Fotodetektorserien: Introduktion til balancefotodetektor

Introduktion tilBalance fotodetektor(Optoelektronisk balancedetektor)
Balancefotodetektoren kan opdeles i fiberoptisk koblingstype og rumlig optisk koblingstype i henhold til den optiske koblingsmetode. Internt består den af ​​to tæt tilpassede fotodioder, et støjsvagt transimpedansforstærkerkredsløbsmodul med høj båndbredde og et ultralavt støjeffektmodul. Den har egenskaber som høj common mode-afvisningsforhold, ultralav støj og høj båndbredde og er meget anvendt inden for kohærent optisk kommunikation. I de senere år er den blevet et forskningscenter for virksomheder og universiteter i forskellige lande.
Funktionsprincip for balancefotodetektor (Optoelektronisk balancedetektor)
Balancefotodetektoren bruger to fotodioder i omvendt bias-tilstand som lysmodtagerenhed. Når der modtages et lyssignal, subtraheres den fotostrøm, der genereres af de to fotodioder, og kobles til en transimpedansforstærker for at konvertere strømsignalet til et spændingssignal til output. Brugen af ​​en selvreducerende struktur kan effektivt undertrykke common mode-signalet, der introduceres af lokaloscillatorens lys- og mørkestrøm, øge differential mode-signalet og i et vist omfang forbedre detekteringsevnen for svage lyssignaler.
Fordele: Høj common mode-afvisningsgrad, høj følsomhed og høj detektionsbåndbredde kan opfylde forskellige anvendelsesscenarier.
Ulemper: Lav mættet optisk effekt, kun egnet til detektering af svagt lys, integrationen skal forbedres.

FIG: Principdiagram for balancedetektor
Ydelsesparametre for balancefotodetektor (optoelektroniskBalancedetektor)
1. Reaktionsevne
Reaktionsevne refererer til en fotodiodes effektivitet i at konvertere lyssignaler til fotostrøm, hvilket er forholdet mellem fotostrøm og lyseffekt. Valg af en fotodiode med højere responsivitet kan effektivt forbedre følsomheden af ​​Balance Photodetector.
Reaktionsevne refererer til en fotodiodes effektivitet i at konvertere lyssignaler til fotostrøm, hvilket er forholdet mellem fotostrøm og lyseffekt. Valg af en fotodiode med højere responsivitet kan effektivt forbedre følsomheden af ​​Balance Photodetector.
2. Båndbredde
Båndbredden repræsenterer den signalfrekvens, hvor udgangssignalamplituden fra Balance Photodetector falder med -3 dB, og er relateret til fotodiodens parasitiske kapacitans, transimpedansens størrelse og operationsforstærkerens forstærkningsbåndbreddeprodukt.
3. Common mode-afvisningsforhold
Common mode-afvisningsforholdet bruges til at måle graden af ​​undertrykkelse af common mode-signaler fra balancerede detektorer, og kommercielle produkter kræver generelt en minimum common mode-afvisning på 25 dB.
4.NEP
Støjækvivalent effekt: Den nødvendige indgangssignaleffekt ved et signal-støj-forhold på 1, hvilket er en vigtig parameter til måling af et systems støjydelse. Hovedkomponenterne i balanceret detektorstøj er optisk spredningsstøj og elektrisk støj.

Anvendelse af balancefotodetektor (optoelektronisk balancedetektor)
I de senere år er balancerede fotodetektorer blevet meget anvendt inden for områder som laservindradar, laservibrationsmåling, fiberoptisk registrering, kohærent detektion af svagt lys, spektral detektion, gasdetektion osv. Forskningen i balancerede detektorers høje hastighed, høje båndbredde, lave støjniveauer, høje common mode-afvisningsforhold og høje følsomhed har gjort gennembrud og udvikler sig mod høj integration og lavt strømforbrug for at imødekomme forskellige anvendelsesscenarier.