本公开涉及半导体光电子器件和微波光子，尤其涉及一种毫米波信号发射装置及其制备方法。
背景技术：
1、毫米波通信作为一种高速无线通信技术，在无线通信和雷达系统中具有广泛应用。相关技术中的光生毫米波信号发射装置通常基于硅晶片技术或者波导技术，使得光电子芯片需要通过波导模式转换器，或采用透镜光纤，才能使光纤和芯片进行光耦合。
2、在实现本公开发明构思的过程中，发明人发现，光生毫米波通信存在毫米波信号的传输效率低及传输距离短的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本公开提供了毫米波信号发射装置及其制备方法。
2、根据本公开的第一个方面，提供了一种毫米波信号发射装置，包括：光电探测器，用于实现光信号至电信号的转换；光电探测器包括光电探测器芯片、毫米天线和电极，其中，毫米天线和电极均位于光电探测器芯片的第一目标表面；毫米天线用于发射毫米波信号；光纤，用于传输光信号；光纤的目标端面通过光刻胶集成于光电探测器芯片的第二目标表面，其中，目标端面为凹面结构，光刻胶涂覆于凹面结构中；第一目标表面与第二目标表面相对。
3、根据本公开的实施例，光信号从第二目标表面方向入射，毫米波信号从第一目标表面方向发射。
4、根据本公开的实施例，光纤包括掺铒光纤。
5、根据本公开的实施例，掺铒光纤的外部包覆一层陶瓷衬套。
6、根据本公开的实施例，光刻胶的折射率大于光纤的折射率。
7、根据本公开的实施例，目标端面包括倾斜角小于10°的倾斜面。
8、本公开的第二方面提供了一种毫米波信号发射装置及其制备方法，包括：在目标光电探测器芯片的第一目标表面上通过溅射工艺一次性生成毫米天线和电极，获取目标光电探测器；在初始光纤的其中一端面通过飞秒激光光刻工艺刻蚀出圆形坑，获取第一端面为粗糙凹面结构的第一光纤；将第一光纤的第一端面浸入氢氟酸溶液中进行腐蚀，磨平圆形坑表面毛刺，获取目标光纤，其中，目标光纤的目标端面为平滑凹面结构；在目标端面的凹面结构中填充光刻胶，直至光刻胶的上凸面高度大于目标端面；获取与目标光电探测器相对应的微转印模板，微转印模板与目标光电探测器的形状互补；利用微转印模板提取目标光电探测器；将目标光电探测器芯片的第二目标表面对准目标光纤的目标端面，其中，目标光电探测器芯片的第一目标表面与光电探测器芯片的第二目标表面相对；按压目标光电探测器至目标端面中的光刻胶外溢；通过曝光固化光刻胶，使得目标光电探测器与目标光纤的目标端面完成集成，获取目标毫米波信号发射装置。
9、根据本公开的实施例，飞秒激光光刻工艺中激光单脉冲的能量为800μj，脉宽为120fs。
10、根据本公开的实施例，氢氟酸溶液的浓度为5％，浸入时间至少为4个小时。
11、根据本公开的实施例，微转印模板的材料包括聚二甲基硅氧烷。
12、根据本公开提供的毫米波信号发射装置及其制备方法，在光纤的凹型端面上通过光刻胶直接集成光电探测器芯片，同时光电探测器芯片表面集成电极、天线，构成一体化的光电探测器，使得光信号在光纤端面汇聚，于光电探测器的电极之间的有源区转化为电信号，直接通过天线发射由电信号转化的毫米波信号，从而实现光生毫米波的发射，由于光纤端面与光电探测器直接集成，一定程度上提高了光电转化效率，有效提升了毫米波信号的传输速率和通信距离，克服了传统技术中由于光耦合效率低而制约光光生毫米波的输出效率和远距传输的技术问题。同时，简化了传统技术中毫米波信号发射装置的光学集成及电学集成，降低了集成中的耦合损耗，为高集成度、高性能、低成本、低功耗的光生毫米波信号发射装置的规模化集成、产业化推广提供了相对先进技术方案和技术启示。
1.一种毫米波信号发射装置，包括：
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光信号从所述第二目标表面方向入射，所述毫米波信号从所述第一目标表面方向发射。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光纤包括掺铒光纤。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述掺铒光纤的外部包覆一层陶瓷衬套。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光刻胶的折射率大于所述光纤的折射率。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述目标端面包括倾斜角小于10°的倾斜面。
7.一种根据权利要求1～6中任一项毫米波信号发射装置的制备方法，包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述飞秒激光光刻工艺中激光单脉冲的能量为800μj，脉宽为120fs。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述氢氟酸溶液的浓度为5％，浸入时间至少为4个小时。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述微转印模板的材料包括聚二甲基硅氧烷。
