Serye ng Photodetector: Panimula sa Photodetector ng Balanse

Panimula saPhotodetector ng Balanse(Optoelektronikong Detektor ng Balanse)
Ang Balance Photodetector ay maaaring hatiin sa uri ng fiber optic coupling at uri ng spatial optical coupling ayon sa optical coupling method. Sa loob, ito ay binubuo ng dalawang highly matched photodiodes, isang low-noise, high bandwidth transimpedance amplifier circuit module, at isang ultra-low noise power module. Ito ay may mga katangian ng mataas na common mode rejection ratio, ultra-low noise, at high bandwidth, at malawakang ginagamit sa larangan ng coherent optical communication. Ito ay naging isang research hotspot para sa mga negosyo at unibersidad sa iba't ibang bansa nitong mga nakaraang taon.
Prinsipyo ng Paggana ng Balance Photodetector (Optoelektronikong Detektor ng Balanse)
Ang Balance Photodetector ay gumagamit ng dalawang photodiode na nasa reverse bias state bilang light receiving unit. Kapag tumatanggap ng light signal, ang photocurrent na nalilikha ng dalawang photodiode ay binabawas at ikinakabit sa isang transimpedance amplifier upang i-convert ang current signal sa voltage signal para sa output. Ang paggamit ng self reducing structure ay maaaring epektibong pumigil sa common mode signal na ipinakilala ng local oscillator light at dark current, nagpapataas ng differential mode signal, at sa ilang antas ay nagpapabuti sa kakayahan sa pag-detect ng mga mahinang light signal.
Mga Kalamangan: Ang mataas na common mode rejection ratio, mataas na sensitivity, at mataas na detection bandwidth ay maaaring matugunan ang iba't ibang mga senaryo ng aplikasyon.
Mga Disbentaha: Mababang saturated optical power, angkop lamang para sa mahinang pagtukoy ng liwanag, kailangang pagbutihin ang integrasyon.

FIG: Diagram ng prinsipyo ng paggana ng detektor ng balanse
Mga parametro ng pagganap ng Balance Photodetector (OptoelectronicDetektor ng Balanse)
1. Pagtugon
Ang responsiveness ay tumutukoy sa kahusayan ng isang photodiode sa pag-convert ng mga signal ng liwanag tungo sa photocurrent, na siyang ratio ng photocurrent sa lakas ng liwanag. Ang pagpili ng photodiode na may mas mataas na responsivity ay maaaring epektibong mapabuti ang sensitivity ng Balance Photodetector.
Ang responsiveness ay tumutukoy sa kahusayan ng isang photodiode sa pag-convert ng mga signal ng liwanag tungo sa photocurrent, na siyang ratio ng photocurrent sa lakas ng liwanag. Ang pagpili ng photodiode na may mas mataas na responsivity ay maaaring epektibong mapabuti ang sensitivity ng Balance Photodetector.
2. Bandwidth
Ang bandwidth ay kumakatawan sa signal frequency kung saan ang output signal amplitude ng Balance Photodetector ay bumababa ng -3dB, at nauugnay sa parasitic capacitance ng photodiode, ang laki ng transimpedance, at ang gain bandwidth product ng operational amplifier.
3. Ratio ng pagtanggi sa karaniwang mode
Ang common mode rejection ratio ay ginagamit upang sukatin ang antas ng pagsugpo ng mga common mode signal ng mga balanced detector, at ang mga komersyal na produkto sa pangkalahatan ay nangangailangan ng minimum na common mode rejection na 25dB.
4.NEP
Lakas na Katumbas ng Ingay: Ang lakas ng input signal na kinakailangan sa signal-to-noise ratio na 1, na isang mahalagang parameter para sa pagsukat ng pagganap ng ingay ng isang sistema. Ang mga pangunahing bahagi ng balanseng ingay ng detektor ay ang optical scattering noise at electrical noise.

Aplikasyon ng Balance Photodetector (Optoelectronic Balance Detector)
Sa mga nakaraang taon, ang Balance Photodetector ay malawakang ginagamit sa mga larangan tulad ng laser wind radar, pagsukat ng laser vibration, fiber optic sensing, weak light coherent detection, spectral detection, gas detection, atbp. Ang pananaliksik sa high speed, high bandwidth, low noise, high common mode rejection ratio, at high sensitivity ng mga balanced detector ay nakagawa ng mga tagumpay at umuunlad patungo sa mataas na integration at mababang power consumption upang matugunan ang iba't ibang mga senaryo ng aplikasyon.