.
Dies erlaubt beispielsweise eine größere Flexibilität bei der Führung der Signale und ermög licht insbesondere die Anordnung mehrerer Fotodioden in einem Array. Denkbar ist, dass das Einstrahlen der Signale ohne Verwendung eines Strahlteilers erfolgt. Beispielsweise werden das optische Signal und das Referenzsignal zumindest im Wesentlichen kollinear in die Foto diode eingestrahlt.
Die vertikal beleuchtbare Fotodiode ist so ausgebildet, dass das zu detektierte optische Signal vertikal eingestrahlt wird, d. h. insbesondere senkrecht zu einem Substrat der Fotodiode. Die erste Seite ist insbesondere der zweiten Seite der Fotodiode abgewandt, wobei die beiden Seiten beispielsweise zumindest näherungsweise parallel zueinander verlaufen. Möglich ist, dass die erste Seite eine Unterseite der Fotodiode darstellt und beispielsweise durch das be reits erwähnte Substrat oder eine auf einem Substrat angeordnete Halbleiterschicht (beispiels weise einer Kontaktschicht) der Fotodiode ausgebildet ist. Entsprechend kann die zweite Seite eine Oberseite der Fotodiode bilden, wobei die Oberseite ebenfalls durch eine Seite einer Halbleiterschicht der Fotodiode (Beispiel das ebenfalls in Form einer Kontaktschicht) ausge formt sein kann.
Das optische Signal und/oder das Referenzsignal werden beispielsweise unter einem Winkel relativ zu dem Substrat oder Halbleiterschicht eingestrahlt. Beispielsweise erfolgt das Einstrah len des optischen Signals und/oder des Referenzsignals zumindest näherungsweise senk recht zu dem Substrat oder der Halbleiterschicht.
Darüber hinaus werden das optische Signal und das Referenzsignal insbesondere so in die Fotodiode eingestrahlt, dass sie sich in einer Absorberschicht der Fotodiode zumindest teil weise überlagern. Möglich ist, dass die Dicke der Absorberschicht im Hinblick auf die Detekti onseffizienz der Fotodiode optimiert ist.
Bei der Fotodiode handelt es sich insbesondere um eine p-i-n-Diode; beispielsweise in Form einer (an sich bekannten) Lawinen-Fotodiode. Denkbar ist, dass sich das optische Signal und das Referenzsignal insbesondere in einer Absorberschicht und/oder Multiplikatorschicht der Lawinen-Fotodiode überlagern. Die Fotodiode kann insbesondere zur homodynen Detektion verwendet werden, bei der die Wellenlängen des optischen Signals und des Referenzsignals zumindest näherungsweise gleich sind. Denkbar ist jedoch auch, dass die Fotodiode zu heterodynen Detektion eingesetzt wird, wobei die Wellenlängen des optischen Signals und des Referenzsignals unterschiedlich sind. Das optische Signal und das Referenzsignal werden beispielsweise (insbesondere im Fall der homodynen Detektion) mit Hilfe derselben optischen Lichtquelle (insbesondere in Form eines Lasers) erzeugt.
Möglich ist, dass das Referenzsignal und/oder das optische Signal über eine einstellbare Ab lenkeinheit eingestrahlt wird, wobei die Fotodiode ein durch die Interferenz des optischen Sig nals mit dem Referenzsignal erzeugtes Interferenzsignal registriert, das im Wesentlichen von einem Anteil des optischen Signals, der kollinearzum Referenzsignal in die Fotodiode einfällt, abhängt. Mit der einstellbaren Ablenkeinheit ist es insbesondere möglich, dass das Referenz signal und/oder das optische Signal unter einem vorgebbaren Winkel zueinander in die Foto diode eingestrahlt werden. Insbesondere lässt sich durch Verändern des Einfallswinkels des Referenzsignals die Raumrichtung des Referenzsignals auf die Richtung des optischen Sig nals einstellen. Die einstellbare Ablenkeinheit umfasst z.B. ein MEMS.
Denkbar ist auch, dass das Referenzsignal diffus eingestrahlt wird, insbesondere, um optische Signale aus unterschiedlichen Raumrichtungen detektieren zu können.
