Įvadas įBalansinis fotodetektorius(Optoelektroninis balanso detektorius)
Balansinis fotodetektorius pagal optinio sujungimo metodą gali būti skirstomas į šviesolaidinio sujungimo ir erdvinio optinio sujungimo tipus. Viduje jį sudaro du labai suderinti fotodiodai, mažo triukšmo, didelio pralaidumo transimpedanso stiprintuvo grandinės modulis ir itin mažo triukšmo galios modulis. Jis pasižymi dideliu bendrojo režimo slopinimo koeficientu, itin mažu triukšmu ir dideliu pralaidumu, todėl yra plačiai naudojamas koherentinio optinio ryšio srityje. Pastaraisiais metais jis tapo įvairių šalių įmonių ir universitetų tyrimų centru.
Balansinio fotodetektoriaus veikimo principas (Optoelektroninis balanso detektorius)
Balansinis fotodetektorius kaip šviesos priėmimo bloką naudoja du atvirkštinio poliarizacijos būsenoje esančius fotodiodus. Priimant šviesos signalą, dviejų fotodiodų generuojama fotosrovė yra atimama ir sujungiama su transimpedansiniu stiprintuvu, kad srovės signalas būtų paverstas įtampos signalu išėjimui. Savaime redukuojančios struktūros naudojimas gali efektyviai slopinti vietinio osciliatoriaus šviesos ir tamsos srovės sukeltą bendrojo režimo signalą, padidinti diferencinio režimo signalą ir tam tikru mastu pagerinti silpnų šviesos signalų aptikimo galimybes.
Privalumai: Didelis bendrojo režimo atmetimo koeficientas, didelis jautrumas ir didelis aptikimo pralaidumas gali atitikti įvairius taikymo scenarijus.
Trūkumai: maža sočiųjų šviesų optinė galia, tinka tik silpnos šviesos aptikimui, integraciją reikia tobulinti.
PAV.: Balanso detektoriaus veikimo principo schema
Balansinio fotodetektoriaus (optoelektroninio) veikimo parametraiBalanso detektorius)
1. Reagavimas
Jautrumas reiškia fotodiodo efektyvumą konvertuojant šviesos signalus į fotosrovę, kuri yra fotosrovės ir šviesos galios santykis. Pasirinkus didesnio jautrumo fotodiodą, galima efektyviai pagerinti „Balance“ fotodetektoriaus jautrumą.
Jautrumas reiškia fotodiodo efektyvumą konvertuojant šviesos signalus į fotosrovę, kuri yra fotosrovės ir šviesos galios santykis. Pasirinkus didesnio jautrumo fotodiodą, galima efektyviai pagerinti „Balance“ fotodetektoriaus jautrumą.
2. Pralaidumas
Pralaidumas rodo signalo dažnį, kuriuo balansinio fotodetektoriaus išėjimo signalo amplitudė sumažėja -3 dB, ir yra susijęs su fotodiodo parazitine talpa, transimpedanso dydžiu ir operacinio stiprintuvo stiprinimo pralaidumo sandauga.
3. Įprasto režimo atmetimo santykis
Bendrojo režimo slopinimo santykis naudojamas norint išmatuoti bendrojo režimo signalų slopinimo laipsnį subalansuotais detektoriais, o komerciniams gaminiams paprastai reikalingas minimalus 25 dB bendrojo režimo slopinimas.
4.NEP
Triukšmo ekvivalento galia: įvesties signalo galia, reikalinga esant signalo ir triukšmo santykiui, lygiam 1, kuris yra svarbus sistemos triukšmo charakteristikų matavimo parametras. Pagrindiniai subalansuoto detektoriaus triukšmo komponentai yra optinis sklaidos triukšmas ir elektrinis triukšmas.
Balansinio fotodetektoriaus (optoelektroninio balanso detektoriaus) taikymas
Pastaraisiais metais „Balance“ fotodetektoriai buvo plačiai naudojami tokiose srityse kaip lazerinis vėjo radaras, lazerinės vibracijos matavimas, šviesolaidinis jutimas, silpnos šviesos koherentinis aptikimas, spektrinis aptikimas, dujų aptikimas ir kt. Didelio greičio, didelio pralaidumo, mažo triukšmo, didelio bendrojo režimo atmetimo santykio ir didelio jautrumo subalansuotų detektorių tyrimai padarė proveržį ir vystosi siekiant didelės integracijos ir mažo energijos suvartojimo, kad būtų galima patenkinti skirtingus taikymo scenarijus.
Įrašo laikas: 2025 m. vasario 6 d.