Seria e Fotodetektorëve: Hyrje në Fotodetektorin e Balancit

Hyrje nëFotodetektor i ekuilibrit(Detektor Optoelektronik i Ekuilibrit)
Fotodetektorët Balance mund të ndahen në llojin e çiftëzimit me fibra optike dhe llojin e çiftëzimit optik hapësinor sipas metodës së çiftëzimit optik. Brenda, ai përbëhet nga dy fotodioda me përputhje të lartë, një modul qarku amplifikator transimpedance me zhurmë të ulët dhe bandwidth të lartë dhe një modul fuqie me zhurmë ultra të ulët. Ai ka karakteristikat e raportit të lartë të refuzimit të modalitetit të përbashkët, zhurmës ultra të ulët dhe bandwidth të lartë, dhe përdoret gjerësisht në fushën e komunikimit optik koherent. Është bërë një pikë e nxehtë kërkimore për ndërmarrjet dhe universitetet në vende të ndryshme vitet e fundit.
Parimi i funksionimit të fotodetektorit të ekuilibrit (Detektor Optoelektronik i Ekuilibrit)
Fotodetektori i balancuar përdor dy fotodioda në gjendje të polarizimit të kundërt si njësi marrëse drite. Kur merret një sinjal drite, fotorryma e gjeneruar nga dy fotodioda zbritet dhe lidhet me një amplifikator transimpedance për të shndërruar sinjalin e rrymës në një sinjal tensioni për dalje. Përdorimi i strukturës vetëreduktuese mund të shtypë në mënyrë efektive sinjalin e modalitetit të përbashkët të futur nga rryma e dritës dhe errësirës së oscilatorit lokal, të rrisë sinjalin e modalitetit diferencial dhe në një farë mase të përmirësojë aftësinë e zbulimit të sinjaleve të dobëta të dritës.
Avantazhet: Raporti i lartë i refuzimit të modalitetit të përbashkët, ndjeshmëria e lartë dhe gjerësia e lartë e brezit të zbulimit mund të përmbushin skenarë të ndryshëm aplikimesh.
Disavantazhet: Fuqi optike e ngopur e ulët, e përshtatshme vetëm për zbulimin e dritës së dobët, integrimi duhet të përmirësohet.

FIG: Diagrama e parimit të funksionimit të detektorit të balancimit
Parametrat e performancës së fotodetektorit të balancimit (Optoelektronik)Detektor ekuilibri)
1. Reagueshmëria
Reagueshmëria i referohet efikasitetit të një fotodiode në shndërrimin e sinjaleve të dritës në fotorrymë, që është raporti i fotorrymës me fuqinë e dritës. Zgjedhja e një fotodiode me reagueshmëri më të lartë mund të përmirësojë në mënyrë efektive ndjeshmërinë e Fotodetektorit Balance.
Reagueshmëria i referohet efikasitetit të një fotodiode në shndërrimin e sinjaleve të dritës në fotorrymë, që është raporti i fotorrymës me fuqinë e dritës. Zgjedhja e një fotodiode me reagueshmëri më të lartë mund të përmirësojë në mënyrë efektive ndjeshmërinë e Fotodetektorit Balance.
2. Gjerësia e brezit
Gjerësia e brezit përfaqëson frekuencën e sinjalit në të cilën amplituda e sinjalit të daljes së Fotodetektorit të Balancit zvogëlohet me -3dB, dhe lidhet me kapacitetin parazitar të fotodiodës, madhësinë e transimpedancës dhe produktin e gjerësisë së brezit të fitimit të amplifikatorit operacional.
3. Raporti i refuzimit të mënyrës së zakonshme
Raporti i refuzimit të modalitetit të përbashkët përdoret për të matur shkallën e shtypjes së sinjaleve të modalitetit të përbashkët nga detektorët e balancuar, dhe produktet komerciale në përgjithësi kërkojnë një refuzim minimal të modalitetit të përbashkët prej 25dB.
4.NEP
Fuqia Ekuivalente e Zhurmës: Fuqia e sinjalit hyrës e kërkuar në një raport sinjal-zhurmë prej 1, i cili është një parametër i rëndësishëm për matjen e performancës së zhurmës së një sistemi. Komponentët kryesorë të zhurmës së detektorit të balancuar janë zhurma e shpërndarjes optike dhe zhurma elektrike.

Zbatimi i Fotodetektorit të Balancit (Detektor Optoelektronik i Balancit)
Në vitet e fundit, Fotodetektorët Balancues janë përdorur gjerësisht në fusha të tilla si radari lazer i erës, matja e dridhjeve me lazer, ndjeshmëria me fibra optike, zbulimi koherent i dritës së dobët, zbulimi spektral, zbulimi i gazit, etj. Hulumtimi mbi shpejtësinë e lartë, gjerësinë e brezit të lartë, zhurmën e ulët, raportin e lartë të refuzimit të modalitetit të përbashkët dhe ndjeshmërinë e lartë të detektorëve të balancuar ka bërë përparime dhe po zhvillohet drejt integrimit të lartë dhe konsumit të ulët të energjisë për të përmbushur skenarë të ndryshëm aplikimesh.