Die Fotodiode besitzt beispielsweise eine Apertur, die mindestens 0,5 mm oder mindestens 1 mm beträgt. Eine derart große Apertur kann eine starke Winkelabhängigkeit des durch die Interferenz des optischen Signals mit dem Referenzsignal erzeugten und von der Fotodiode registrierten Interferenzsignals zur Folge haben.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Referenz signal zur räumlichen Abtastung des optischen Signals unter verschiedenen Winkeln relativ zu der ersten oder zweiten Seite der Fotodiode eingestrahlt (z.B. mit Hilfe der oben erläuterten einstellbaren Ablenkvorrichtung), wobei für jeden der Winkel ein elektrisches Signal der Foto diode registriert wird. Das Detektorsignal in Bezug auf das optische Signal ist am größten, wenn das Referenzsignal kollinear zu dem optischen Signal gerichtet ist, so dass sich durch Verändern des Einstrahlwinkels des Referenzsignals Informationen über die Richtung des op tischen Signals ermitteln lassen und/oder die Detektion des optischen Signals richtungsselek tiv vorgenommen wird („beam steering“). Insbesondere wird für jeden der Winkel ein Interfe renzsignal, d.h. ein Signal, das von der Interferenz der optischen Signale abhängt, registriert. Denkbar ist, dass das optische Signal aus einem (z.B. divergierendes) Strahlenbündel besteht, das einen gewissen Raumwinkelbereich um einen Zentraleinfallswinkel überdeckt. In diesem Fall ist das registrierte Interferenzsignal vor allem (insbesondere überwiegend, zumindest nä herungsweise im Wesentlichen) von einem Anteil des optischen Signals, der kollinear zum Referenzsignal in die Fotodiode einfällt, abhängig.
Denkbar ist, dass eine Vielzahl von optischen Signalen aus unterschiedlichen Raumwinkeln eingestrahlt wird, wobei die Apertur der Fotodiode derart gewählt wird, dass die (die auf den kollinearen Einfall des optischen Signals und des Referenzsignals) normierte Intensität des Interferenzsignals von einfallenden, nicht zu detektierenden optischen Signalen aus Raum winkeln außerhalb einer vorgegebenen Raumwinkelauflösung nicht größer als 0,1 oder größer als 0,05 ist. Bei der „Raumwinkelauflösung“ handelt es sich um einen Raumwinkelbereich, aus dem optische Signale mittels der Fotodiode detektiert werden sollen. Die Ausrichtung dieses Raumwinkelbereichs kann durch Verändern der Richtung des Referenzsignals verändert wer den, um einen Sichtbereich (ein größeres Raumwinkelsegment) abzutasten. Beispielsweise ist die Fotodiode (insbesondere ihre Apertur) so beschaffen, dass die normierte Intensität des Interferenzsignals außerhalb eines Raumwinkelbereichs (der „Raumwinkelauflösung“) von 0,1°, 0,5° oder 1° kleiner als 0,1 oder 0,05 ist.
Beispielsweise wird ein Array von Fotodioden bereitgestellt, wobei das optische Signal jeweils über die erste oder die zweite Seite in die Fotodioden und das Referenzsignal jeweils über die andere Seite der Fotodioden eingestrahlt wird, wobei jede der Fotodioden ein durch die Inter ferenz des optischen Signals mit dem Referenzsignal erzeugtes Interferenzsignal registriert, das vor allem von einem Anteil des optischen Signals, der kollinear zum Referenzsignal in die Fotodiode einfällt, abhängt. Denkbar ist insbesondere, dass mit dem Array ein optisches Sig nal, das ein einen Raumwinkelbereich überdeckendes Strahlenbündel umfasst, registriert wird, wobei das Detektorsignal im Wesentlichen von dem zu dem Referenzsignal kollinearen Anteil des optischen Signals (des Strahlenbündels) abhängt.
Das mindestens eine optische Signal wird insbesondere mit Hilfe mindestens eines strahlfor menden Elements, z.B. einer (z.B. konkaven) Linse oder eines Linsenarrays, in die Fotodioden eingestrahlt. Denkbar ist, dass das mindestens eine strahlformende Element so ausgebildet und angeordnet ist, dass zumindest einige der Fotodioden optische Signale aus unterschied lichen Raumwinkelbereichen empfangen. Die Erfindung betrifft auch eine Fotodiodenvorrichtung zur kohärenten Detektion mindestens eines optischen Signals, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit
- mindestens einer vertikal beleuchtbaren Fotodiode; und
- einer Lichteinstrahlvorrichtung zum Einstrahlen eines optischen Signals und eines Refe renzsignals in die Fotodiode derart, dass die beiden Signale zumindest teilweise miteinan der interferieren, wobei
- die Lichteinstrahlvorrichtung so ausgebildet ist, dass das in die Lichteinstrahlvorrichtung eintretende oder auftreffende optische Signal über eine erste Seite der Fotodiode und das das in die Lichteinstrahlvorrichtung eintretende oder auftreffende Referenzsignal über eine zweite Seite der Fotodiode in die Fotodiode eingestrahlt wird oder umgekehrt das Einstrah len des Referenzsignals über die erste Seite und das Einstrahlen des optischen Signals über die zweite Seite erfolgt.
