Introduktion tillBalansfotodetektor(Optoelektronisk balansdetektor)
Balansfotodetektorn kan delas in i fiberoptisk kopplingstyp och rumslig optisk kopplingstyp enligt den optiska kopplingsmetoden. Internt består den av två höggradigt matchade fotodioder, en transimpedansförstärkarkretsmodul med lågt brus och hög bandbredd, och en effektmodul med ultralågt brus. Den har egenskaper som högt common mode-avvisningsförhållande, ultralågt brus och hög bandbredd, och används ofta inom koherent optisk kommunikation. Den har blivit en forskningshotspot för företag och universitet i olika länder under senare år.
Funktionsprincip för balansfotodetektor (Optoelektronisk balansdetektor)
Balansfotodetektorn använder två fotodioder i omvänt förspänt tillstånd som ljusmottagningsenhet. När en ljussignal tas emot subtraheras fotoströmmen som genereras av två fotodioder och kopplas till en transimpedansförstärkare för att omvandla strömsignalen till en spänningssignal för utmatning. Användningen av en självreducerande struktur kan effektivt undertrycka common mode-signalen som introduceras av lokaloscillatorns ljus- och mörkerström, öka differentialmodsignalen och i viss mån förbättra detekteringsförmågan hos svaga ljussignaler.
Fördelar: Högt common mode-avvisningsförhållande, hög känslighet och hög detektionsbandbredd kan uppfylla olika applikationsscenarier.
Nackdelar: Låg mättad optisk effekt, endast lämplig för detektering av svagt ljus, integrationen behöver förbättras.
FIG: Funktionsdiagram för balansdetektor
Prestandaparametrar för balansfotodetektor (optoelektronisk)Balansdetektor)
1. Responsivitet
Responsivitet hänvisar till en fotodiods effektivitet vid omvandling av ljussignaler till fotoström, vilket är förhållandet mellan fotoström och ljuseffekt. Att välja en fotodiod med högre responsivitet kan effektivt förbättra känsligheten hos Balance Photodetector.
Responsivitet hänvisar till en fotodiods effektivitet vid omvandling av ljussignaler till fotoström, vilket är förhållandet mellan fotoström och ljuseffekt. Att välja en fotodiod med högre responsivitet kan effektivt förbättra känsligheten hos Balance Photodetector.
2. Bandbredd
Bandbredden representerar signalfrekvensen vid vilken utsignalamplituden från Balance Photodetector avklingar med -3 dB, och är relaterad till fotodiodens parasitiska kapacitans, transimpedansens storlek och operationsförstärkarens förstärkningsbandbreddsprodukt.
3. Avstötningsförhållande för gemensamt läge
Common mode-avvisningsförhållande används för att mäta graden av undertryckning av common mode-signaler av balanserade detektorer, och kommersiella produkter kräver generellt en minsta common mode-avvisning på 25 dB.
4.NEP
Brusekvivalent effekt: Den ingångssignaleffekt som krävs vid ett signal-brusförhållande på 1, vilket är en viktig parameter för att mäta ett systems brusprestanda. Huvudkomponenterna i balanserat detektorbrus är optiskt spridningsbrus och elektriskt brus.
Tillämpning av balansfotodetektor (optoelektronisk balansdetektor)
Under senare år har balanserade fotodetektorer använts i stor utsträckning inom områden som laservindradar, laservibrationsmätning, fiberoptisk avkänning, koherent detektion av svagt ljus, spektral detektion, gasdetektering etc. Forskningen om hög hastighet, hög bandbredd, lågt brus, högt common mode-avvisningsförhållande och hög känslighet hos balanserade detektorer har gjort genombrott och utvecklas mot hög integration och låg strömförbrukning för att möta olika tillämpningsscenarier.
Publiceringstid: 6 februari 2025