Introducció aFotodetector d'equilibri(Detector d'equilibri optoelectrònic)
El fotodetector d'equilibri es pot dividir en tipus d'acoblament de fibra òptica i tipus d'acoblament òptic espacial segons el mètode d'acoblament òptic. Internament, consta de dos fotodíodes altament adaptats, un mòdul de circuit amplificador de transimpedància de baix soroll i amplada de banda elevada i un mòdul de potència de soroll ultrabaix. Té les característiques d'una alta relació de rebuig en mode comú, soroll ultrabaix i amplada de banda elevada, i s'utilitza àmpliament en el camp de la comunicació òptica coherent. En els darrers anys, s'ha convertit en un punt de referència per a la recerca d'empreses i universitats de diversos països.
Principi de funcionament del fotodetector d'equilibri (Detector d'equilibri optoelectrònic)
El fotodetector d'equilibri utilitza dos fotodíodes en estat de polarització inversa com a unitat receptora de llum. Quan rep un senyal de llum, el fotocorrent generat pels dos fotodíodes es resta i s'acobla a un amplificador de transimpedància per convertir el senyal de corrent en un senyal de voltatge per a la sortida. L'ús d'una estructura autoreductora pot suprimir eficaçment el senyal de mode comú introduït per la llum de l'oscil·lador local i el corrent de foscor, augmentar el senyal de mode diferencial i, fins a cert punt, millorar la capacitat de detecció de senyals de llum febles.
Avantatges: una alta relació de rebuig en mode comú, una alta sensibilitat i un ample de banda de detecció elevats poden satisfer diversos escenaris d'aplicació.
Desavantatges: baixa potència òptica saturada, només adequada per a la detecció de llum feble, cal millorar la integració.
FIG: Diagrama del principi de funcionament del detector d'equilibri
Paràmetres de rendiment del fotodetector d'equilibri (optoelectrònic)Detector d'equilibri)
1. Capacitat de resposta
La capacitat de resposta es refereix a l'eficiència d'un fotodíode en convertir els senyals de llum en fotocorrent, que és la relació entre el fotocorrent i la potència lluminosa. Triar un fotodíode amb una capacitat de resposta més alta pot millorar eficaçment la sensibilitat del fotodetector d'equilibri.
La capacitat de resposta es refereix a l'eficiència d'un fotodíode en convertir els senyals de llum en fotocorrent, que és la relació entre el fotocorrent i la potència lluminosa. Triar un fotodíode amb una capacitat de resposta més alta pot millorar eficaçment la sensibilitat del fotodetector d'equilibri.
2. Amplada de banda
L'amplada de banda representa la freqüència del senyal a la qual l'amplitud del senyal de sortida del fotodetector de balanceig decau en -3 dB, i està relacionada amb la capacitància paràsita del fotodíode, la mida de la transimpedància i el producte d'amplada de banda de guany de l'amplificador operacional.
3. Relació de rebuig de mode comú
La relació de rebuig de mode comú s'utilitza per mesurar el grau de supressió dels senyals de mode comú mitjançant detectors balancejats, i els productes comercials generalment requereixen un rebuig mínim de mode comú de 25 dB.
4.NEP
Potència equivalent de soroll: la potència del senyal d'entrada necessària amb una relació senyal-soroll d'1, que és un paràmetre important per mesurar el rendiment de soroll d'un sistema. Els components principals del soroll del detector equilibrat són el soroll de dispersió òptica i el soroll elèctric.
Aplicació del fotodetector d'equilibri (detector d'equilibri optoelectrònic)
En els darrers anys, els fotodetectors d'equilibri s'han utilitzat àmpliament en camps com el radar de vent làser, la mesura de vibracions làser, la detecció de fibra òptica, la detecció coherent de llum feble, la detecció espectral, la detecció de gasos, etc. La investigació sobre l'alta velocitat, l'alta amplada de banda, el baix soroll, l'alta relació de rebuig en mode comú i l'alta sensibilitat dels detectors equilibrats ha fet avenços i s'està desenvolupant cap a una alta integració i un baix consum d'energia per satisfer diferents escenaris d'aplicació.
Data de publicació: 06-02-2025