Beispielsweise umfasst die Lichteinstrahlvorrichtung eine erste Umlenkvorrichtung zum Um lenken des optischen Signals oder des Referenzsignals und eine zweite Umlenkvorrichtung zum Umlenken des Referenzsignals. Denkbar ist, dass die erste und/oder die zweite Umlenk vorrichtung mindestens ein reflektives Element (insbesondere eine als Spiegel wirkende Flä che) umfasst. Möglich ist auch, dass die erste und/oder die zweite Umlenkvorrichtung eine Linse oder ein sonstiges diffraktives Element aufweist. Möglich ist auch, dass die Fotodioden vorrichtung eine einstellbare Ablenkvorrichtung umfasst, wie oben bereits erläutert.
Des Weiteren kann die Lichteinstrahlvorrichtung einen Wellenleiter zum Leiten des optischen Signals umfassen, wobei zum Beispiel die erste Umlenkvorrichtung durch eine Endfläche des Wellenleiters ausgebildet wird. Beispielsweise handelt es sich bei dem Wellenleiter um einen optisch-integrierten Wellenleiter, d. h. einen Wellenleiter, der durch mindestens eine auf einem Substrat angeordnete Halbleiterschicht ausgeformt ist. Denkbar ist, dass die lichtumlenkende Endfläche des optisch integrierten Wellenleiters durch eine (insbesondere winklig verlaufende) Aussparung in der Halbleiterschicht und/oder dem Substrat gebildet ist.
Des Weiteren können natürlich auch die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemä ßen Verfahren beschriebenen Ausführungsbeispiele zur Weiterbildung der erfindungsgemä ßen Fotodiodenvorrichtung herangezogen werden. Beispielsweise umfasst die Fotodioden vorrichtung eine Auswerteeinheit oder ist mit einer solchen koppelbar, der ein elektrisches Fotodiodensignal zuführbar ist, das von einem durch die Interferenz des optischen Signals mit dem Referenzsignal erzeugten und von der Fotodiode registrierten Interferenzsignal abhängt. Anhand dieses Fotodiodensignals erfolgt mit Hilfe der Auswerteeinheit eine kohärente (homo- dyne oder heterodyne) Detektion des optischen Signals.
Die Erfindung betrifft auch ein Array mit einer Mehrzahl erfindungsgemäßer Fotodiodenvor richtungen. Ein derartiges Array kann beispielsweise als bildgebender Sensor verwendet wer den; zum Beispiel im Rahmen eines LIDAR-Systems (etwa eines FMCW - Frequency modu- lated coherent - LIDAR-Systems). Beispielsweise sind die Lichteinstrahlvorrichtungen der Fo todiodenvorrichtungen des Arrays so beschaffen und angeordnet, dass die Fotodioden meh rerer der Fotodiodenvorrichtungen mit demselben Referenzsignal beleuchtbar sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 schematisch eine Fotodiodenvorrichtung zur kohärenten Detektion gemäß ei nem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 2 eine Fotodiodenvorrichtung zur kohärenten Detektion gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Figur 3 normierte Intensität des zu detektierenden Interferenzsignals in Abhängigkeit von der Winkeldifferenz zwischen der Richtung des optischen Signals und des Referenzsignals.
Die in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Fotodiodenvorrichtung 100 zur kohärenten De tektion eines optischen Signals OS umfasst eine Fotodiode 10. Die Fotodiode 10 weist meh rere auf einem Substrat 1 übereinander angeordnete Halbleiterschichten 2 bis 4 auf. Die un terste Schicht 2 stellt eine n-dotierte Kontaktschicht dar, während es sich bei der obersten Schicht 4 um eine p-dotierte Kontaktschicht handelt. Zwischen den beiden Kontaktschichten 2, 4 befindet sich die Absorberschicht 3, so dass die Schichten 2 bis 4 einen p-i-n-Übergang ausbilden. Möglich ist alternativ, dass die n-dotierte Kontaktschicht oberhalb der Absorber schicht 3 angeordnet ist und sich die p-dotierte Kontaktschicht unterhalb der Absorberschicht 3 angrenzend an das Substrat 1 erstreckt. Zur elektrischen Kontaktierung der n-Kontaktschicht 2 dienen n-Kontakte 21, während die p-Kontaktschicht 4 über p-Kontakte 42 kontaktiert wird.
