Бұл не?теңгерімді фотодетектор
Теңгерімді фотодетектор (BPD фотодетекторы) - дифференциалды анықтау технологиясына негізделген дәлдіктегі оптоэлектронды анықтау құрылғысы, негізінен күрделі шу орталарында әлсіз оптикалық сигналдарды алу үшін қолданылады, осылайша сигнал-шу қатынасын (SNR) және жүйенің сезімталдығын айтарлықтай жақсартады.
1, Негізгі құрылым
Теңгерімді фотодетектор негізінен келесі үш бөліктен тұрады:
1.1 Екі сәйкестендіруфотодиодтар(PD): Екі диодтың жауап беру қабілеті, күңгірт ток және жауап беру уақыты сияқты жоғары сәйкес келетін өнімділікті талап ететін екі когерентті немесе өзара толықтыратын түсетін жарық сигналдарын қабылдайды.
1.2 Дифференциалды күшейткіш (әдетте төмен шуылмен трансимпеданс күшейткіші TIA): екі фототок сигналын кернеу сигналдарына түрлендіреді және дифференциалды күшейтуді (азайту) өңдеуді орындайды.
1.3 Байланысты тізбектер мен интерфейстер: оптикалық сплиттер (кіріс жарығын екі жолға бөлу үшін қолданылады), бақылау күшейту арнасы (екі жолдың тәуелсіз оптикалық қуатын бақылау үшін қолданылады) және дифференциалды шығыс терминалын қамтиды.
2, Жұмыс принципі
2.1 Оптикалық сигналды бөлу және түрлендіру: Кіріс оптикалық сигналы оптикалық бөлгіш арқылы екі жолға және екі фотодиодқа бөлінеді. Бұл екі оптикалық сигнал әдетте қарама-қарсы фазаларда болады (мысалы, оптикалық араластырғыштар/интерферометрлермен жасалған комплементарлық сигналдар).
2.2 Дифференциалды азайту: Екі оптикалық сигналды екі токқа түрлендіргеннен кейін, олар азайту үшін дифференциалды күшейткішке енгізіледі (V_out ∝ I1- I2).
2.3 Шуды басу және сигналды ұстап тұру: Жалпы режимдегі шу (мысалы, лазерлік қарқындылық шуы, фондық жарықтың кедергісі, қуат толқыны және т.б.) екі сигналға бір уақытта қабаттасады, алынып тасталады және өзара жойылады (0-ге жақындайды); Ал әлсіз дифференциалды сигнал (пайдалы сигнал) суперпозиция алу үшін алынып тасталады, ол тиімді түрде күшейтіледі және алынады.
3, Негізгі артықшылықтары
3.1 Жоғары жалпы режимді қабылдамау коэффициенті (CMRR): Ол жалпы режимдегі шуды айтарлықтай басады (30-70 дБ-ден астам басу мүмкіндігімен), лазердің салыстырмалы қарқындылығының шуы (RIN) және фондық жарықтың кедергісі мәселелерін тиімді шешеді.
3.2 Сигнал-шуыл арақатынасының жоғарылығы және жоғары сезімталдық: Дифференциалды күшейту арқылы әлсіз сигналдардың салыстырмалы үлесі айтарлықтай артады, бұл оны өте әлсіз жарық сигналдарын анықтауға жарамды етеді.
3.3 Жоғары сызықтық және кең өткізу қабілеттілігі: ГГц деңгейіне дейінгі жауап өткізу қабілеттілігімен жоғары жылдамдықты оптикалық сигналдарды дәл шығаруға қабілетті оңтайландырылған тізбек дизайны.
4, Әдеттегі қолдану сценарийлері
4.1 Когерентті оптикалық байланыс: Когерентті қабылдағыштарда сигнал жарығын жергілікті осциллятор жарығымен араластыру арқылы алынған соққы жиілігі сигналын анықтау, қабылдау сезімталдығын жақсарту және жергілікті осциллятор жарығының шуылын басу үшін қолданылады.
4.2 Лидар: Әлсіз эхо сигналдары мен жергілікті осциллятор жарығы арасындағы соққы жиілігін анықтау, әлсіз эхо анықтау мүмкіндігін арттыру және фондық жарық пен лазерлік қарқындылық шуына қарсы тұру қабілетін жақсарту үшін қолданылады.
4.3 Кванттық оптика және кванттық байланыс: бөлшектердің шуын шектеулі анықтауға қол жеткізу үшін кванттық күйді өлшеу, сығылған жарықты анықтау, кванттық кездейсоқ сандарды генерациялау және т.б. үшін қолданылады.
4.4 Дәл оптикалық өлшеу: оптикалық когерентті томография (ОКТ жүйесі), гетеродин/гомодин интерферометриясы, спектрлік талдау және т.б. үшін интерференциялық сигналдар мен әлсіз оптикалық сигналдарды анықтау сезімталдығын жақсарту үшін қолданылады.
Жарияланған уақыты: 2026 жылғы 13 қазан