Fotodetektorserien: Introduksjon til balansert fotodetektor

Introduksjon tilBalansefotodetektor(Optoelektronisk balansedetektor)
Balansefotodetektoren kan deles inn i fiberoptisk koblingstype og romlig optisk koblingstype i henhold til den optiske koblingsmetoden. Internt består den av to svært tilpassede fotodioder, en støysvak transimpedansforsterkerkretsmodul med høy båndbredde og en ultralavstøyeffektmodul. Den har egenskapene høy fellesmodusavvisningsgrad, ultralav støy og høy båndbredde, og er mye brukt innen koherent optisk kommunikasjon. Den har blitt et forskningsfokus for bedrifter og universiteter i forskjellige land de siste årene.
Arbeidsprinsipp for balansefotodetektor (Optoelektronisk balansedetektor)
Balansefotodetektoren bruker to fotodioder i revers forspenningstilstand som lysmottaksenhet. Når et lyssignal mottas, subtraheres fotostrømmen generert av to fotodioder og kobles til en transimpedansforsterker for å konvertere strømsignalet til et spenningssignal for utgang. Bruken av en selvreduserende struktur kan effektivt undertrykke fellesmodussignalet introdusert av lokal oscillatorlys og mørkestrøm, øke differensialmodussignalet og til en viss grad forbedre deteksjonsevnen til svake lyssignaler.
Fordeler: Høyt fellesmodus-avvisningsforhold, høy følsomhet og høy deteksjonsbåndbredde kan dekke ulike applikasjonsscenarier.
Ulemper: Lav mettet optisk effekt, kun egnet for deteksjon av svakt lys, integrasjonen må forbedres.

FIG: Prinsippdiagram for balansedetektor
Ytelsesparametere for balansert fotodetektor (optoelektroniskBalansedetektor)
1. Responsivitet
Responsivitet refererer til effektiviteten til en fotodiode i å konvertere lyssignaler til fotostrøm, som er forholdet mellom fotostrøm og lyseffekt. Å velge en fotodiode med høyere responsivitet kan effektivt forbedre følsomheten til Balance Photodetector.
Responsivitet refererer til effektiviteten til en fotodiode i å konvertere lyssignaler til fotostrøm, som er forholdet mellom fotostrøm og lyseffekt. Å velge en fotodiode med høyere responsivitet kan effektivt forbedre følsomheten til Balance Photodetector.
2. Båndbredde
Båndbredden representerer signalfrekvensen der utgangssignalamplituden til Balance Photodetector avtar med -3 dB, og er relatert til den parasittiske kapasitansen til fotodioden, størrelsen på transimpedansen og forsterkningsbåndbreddeproduktet til operasjonsforsterkeren.
3. Avvisningsforhold for felles modus
Fellesmodus-avvisningsforhold brukes til å måle graden av undertrykkelse av fellesmodussignaler av balanserte detektorer, og kommersielle produkter krever vanligvis en minimum fellesmodus-avvisning på 25 dB.
4.NEP
Støyekvivalent effekt: Inngangssignaleffekten som kreves ved 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.

Bruk av balansefotodetektor (optoelektronisk balansedetektor)
I de senere år har balanserte fotodetektorer blitt mye brukt innen felt som laservindradar, laservibrasjonsmåling, fiberoptisk registrering, koherent deteksjon av svakt lys, spektral deteksjon, gassdeteksjon, etc. Forskningen på høy hastighet, høy båndbredde, lav støy, høyt fellesmodusavvisningsforhold og høy følsomhet for balanserte detektorer har gjort gjennombrudd og utvikler seg mot høy integrasjon og lavt strømforbruk for å møte ulike applikasjonsscenarier.