Die Fotodiodenvorrichtung 100 umfasst des Weiteren eine (in Figur 1 nicht dargestellte) Licht einstrahlvorrichtung, mit der das zu detektierende optische Signal OS über eine erste Seite der Fotodiode 10, nämlich über eine Unterseite 11 des Substrats 1 (durch die Unterseite 11 hindurch), in die Fotodiode 10 eingekoppelt wird. Mit Hilfe der Lichteinstrahlvorrichtung wird des Weiteren ein Referenzsignal in Form eines Lokal-Oszillator-Signals LO über eine zweite Seite der Fotodiode 10 (durch die zweite Seite hindurch) in diese eingekoppelt. Die zweite Seite der Fotodiode 10 wird durch ihre Oberseite gebildet, d. h. durch eine nach außen ge wandte Seite 41 der p-Kontaktschicht 4. Möglich ist natürlich auch, dass umgekehrt das opti sche Signal OS über die Oberseite der Fotodiode 10, d. h. die Seite 41 der Schicht 4, und das Lokal-Oszillator-Signal LO über ihre Unterseite, d. h. die Seite 11 des Substrats 1 , in die Fo todiode 10 eingekoppelt wird.
Es erfolgt somit nach Art der kohärenten Detektion eine Mischung des optischen Signals OS mit dem Lokal-Oszillator-Signal LO. Gleichzeitig wird ein von dem durch diese Mischung ge bildeten Mischsignal abhängiges Detektorsignal (Fotodiodensignal) erzeugt. Anhand dieses Detektorsignals lassen sich in an sich bekannter Weise der kohärenten Detektion Eigenschaf ten des optischen Signals OS bestimmen. Insbesondere umfasst die erfindungsgemäße Fo todiodenvorrichtung auch eine Auswerteeinheit zur Auswertung des Detektorsignals. Denkbar ist zudem, dass wie oben bereits erläutert die Einstrahlrichtung des Lokal-Oszillator-Signals LO verändert wird, um Informationen bezüglich der Richtung des optischen Signals OS zu gewinnen oder die Detektion richtungsselektiv durchzuführen.
In Figur 2 ist ein konkreteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fotodiodenvorrich tung 100 gezeigt. Die Fotodiode 10 der Fotodiodenvorrichtung 100 weist analog zu Figur 1 eine n-dotierte Kontaktschicht (n-Kontaktschicht 2) und eine p-dotierte Kontaktschicht (p-Kon- taktschicht 4) auf, zwischen denen sich eine Absorberschicht 3 befindet.
Die Lichteinstrahlvorrichtung 20 der Fotodiodenvorrichtung 100 umfasst einen durch auf dem Substrat 1 angeordnete Halbleiterschichten 211 ausgebildeten optisch-integrierten Wellenlei ter 210, in den das zu detektierende optische Signal OS eingekoppelt wird. Durch die Halb leiterschichten 211 des Wellenleiters 210 (und zum Beispiel auch durch die n-Kontaktschicht 2) erstreckt sich eine Aussparung 212 hindurch. Die Aussparung 212 verläuft unter einem Winkel zum Substrat 1 (zum Beispiel unter 45°) und dem Wellenleiter 210, so dass der Wel lenleiter 210 eine an die Aussparung 212 angrenzende und unter diesem Winkel verlaufende Endfläche 213 besitzt. Diese Endfläche 213 bildet eine erste Umlenkvorrichtung in Form einer Umlenkfläche, die das in dem Wellenleiter 210 geführte optische Signal OS Licht um einen von dem Verlauf der Aussparung 212 abhängigen Winkel (vorliegend 90°) in Richtung auf die Fotodiode 10 umlenkt. Das optische Signal OS tritt somit wiederum über eine Unterseite der Fotodiode 10, die in diesem Fall durch eine Unterseite 22 der n-Kontaktschicht 2 gebildet ist, in die Fotodiode 10 ein. Des Weiteren umfasst die Lichteinstrahlvorrichtung 20 eine zweite Umlenkvorrichtung in Form einer (zum Beispiel zylindrisch ausgebildeten) Linse 220. Die Linse 220 ist so angeordnet, dass das in sie eingestrahlte Lokal-Oszillator-Signal LO in Richtung auf die Oberseite der Fo todiode 10, d. h. die Oberseite 41 der p-Kontaktschicht 4, abgelenkt wird und über die Seite 41 der p-Kontaktschicht 4 in die Fotodiode 10 einkoppelt. Es kommt analog zur Figur 1 zu einer Überlagerung des optischen Signals OS und des Lokal-Oszillator-Signals LO in der Ab sorberschicht 3. Denkbar ist auch hier, dass die Einstrahlrichtung des Lokal-Oszillator-Signals LO variiert wird, um das optische Signal OS räumlich abzutasten.
