광검출기 시리즈: 밸런스 광검출기 소개

소개밸런스 광검출기(광전자 균형 검출기)
밸런스 광검출기는 광 결합 방식에 따라 광섬유 결합형과 공간 광 결합형으로 구분할 수 있습니다. 내부적으로는 두 개의 고정합 광다이오드, 저잡음, 고대역폭 트랜스임피던스 증폭기 회로 모듈, 그리고 초저잡음 전력 모듈로 구성됩니다. 높은 공통 모드 제거비, 초저잡음, 그리고 고대역폭의 특성을 지니고 있으며, 코히어런트 광통신 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 최근 몇 년 동안 여러 국가의 기업과 대학에서 연구의 중심지로 자리매김하고 있습니다.
균형 광 검출기의 작동 원리 (광전자 균형 검출기)
밸런스 광검출기는 역방향 바이어스 상태의 두 개의 광다이오드를 수광부로 사용합니다. 광 신호를 수신하면 두 개의 광다이오드에서 생성된 광전류를 감산하여 트랜스임피던스 증폭기에 연결하여 전류 신호를 전압 신호로 변환하여 출력합니다. 자가 감소 구조를 사용하면 국부 발진기(LO)의 빛과 암전류에 의해 발생하는 공통 모드 신호를 효과적으로 억제하고, 차동 모드 신호를 증가시키며, 약한 광 신호의 검출 능력을 어느 정도 향상시킬 수 있습니다.
장점: 높은 공통 모드 제거율, 높은 감도, 높은 검출 대역폭으로 다양한 응용 시나리오를 충족할 수 있습니다.
단점: 포화 광전력이 낮아 약한 빛 감지에만 적합하며, 집적도를 개선해야 합니다.

그림: 균형 검출기의 작동 원리 다이어그램
밸런스 광 검출기(광전자)의 성능 매개변수균형 감지기)
1. 반응성
응답성은 광다이오드가 광 신호를 광전류로 변환하는 효율을 나타내며, 광전류 대 광전력의 비율입니다. 응답성이 높은 광다이오드를 선택하면 밸런스 광검출기의 감도를 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.
응답성은 광다이오드가 광 신호를 광전류로 변환하는 효율을 나타내며, 광전류 대 광전력의 비율입니다. 응답성이 높은 광다이오드를 선택하면 밸런스 광검출기의 감도를 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.
2. 대역폭
대역폭은 밸런스 광검출기의 출력 신호 진폭이 -3dB로 감소하는 신호 주파수를 나타내며, 광다이오드의 기생 커패시턴스, 트랜스임피던스의 크기, 연산 증폭기의 이득 대역폭 곱과 관련이 있습니다.
3. 공통모드 제거율
공통 모드 제거율은 균형 검출기에 의한 공통 모드 신호의 억제 정도를 측정하는 데 사용되며, 일반적으로 상용 제품에는 최소 25dB의 공통 모드 제거율이 필요합니다.
4.NEP
잡음 등가 전력(Noise Equivalent Power): 신호 대 잡음비 1에서 필요한 입력 신호 전력으로, 시스템의 잡음 성능을 측정하는 데 중요한 매개변수입니다. 평형 검출기 잡음의 주요 구성 요소는 광 산란 잡음과 전기 잡음입니다.

밸런스 광검출기(광전자 밸런스 검출기)의 응용
최근 몇 년 동안, 평형 광 검출기는 레이저 풍향 레이더, 레이저 진동 측정, 광섬유 센싱, 미약광 간섭 검출, 스펙트럼 검출, 가스 검출 등의 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 평형 검출기의 고속, 고대역폭, 저잡음, 높은 공통 모드 제거비, 고감도에 대한 연구는 획기적인 진전을 이루었으며, 다양한 응용 시나리오를 충족시키기 위해 고집적화와 저전력 소모를 향해 발전하고 있습니다.