Photodetector Series: Introduction to Balance Photodetector

Introduksjon tilBalanse fotodetektor(Optoelektronisk balansedetektor)
Balansefotodetektor kan deles inn i fiberoptisk koblingstype og romlig optisk koblingstype i henhold til den optiske koblingsmetoden. Internt består den av to sterkt matchede fotodioder, en lavstøy, høy båndbredde transimpedansforsterkerkretsmodul og en ultra-lav støykraftmodul. Det har egenskapene til høy vanlig modusavvisningsforhold, ultra-lav støy og høy båndbredde, og er mye brukt innen sammenhengende optisk kommunikasjon. Det har blitt et forskningshotspot for bedrifter og universiteter i forskjellige land de siste årene.
Arbeidsprinsipp for balanse fotodetektor (Optoelektronisk balansedetektor)
Balansefotodetektoren bruker to fotodioder i omvendt skjevhetstilstand som lys mottakende enhet. Når du mottar et lyssignal, trekkes foturrent generert av to fotodioder og koblet til en transimpedansforsterker for å konvertere strømsignalet til et spenningssignal for utgang. Bruken av selvreduserende struktur kan effektivt undertrykke det vanlige modus -signalet introdusert av lokal oscillatorlys og mørk strøm, øke differensialmodus -signalet og til en viss grad forbedre deteksjonsevnen til svake lyssignaler.
Fordeler: Høyt felles modusavvisningsforhold, høy følsomhet og høy deteksjonsbåndbredde kan oppfylle forskjellige applikasjonsscenarier.
Ulemper: Lav mettet optisk kraft, bare egnet for svak lysdeteksjon, integrasjonen må forbedres.

Fig: Arbeidsprinsippdiagram over balansedetektor
Ytelsesparametere av balanse fotodetektor (optoelektroniskBalansedetektor)
1. Responsivitet
Responsivitet refererer til effektiviteten til en fotodiode for å konvertere lyssignaler til fotosurrent, som er forholdet mellom lysstrøm og lysstrøm. Å velge en fotodiode med høyere responsivitet kan effektivt forbedre følsomheten til balansefotodetektoren.
Responsivitet refererer til effektiviteten til en fotodiode for å konvertere lyssignaler til fotosurrent, som er forholdet mellom lysstrøm og lysstrøm. Å velge en fotodiode med høyere responsivitet kan effektivt forbedre følsomheten til balansefotodetektoren.
2. båndbredde
Båndbredden representerer signalfrekvensen som utgangssignalamplituden til balansefotodetektoren forfaller med -3dB, og er relatert til den parasittiske kapasitansen til fotodioden, størrelsen på transimpedansen og gevinstbåndbreddeproduktet til den operasjonelle forsterkeren.
3. Vanlig modus avvisningsforhold
Vanlig modus avvisningsforhold brukes til å måle graden av undertrykkelse av vanlige modus -signaler med balanserte detektorer, og kommersielle produkter krever generelt en minimum avvisning av vanlig modus på 25dB.
4.NEP
Støyekvivalent effekt: Inngangssignalkraften som kreves i et signal-til-støy-forhold på 1, som er en viktig parameter for å måle støyytelsen til et system. Hovedkomponentene i balansert detektorstøy er optisk spredningsstøy og elektrisk støy.

Anvendelse av balanse fotodetektor (optoelektronisk balansedetektor)
De siste årene har balansefotodetektor blitt mye brukt i felt som laservindradar, laservibrasjonsmåling, fiberoptisk sensing, svak lys koherent deteksjon, spektral deteksjon, gassdeteksjon, etc. Forskningen på høyhastighet, høy båndbredde, lav Støy, høy felles modus avvisningsforhold og høy følsomhet for balanserte detektorer har gjort gjennombrudd og utvikler seg mot høy integrasjon og lavt strømforbruk for å møte annerledes applikasjonsscenarier.