Úvod doVyvážený fotodetektor(Optoelektronický detektor vyváženia)
Vyvážené fotodetektory možno podľa metódy optického prepojenia rozdeliť na typ s optickým vláknom a typ s priestorovým optickým prepojením. Vnútorne pozostávajú z dvoch vysoko prispôsobených fotodiód, nízkošumového modulu transimpedančného zosilňovača s vysokou šírkou pásma a ultranízkošumového výkonového modulu. Vyznačujú sa vysokým pomerom potlačenia spoločného režimu, ultranízkym šumom a vysokou šírkou pásma a sú široko používané v oblasti koherentnej optickej komunikácie. V posledných rokoch sa stali výskumným cieľom pre podniky a univerzity v rôznych krajinách.
Princíp fungovania vyváženého fotodetektora (Optoelektronický detektor vyváženia)
Vyvažovací fotodetektor používa ako prijímaciu jednotku svetla dve fotodiódy v reverznom stave. Pri príjme svetelného signálu sa fotoprúd generovaný dvoma fotodiódami odčíta a privedie sa k transimpedančnému zosilňovaču, ktorý prevedie prúdový signál na napäťový signál pre výstup. Použitie samoredukčnej štruktúry môže účinne potlačiť signál spoločného režimu, ktorý prináša svetelný a tmavý prúd lokálneho oscilátora, zvýšiť signál diferenciálneho režimu a do určitej miery zlepšiť schopnosť detekcie slabých svetelných signálov.
Výhody: Vysoký pomer potlačenia spoločného režimu, vysoká citlivosť a vysoká šírka pásma detekcie umožňujú splnenie rôznych aplikačných scenárov.
Nevýhody: Nízky saturovaný optický výkon, vhodný len na detekciu slabého svetla, je potrebné zlepšiť integráciu.
OBR.: Schéma princípu fungovania detektora rovnováhy
Výkonnostné parametre fotodetektora Balance (optoelektronickýDetektor rovnováhy)
1. Reakcia
Citlivosť sa vzťahuje na účinnosť fotodiódy pri premene svetelných signálov na fotoprúd, čo je pomer fotoprúdu k svetelnému výkonu. Výber fotodiódy s vyššou citlivosťou môže účinne zlepšiť citlivosť vyváženého fotodetektora.
Citlivosť sa vzťahuje na účinnosť fotodiódy pri premene svetelných signálov na fotoprúd, čo je pomer fotoprúdu k svetelnému výkonu. Výber fotodiódy s vyššou citlivosťou môže účinne zlepšiť citlivosť vyváženého fotodetektora.
2. Šírka pásma
Šírka pásma predstavuje frekvenciu signálu, pri ktorej sa amplitúda výstupného signálu vyvažovacieho fotodetektora znižuje o -3 dB a súvisí s parazitnou kapacitou fotodiódy, veľkosťou transimpedancie a súčinom šírky pásma zosilnenia operačného zosilňovača.
3. Pomer potlačenia spoločného režimu
Pomer potlačenia spoločného režimu sa používa na meranie stupňa potlačenia signálov spoločného režimu vyváženými detektormi a komerčné produkty vo všeobecnosti vyžadujú minimálne potlačenie spoločného režimu 25 dB.
4.NEP
Ekvivalentný výkon šumu: Vstupný výkon signálu potrebný pri pomere signálu k šumu 1, čo je dôležitý parameter na meranie šumového výkonu systému. Hlavnými zložkami vyváženého šumu detektora sú optický rozptylový šum a elektrický šum.
Aplikácia fotodetektora vyváženia (optoelektronický detektor vyváženia)
V posledných rokoch sa vyvážené fotodetektory široko používajú v oblastiach, ako je laserový veterný radar, meranie vibrácií laseru, snímanie optických vlákien, koherentná detekcia slabého svetla, spektrálna detekcia, detekcia plynov atď. Výskum v oblasti vysokej rýchlosti, širokej šírky pásma, nízkeho šumu, vysokého pomeru potlačenia spoločného režimu a vysokej citlivosti vyvážených detektorov priniesol prelomové pokroky a vyvíja sa smerom k vysokej integrácii a nízkej spotrebe energie, aby spĺňal rôzne aplikačné scenáre.
Čas uverejnenia: 6. februára 2025