一种环保透过式光电探测器结构的制作方法

本专利涉及一种环保透过式光电探测器结构，属于光电式传感器领域

背景技术：

光电技术是将传统光学技术与现代微电子技术和计算机技术紧密结合在一起的高新技术，是获取光信息或者借助光来提取其他信息(如力、温度、位移、速度等物理量)的重要手段。光电式探测器是利用光电器件把光信号转变为电信号的装置。光电式探测器工作时，先将被测量信息转化为光量的变化，然后通过光电器件再把光量的变化转化为相应电量的变化，从而实现非电量的测量。其装置核心是光电器件(光敏元件)，理论基础是光电效应。

光电式探测器具有非接触、高精度、反应快、可靠性好、分辨率高等优点，广泛应用于自动控制、智能设备、导航系统等各个领域。光电式探测器的种类十分丰富，应用比较广泛的有半导体激光器件、光电管和光导纤维等。

但目前主流光电探测器大多为非透过式结构，往往位于整个结构【如果把激光器-激光-探测器看做一个完整的系统的话，目前的探测器大多是非透过式，即(激光器-激光-探测器)的顺序；而透过式的探测器可以是(激光器-激光-探测器-激光)这样的顺序，通过探测器时只损耗10％左右的能量，通过探测器的激光还可以继续使用，从而做到对激光功率，能量大小的实时监测】的最末端，使光线在探测器端截止或变向，限制了其应用范围和探测精度。截止光线是非透过式光电探测器的一个重要特征，并没有什么不良结果，只是在某些场合并不适合，所以我们才会设计透过式的光电探测器。透过式光电探测器和非透过式光电探测器并不是取代与被取代的关系，而是两种不同应用领域的探测器。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种环保透过式光电探测器结构，以解决现有技术存在的使光线在探测器端截止或变向而限制了其应用范围的问题。

本发明的技术方案是：一种环保透过式光电探测器结构，包括玻璃板、导电层、光电层和正负电极，导电层复合在玻璃板上，光电层复合在导电层上，在光电层和导电层上分别设有正负电极，其特征在于，所述的光电层为金属卟啉涂层。

所述的金属卟啉涂层由一系列金属卟啉溶液构成，用一种金属原子取代卟啉结构上的中心原子以改变卟啉的敏感波长，从而做到可见光和近红外波段的吸收全覆盖。

本发明具有以下优点：

1.实时监测：此种结构与以往的光电探测器不同，它可以用于发光器件的中部，在不大量损失光线能量，且不使光线的波长和方向发生变化的情况下通过电信号的变化来监测光线的实时能量变化。

2.全波段覆盖：卟啉溶液为一系列溶液，用不同的金属原子取代卟啉结构上的中心原子可以改变卟啉的敏感波长(敏感波长是卟啉吸收率最高的波长)，从而做到可见光和近红外波段的吸收全覆盖。

3.非截止结构：卟啉溶液对光线的吸收率很低(5％-10％)，基本可以做到全透过，不影响光线的继续使用。

4.卟啉溶液为有机溶液，可自然降解，绿色环保。

附图说明

图1是本发明的截面结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种环保透过式光电探测器结构，包括玻璃板1、导电层2、光电层、正电极4和负电极5，导电层2复合在玻璃板1上，所述的光电层为金属卟啉涂层3。金属卟啉涂层3复合在导电层2上，在金属卟啉涂层3和导电层2上分别设有正电极4和负电极5。

所述的金属卟啉涂层3由一系列金属卟啉溶液构成，用不同的一种金属原子(几乎所有周期表中的金属元素)取代卟啉结构上的中心原子可以改变卟啉的敏感波长，敏感波长是卟啉吸收率最高的波长，从而做到可见光和近红外波段的吸收全覆盖。

所述的金属卟啉涂层3和正电极4的制备方法是，均匀涂抹金属卟啉溶液，等待其干燥后，在干燥的固体膜(即金属卟啉涂层3)上喷金，并接上铜丝(即正电极4)。在导电层2上连接铜丝作为负电极5。

本发明的基本原理是将金属卟啉(与叶绿素类似的有机溶液)置于玻璃板1的导电面2上。利用金属卟啉涂层3的光电效应，当光线照射金属卟啉时可以使金属卟啉与导电面2产生电势差。当光线的能量发生变化时，这个电势差也会相应的发生改变。而通过连接在金属卟啉涂层3和导电玻璃的导电面2上的正负电极可以测出电势的变化，从而实时监测光线的能量变化。而金属卟啉对光线的吸收率大约为5％—15％(不同波长吸收率不一样)，而且并不改变光线的方向与波长，透过光仍然可以继续使用。

所述的金属卟啉层3是由金属卟啉溶液挥发后形成的固态膜，金属卟啉溶液实施例的具体配方：金属：zn，mg；有机大分子：富勒烯，碳纳米管都可以。金属卟啉溶液有很多很多种(由于金属原子的不同)，每种都可以作为涂层，区别只是敏感波段和转化率不一样。

技术特征：

1.一种环保透过式光电探测器结构，包括玻璃板、导电层、光电层和正负电极，导电层复合在玻璃板上，光电层复合在导电层上，在光电层和导电层上分别设有正负电极，其特征在于，所述的光电层为金属卟啉涂层。

2.根据权利要求1所述的一种环保透过式光电探测器结构，其特征在于，所述的金属卟啉涂层由一系列金属卟啉溶液构成，用一种金属原子取代卟啉结构上的中心原子以改变卟啉的敏感波长，从而做到可见光和近红外波段的吸收全覆盖。

技术总结
本发明公开一种环保透过式光电探测器结构，包括玻璃板、导电层、光电层和正负电极，导电层复合在玻璃板上，光电层复合在导电层上，在光电层和导电层上分别设有正负电极，其特征在于，所述的光电层为金属卟啉涂层。本发明的优点是：可以用于发光器件的中部，在不大量损失光线能量，且不使光线的波长和方向发生变化的情况下通过电信号的变化来监测光线的实时能量变化；卟啉溶液为一系列溶液，用不同的金属原子取代卟啉结构上的中心原子可以改变卟啉的敏感波长，从而做到可见光和近红外波段的吸收全覆盖；卟啉溶液对光线的吸收率很低，基本可以做到全透过，不影响光线的继续使用；卟啉溶液为有机溶液，可自然降解，绿色环保。

技术研发人员：刘婷婷
受保护的技术使用者：恒荣动力科技(徐州)有限公司
技术研发日：2018.11.30
技术公布日：2020.06.09