광검출기 시리즈: 평형 광검출기 소개

소개밸런스 광검출기(광전자식 평형 감지기)
평형 광검출기는 광 결합 방식에 따라 광섬유 결합형과 공간 광 결합형으로 나뉩니다. 내부적으로는 높은 정합도를 갖는 두 개의 포토다이오드, 저잡음, 고대역폭 트랜스임피던스 증폭기 회로 모듈, 그리고 초저잡음 전력 모듈로 구성됩니다. 평형 광검출기는 높은 공통 모드 제거율, 초저잡음, 고대역폭 등의 특성을 가지며, 코히런트 광통신 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 최근 몇 년 동안 여러 국가의 기업과 대학에서 연구의 핵심 주제로 떠오르고 있습니다.
평형 광검출기의 작동 원리 (광전자식 평형 감지기)
밸런스 광검출기는 역방향 바이어스 상태의 두 개의 포토다이오드를 광 수신 소자로 사용합니다. 광 신호가 수신되면 두 포토다이오드에서 생성된 광전류가 차감되어 트랜스임피던스 증폭기에 연결되어 전류 신호를 전압 신호로 변환하여 출력합니다. 자체 감쇠 구조를 사용함으로써 국부 발진기의 광전류 및 암전류로 인해 발생하는 공통 모드 신호를 효과적으로 억제하고 차동 모드 신호를 증폭하여 미약한 광 신호의 검출 능력을 어느 정도 향상시킬 수 있습니다.
장점: 높은 공통 모드 제거율, 높은 감도 및 넓은 검출 대역폭으로 다양한 응용 시나리오에 대응할 수 있습니다.
단점: 포화 광 출력이 낮아 약한 빛 감지에만 적합하며, 집적도 개선이 필요하다.

그림: 저울 검출기의 작동 원리도
밸런스 광검출기(광전자식)의 성능 매개변수밸런스 감지기)
1. 반응성
응답성은 광다이오드가 빛 신호를 광전류로 변환하는 효율을 나타내며, 광전류와 광 출력의 비율입니다. 응답성이 높은 광다이오드를 선택하면 밸런스 광검출기의 감도를 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.
응답성은 광다이오드가 빛 신호를 광전류로 변환하는 효율을 나타내며, 광전류와 광 출력의 비율입니다. 응답성이 높은 광다이오드를 선택하면 밸런스 광검출기의 감도를 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.
2. 대역폭
대역폭은 밸런스 광검출기의 출력 신호 진폭이 -3dB만큼 감소하는 신호 주파수를 나타내며, 광다이오드의 기생 정전 용량, 트랜스임피던스의 크기 및 연산 증폭기의 이득 대역폭 곱과 관련이 있습니다.
3. 공통 모드 제거율
공통 모드 제거비는 평형 검출기가 공통 모드 신호를 억제하는 정도를 측정하는 데 사용되며, 상용 제품은 일반적으로 최소 25dB의 공통 모드 제거비를 요구합니다.
4.NEP
잡음 등가 전력(NEP): 신호 대 잡음비가 1이 될 때 필요한 입력 신호 전력으로, 시스템의 잡음 성능을 측정하는 중요한 매개변수입니다. 평형 검출기 잡음의 주요 구성 요소는 광산란 잡음과 전기적 잡음입니다.

광전자식 밸런스 검출기(밸런스 포토디텍터)의 응용
최근 몇 년 동안 평형 광검출기는 레이저 풍속 레이더, 레이저 진동 측정, 광섬유 센싱, 미광 간섭 검출, 분광 검출, 가스 검출 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 고속, 고대역폭, 저잡음, 높은 공통 모드 제거율, 고감도 특성을 갖춘 평형 검출기에 대한 연구는 획기적인 발전을 이루었으며, 다양한 응용 시나리오에 맞춰 고집적화 및 저전력 소비 방향으로 개발되고 있습니다.