Wie bereits in Zusammenhang mit der Figur 1 erwähnt, können das optische Signal OS und das Lokal-Oszillator-Signal LO natürlich auch vertauscht sein, d. h. das Lokal-Oszillator-Signal LO könnte über den Wellenleiter 210 und das optische Signal OS über die Linse 220 in die Fotodiode 10 eingekoppelt werden.
Des Weiteren könnte anstelle der dargestellten konventionellen Fotodiode auch eine Lawinen- Fotodiode verwendet werden, die zusätzlich zu der Absorberschicht unter anderem eine Mul tiplikatorschicht enthält. Möglich ist auch, dass mehrere der Fotodiodenvorrichtungen 100 der Figuren 1 und 2 zu einem Array verbunden werden, um zum Beispiel einen bildgebenden Sensor zu realisieren.
Figur 3 zeigt die normierte Intensität (relativ zu einem kollinearen Einfall des optischen Signals und des Referenzsignals) des zu detektierenden Interferenzsignals in Abhängigkeit von der Winkeldifferenz („relativer Ausbreitungswinkel“) zwischen der Richtung des optischen Signals und der Richtung des Referenzsignals für unterschiedliche Aperturen der Fotodiode oder einer der Fotodiode vorgelagerten Linse. Für sämtliche Aperturen nimmt die Intensität des Interfe renzsignals bei zunehmender Winkeldifferenz ab, wobei der Intensitätsverlauf für die kleinste Apertur (10 pm) am steilsten abfällt.

Claims

io Patentansprüche
1. Verfahren zur kohärenten Detektion mindestens eines optischen Signals, umfassend die Schritte:
- Bereitstellen mindestens einer vertikal beleuchtbaren Fotodiode (10);
- Erzeugen mindestens eines optischen Referenzsignals (LO);
- Einstrahlen des optischen Signals (OS) und des Referenzsignals (LO) in die Fotodiode (10) derart, dass die beiden Signale (OS, LO) zumindest teilweise miteinander interfe rieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstrahlen des optischen Signals (OS) in die Fotodiode (10) über eine erste Seite (11, 22) der Fotodiode (10) und das Einstrahlen des Referenzsignals (LO) in die Fotodiode (10) über eine zweite Seite (41) der Fotodiode (10) erfolgt oder umgekehrt das Referenz signal (LO) über die erste Seite (11, 22) der Fotodiode (10) und das optische Signal (OS) über die zweite Seite (41) in die Fotodiode (10) eingestrahlt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das optische Signal (OS) und das Referenzsignal (LO) zumindest im Wesentlichen kollinear in die Fotodiode (10) eingestrahlt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seite (11, 22) der zweiten Seite (41) abgewandt ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Seite (11, 22) durch ein Substrat (1) der Fotodiode (10) oder eine auf einem Substrat (1) angeordnete Halbleiterschicht (2) der Fotodiode (10) ausgebildet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Signal (OS) und/oder das Referenzsignal (LO) unter einem Winkel relativ zu dem Substrat (1) oder der Halbleiterschicht (2) eingestrahlt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlängen des optischen Signals (OS) und des Referenzsignals (LO) zumindest näherungsweise gleich sind.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Signal (OS) und das Referenzsignal (LO) mit Hilfe derselben optischen Licht quelle erzeugt werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlängen des optischen Signals (OS) und des Referenzsignals (LO) unterschied lich sind und vorzugsweise deren Differenzfrequenz höchstens der 3dB-Grenzfrequenz der Fotodiode (10) entspricht oder nicht wesentlich größer als die 3dB-Grenzfrequenz der Fotodiode (10) ist.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Signal (OS) und das Referenzsignal (LO) so in die Fotodiode (10) einge strahlt werden, dass sie zumindest in einer Absorberschicht (3) der Fotodiode (10) mitei nander interferieren.