Serie Photodetector: Introducción al equilibrio Photodetector

Introducción aBalance de fotodetector(Detector de balance optoelectrónico)
El fotodetector de equilibrio se puede dividir en el tipo de acoplamiento de fibra óptica y el tipo de acoplamiento óptico espacial de acuerdo con el método de acoplamiento óptico. Internamente, consta de dos fotodiodos altamente coincidentes, un módulo de circuito de amplificador de transimpedancia de bajo ruido de alto ruido y un módulo de alimentación de ruido ultra bajo. Tiene las características de una alta relación de rechazo de modo común, ruido ultra bajo y alto ancho de banda, y se usa ampliamente en el campo de la comunicación óptica coherente. Se ha convertido en un punto de acceso de investigación para empresas y universidades en varios países en los últimos años.
Principio de trabajo del fotodetector de equilibrio (Detector de balance optoelectrónico)
El fotodetector de equilibrio utiliza dos fotodiodos en estado de polarización inversa como la unidad receptor de luz. Al recibir una señal de luz, la fotocorriente generada por dos fotodiodos se suma y se acopla a un amplificador de transimpedancia para convertir la señal de corriente en una señal de voltaje para la salida. El uso de la estructura auto -reductora puede suprimir de manera efectiva la señal de modo común introducida por la luz del oscilador local y la corriente oscura, aumentar la señal del modo diferencial y, en cierta medida, mejorar la capacidad de detección de señales de luz débiles.
Ventajas: la alta relación de rechazo de modo común, la alta sensibilidad y el ancho de banda de alto detección pueden cumplir con varios escenarios de aplicación.
Desventajas: baja potencia óptica saturada, solo adecuada para la detección de luz débil, la integración debe mejorarse.

Fig: Diagrama de principio de funcionamiento del detector de balance
Parámetros de rendimiento del fotodetector de equilibrio (optoelectrónicoDetector de equilibrio)
1. Capacidad de respuesta
La capacidad de respuesta se refiere a la eficiencia de un fotodiodo en la conversión de señales de luz en fotocorriente, que es la relación de fotocorriente a potencia de luz. Elegir un fotodiodo con mayor capacidad de respuesta puede mejorar efectivamente la sensibilidad del fotodetector de equilibrio.
La capacidad de respuesta se refiere a la eficiencia de un fotodiodo en la conversión de señales de luz en fotocorriente, que es la relación de fotocorriente a potencia de luz. Elegir un fotodiodo con mayor capacidad de respuesta puede mejorar efectivamente la sensibilidad del fotodetector de equilibrio.
2. Ancho de banda
El ancho de banda representa la frecuencia de señal en la que la amplitud de la señal de salida del fotodetector de equilibrio decae por -3dB, y está relacionada con la capacitancia parásita del fotodiodo, el tamaño de la transimpedancia y el producto de ancho de banda de ganancia del amplificador operacional.
3. Relación de rechazo del modo común
La relación de rechazo del modo común se usa para medir el grado de supresión de señales de modo común por detectores equilibrados, y los productos comerciales generalmente requieren un rechazo mínimo de modo común de 25dB.
4.
Potencia equivalente de ruido: la potencia de la señal de entrada requerida en una relación señal / ruido de 1, que es un parámetro importante para medir el rendimiento del ruido de un sistema. Los componentes principales del ruido del detector equilibrado son el ruido de dispersión óptica y el ruido eléctrico.

Aplicación del fotodetector de equilibrio (detector de balance optoelectrónico)
En los últimos años, el fotodetector de equilibrio se ha utilizado ampliamente en campos como el radar de viento láser, la medición de vibración láser, la detección de fibra óptica, la detección coherente de la luz débil, la detección espectral, la detección de gases, etc. La investigación sobre la alta velocidad, el alto ancho de banda, bajo El ruido, la alta relación de rechazo del modo común y la alta sensibilidad de los detectores equilibrados han realizado avances y se está desarrollando hacia una alta integración y bajo consumo de energía para cumplir con diferentes escenarios de aplicación.