Серия фотодетекторов: Введение в балансировочный фотодетектор

Введение вБаланс фотодетектора(Оптоэлектронный балансировочный детектор)
Балансный фотодетектор можно разделить на тип волоконно-оптической связи и тип пространственной оптической связи в соответствии с методом оптической связи. Внутри он состоит из двух высоко согласованных фотодиодов, малошумящего модуля трансимпедансного усилителя с высокой пропускной способностью и сверхмалошумящего силового модуля. Он обладает характеристиками высокого коэффициента подавления синфазного сигнала, сверхнизкого шума и высокой пропускной способности и широко используется в области когерентной оптической связи. В последние годы он стал исследовательской точкой для предприятий и университетов в разных странах.
Принцип работы балансировочного фотодетектора (Оптоэлектронный балансировочный детектор)
Балансный фотодетектор использует два фотодиода в состоянии обратного смещения в качестве приемника света. При приеме светового сигнала фототок, генерируемый двумя фотодиодами, вычитается и подается на трансимпедансный усилитель для преобразования токового сигнала в сигнал напряжения для вывода. Использование самовосстанавливающейся структуры может эффективно подавлять синфазный сигнал, вносимый светом и темновым током локального генератора, увеличивать дифференциальный сигнал и в некоторой степени улучшать способность обнаружения слабых световых сигналов.
Преимущества: Высокий коэффициент подавления синфазных сигналов, высокая чувствительность и широкая полоса пропускания позволяют использовать его в различных сценариях применения.
Недостатки: Низкая насыщенная оптическая мощность, подходит только для обнаружения слабого света, необходимо улучшить интеграцию.

РИС.: Принципиальная схема работы балансировочного детектора
Параметры производительности балансного фотодетектора (оптоэлектронного)Детектор баланса)
1. Отзывчивость
Чувствительность относится к эффективности фотодиода в преобразовании световых сигналов в фототок, который является отношением фототока к световой мощности. Выбор фотодиода с более высокой чувствительностью может эффективно улучшить чувствительность балансного фотодетектора.
Чувствительность относится к эффективности фотодиода в преобразовании световых сигналов в фототок, который является отношением фототока к световой мощности. Выбор фотодиода с более высокой чувствительностью может эффективно улучшить чувствительность балансного фотодетектора.
2. Пропускная способность
Полоса пропускания представляет собой частоту сигнала, при которой амплитуда выходного сигнала балансного фотодетектора уменьшается на -3 дБ, и связана с паразитной емкостью фотодиода, размером трансимпеданса и произведением коэффициента усиления на полосу пропускания операционного усилителя.
3. Коэффициент подавления синфазного сигнала
Коэффициент подавления синфазного сигнала используется для измерения степени подавления синфазных сигналов балансными детекторами, а для коммерческих продуктов обычно требуется минимальное подавление синфазного сигнала 25 дБ.
4.НЭП
Эквивалентная мощность шума: мощность входного сигнала, необходимая при отношении сигнал/шум 1, что является важным параметром для измерения шумовых характеристик системы. Основными компонентами шума сбалансированного детектора являются оптический шум рассеяния и электрический шум.

Применение фотодетектора баланса (оптико-электронный детектор баланса)
В последние годы балансные фотодетекторы широко используются в таких областях, как лазерные ветровые радары, измерение лазерной вибрации, волоконно-оптическое зондирование, когерентное обнаружение слабого света, спектральное обнаружение, обнаружение газа и т. д. Исследования в области высокой скорости, широкой полосы пропускания, низкого уровня шума, высокого коэффициента подавления синфазного сигнала и высокой чувствительности балансных детекторов достигли прорыва и развиваются в направлении высокой интеграции и низкого энергопотребления для удовлетворения различных сценариев применения.