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal (LO) zur räumlichen Abtastung des optischen Signals (OS) unter ver schiedenen Winkeln relativ zu der ersten oder der zweiten Seite (11 , 22, 41) der Fotodiode (10) eingestrahlt und für jeden der Winkel ein Interferenzsignal von der Fotodiode (10) registriert wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal (LO) über eine einstellbare Ablenkeinheit eingestrahlt wird, wobei die Fotodiode (10) ein durch die Interferenz des optischen Signals (OS) mit dem Referenz signal (RS) erzeugtes Interferenzsignal registriert, das im Wesentlichen von einem Anteil des optischen Signals (OS), der kollinear zum Referenzsignal (LO) in die Fotodiode ein fällt, abhängt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von optischen Signalen (OS) aus unterschiedlichen Raumwinkeln einge strahlt wird, wobei die Apertur der Fotodiode (10) derart gewählt wird, dass die normierte Intensität des Interferenzsignals von einfallenden optischen Signalen (OS) aus Raumwin keln außerhalb einer vorgegebenen Raumwinkelauflösung nicht größer als 0,1 oder grö ßer als 0,05 ist.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzsignal (LO) diffus eingestrahlt wird, so dass eine Detektion aus mehreren Raumwinkeln gleichzeitig möglich ist.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotodiode (10) eine Apertur besitzt, die mindestens 0,5 mm oder mindestens 1 mm beträgt.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Array von Fotodioden (10) bereitgestellt wird, wobei mindestens ein optisches Signal (OS) jeweils über die erste Seite (11 , 22) oder die zweite Seite (42) in die Fotodioden (10) eingestrahlt wird, wobei das Referenzsignal (LO) jeweils über die andere Seite (41, 11, 22) der Fotodioden (10) eingestrahlt wird, wobei jede der Fotodioden (10) ein durch die Interferenz des optischen Signals (OS) mit dem Referenzsignal (RS) erzeugtes Interfe renzsignal registriert, das im Wesentlichen von einem Anteil des optischen Signals (OS), der kollinear zum Referenzsignal (LO) in die Fotodiode einfällt, abhängt.
16. Fotodiodenvorrichtung zur kohärenten Detektion mindestens eines optischen Signals, ins besondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprü che, mit
- mindestens einer vertikal beleuchtbaren Fotodiode (10); und
- einer Lichteinstrahlvorrichtung (20) zum Einstrahlen des optischen Signals (OS) und eines Referenzsignals (LO) in die Fotodiode (10) derart, dass die beiden Signale (OS, LO) zumindest teilweise miteinander interferieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteinstrahlvorrichtung (20) so ausgebildet ist, dass das in die Lichteinstrahlvorrich tung (20) eintretende oder auftreffende optische Signal (OS) über eine erste Seite (11 , 22) der Fotodiode (10) und das in die Lichteinstrahlvorrichtung (20) eintretende oder auf treffende Referenzsignal (LO) über eine zweite Seite (41) der Fotodiode (10) in die Foto diode (10) eingestrahlt wird oder umgekehrt das Einstrahlen des Referenzsignals (LO) über die erste Seite (11, 22) und das Einstrahlen des optischen Signals (OS) über die zweite Seite (41) erfolgt.
17. Fotodiodenvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtein strahlvorrichtung (20) eine erste Umlenkvorrichtung (213) zum Umlenken des optischen Signals oder des Referenzsignals (OS, LO) und eine zweite Umlenkvorrichtung (220) zum Umlenken des Referenzsignals bzw. des optischen Signals (LO, OS) umfasst.
18. Fotodiodenvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtein- Strahlvorrichtung (20) einen Wellenleiter (210) zum Leiten des optischen Signals oder des
Referenzsignals (OS, LO) umfasst, wobei die erste Umlenkvorrichtung (213) durch eine Endfläche des Wellenleiters (210) ausgebildet wird.
19. Array mit einer Mehrzahl von Fotodiodenvorrichtungen gemäß einem der Ansprüche 16 bis 18.
20. Array nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichteinstrahlvorrichtungen (20) der Fotodiodenvorrichtungen (100) so beschaffen und angeordnet sind, dass die Fo todioden (10) mehrerer der Fotodiodenvorrichtungen (100) mit demselben Referenzsignal (LO) beleuchtbar sind.
21. Array nach Anspruch 19 oder 20, gekennzeichnet durch mindestens ein strahlformendes Element, mit dem das optische Signal in die Fotodioden (10) eingestrahlt wird.
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