Introdución aFotodetector de equilibrio(Detector de equilibrio optoelectrónico)
O fotodetector de equilibrio pódese dividir en tipo de acoplamento de fibra óptica e tipo de acoplamento óptico espacial segundo o método de acoplamento óptico. Internamente, consta de dous fotodiodos altamente adaptados, un módulo de circuíto amplificador de transimpedancia de baixo ruído e alto ancho de banda e un módulo de potencia de ruído ultrabaixo. Ten as características de alta relación de rexeitamento de modo común, ruído ultrabaixo e alto ancho de banda, e é amplamente utilizado no campo da comunicación óptica coherente. Nos últimos anos converteuse nun punto de interese para a investigación de empresas e universidades de varios países.
Principio de funcionamento do fotodetector de equilibrio (Detector de equilibrio optoelectrónico)
O fotodetector de equilibrio usa dous fotodiodos en estado de polarización inversa como unidade receptora de luz. Ao recibir un sinal de luz, a fotocorrente xerada polos dous fotodiodos réstase e acoplase a un amplificador de transimpedancia para converter o sinal de corrente nun sinal de tensión para a saída. O uso dunha estrutura autorredutora pode suprimir eficazmente o sinal de modo común introducido pola luz do oscilador local e a corrente de escuridade, aumentar o sinal de modo diferencial e, ata certo punto, mellorar a capacidade de detección de sinais de luz débiles.
Vantaxes: a alta taxa de rexeitamento de modo común, a alta sensibilidade e a alta largura de banda de detección poden adaptarse a diversos escenarios de aplicación.
Desvantaxes: baixa potencia óptica saturada, só axeitado para a detección de luz débil, cómpre mellorar a integración.
FIG: Diagrama do principio de funcionamento do detector de equilibrio
Parámetros de rendemento do fotodetector de equilibrio (optoelectrónico)Detector de equilibrio)
1. Capacidade de resposta
A capacidade de resposta refírese á eficiencia dun fotodiodo á hora de converter os sinais luminosos en fotocorrente, que é a relación entre a fotocorrente e a potencia luminosa. Escoller un fotodiodo cunha maior capacidade de resposta pode mellorar eficazmente a sensibilidade do fotodetector de equilibrio.
A capacidade de resposta refírese á eficiencia dun fotodiodo á hora de converter os sinais luminosos en fotocorrente, que é a relación entre a fotocorrente e a potencia luminosa. Escoller un fotodiodo cunha maior capacidade de resposta pode mellorar eficazmente a sensibilidade do fotodetector de equilibrio.
2. Ancho de banda
O ancho de banda representa a frecuencia do sinal á que a amplitude do sinal de saída do fotodetector de equilibrio decae en -3 dB, e está relacionada coa capacitancia parasitaria do fotodíodo, o tamaño da transimpedancia e o produto de ancho de banda de ganancia do amplificador operacional.
3. Relación de rexeitamento de modo común
A relación de rexeitamento de modo común utilízase para medir o grao de supresión dos sinais de modo común por detectores balanceados, e os produtos comerciais xeralmente requiren un rexeitamento de modo común mínimo de 25 dB.
4.NEP
Potencia equivalente de ruído: a potencia do sinal de entrada requirida cunha relación sinal-ruído de 1, que é un parámetro importante para medir o rendemento de ruído dun sistema. Os principais compoñentes do ruído do detector equilibrado son o ruído de dispersión óptica e o ruído eléctrico.
Aplicación do fotodetector de equilibrio (detector de equilibrio optoelectrónico)
Nos últimos anos, os fotodetectores equilibrados utilizáronse amplamente en campos como o radar láser de vento, a medición de vibracións láser, a detección de fibra óptica, a detección coherente de luz débil, a detección espectral, a detección de gases, etc. A investigación sobre a alta velocidade, o alto ancho de banda, o baixo ruído, a alta relación de rexeitamento de modo común e a alta sensibilidade dos detectores equilibrados fixo avances e está a desenvolverse cara a unha alta integración e un baixo consumo de enerxía para satisfacer diferentes escenarios de aplicación.
Data de publicación: 06-02-2025