ფოტოდეტექტორების სერია: შესავალი ბალანსის ფოტოდეტექტორში

შესავალიბალანსის ფოტოდეტექტორი(ოპტოელექტრონული ბალანსის დეტექტორი)
ბალანსის ფოტოდეტექტორი ოპტიკური შეერთების მეთოდის მიხედვით შეიძლება დაიყოს ბოჭკოვანი ოპტიკური შეერთების ტიპად და სივრცითი ოპტიკური შეერთების ტიპად. შიდა სტრუქტურა შედგება ორი მაღალშესაბამისი ფოტოდიოდისგან, დაბალი ხმაურის, მაღალი გამტარუნარიანობის ტრანსიმპედანსური გამაძლიერებელი სქემის მოდულისგან და ულტრადაბალი ხმაურის სიმძლავრის მოდულისგან. მას აქვს მაღალი საერთო რეჟიმის უარყოფის კოეფიციენტი, ულტრადაბალი ხმაური და მაღალი გამტარუნარიანობა და ფართოდ გამოიყენება კოჰერენტული ოპტიკური კომუნიკაციის სფეროში. ბოლო წლებში ის სხვადასხვა ქვეყნის საწარმოებისა და უნივერსიტეტების კვლევის ცენტრად იქცა.
ბალანსის ფოტოდეტექტორის მუშაობის პრინციპიოპტოელექტრონული ბალანსის დეტექტორი)
ბალანსის ფოტოდეტექტორი სინათლის მიმღებ ერთეულად იყენებს ორ ფოტოდიოდს უკუმიმდევრობის მდგომარეობაში. სინათლის სიგნალის მიღებისას, ორი ფოტოდიოდის მიერ გენერირებული ფოტოდენი აკლდება და უერთდება ტრანსიმპედანსურ გამაძლიერებელს, რათა დენის სიგნალი გამოსასვლელ ძაბვის სიგნალად გარდაიქმნას. თვითშემცირებადი სტრუქტურის გამოყენებას შეუძლია ეფექტურად ჩაახშოს ლოკალური ოსცილატორის სინათლისა და სიბნელის დენის მიერ შემოტანილი საერთო რეჟიმის სიგნალი, გაზარდოს დიფერენციალური რეჟიმის სიგნალი და გარკვეულწილად გააუმჯობესოს სუსტი სინათლის სიგნალების აღმოჩენის უნარი.
უპირატესობები: მაღალი საერთო რეჟიმის უარყოფის კოეფიციენტი, მაღალი მგრძნობელობა და მაღალი აღმოჩენის გამტარობა შეიძლება დაკმაყოფილდეს სხვადასხვა გამოყენების სცენარებით.
ნაკლოვანებები: დაბალი გაჯერებული ოპტიკური სიმძლავრე, შესაფერისია მხოლოდ სუსტი სინათლის აღმოსაჩენად, ინტეგრაცია საჭიროებს გაუმჯობესებას.

სურ.: ბალანსის დეტექტორის მუშაობის პრინციპის დიაგრამა
ბალანსის ფოტოდეტექტორის (ოპტოელექტრონული) მუშაობის პარამეტრებიბალანსის დეტექტორი)
1. რეაგირების უნარი
მგრძნობელობა გულისხმობს ფოტოდიოდის ეფექტურობას სინათლის სიგნალების ფოტოდენად გარდაქმნაში, რაც წარმოადგენს ფოტოდენისა და სინათლის სიმძლავრის თანაფარდობას. უფრო მაღალი მგრძნობელობის მქონე ფოტოდიოდის არჩევას შეუძლია ეფექტურად გააუმჯობესოს ბალანსის ფოტოდეტექტორის მგრძნობელობა.
მგრძნობელობა გულისხმობს ფოტოდიოდის ეფექტურობას სინათლის სიგნალების ფოტოდენად გარდაქმნაში, რაც წარმოადგენს ფოტოდენისა და სინათლის სიმძლავრის თანაფარდობას. უფრო მაღალი მგრძნობელობის მქონე ფოტოდიოდის არჩევას შეუძლია ეფექტურად გააუმჯობესოს ბალანსის ფოტოდეტექტორის მგრძნობელობა.
2. გამტარუნარიანობა
გამტარობა წარმოადგენს სიგნალის სიხშირეს, რომლის დროსაც ბალანსის ფოტოდეტექტორის გამომავალი სიგნალის ამპლიტუდა -3 დბ-ით მცირდება და დაკავშირებულია ფოტოდიოდის პარაზიტულ ტევადობასთან, ტრანსიმპედანსის ზომასთან და ოპერაციული გამაძლიერებლის გაძლიერების გამტარობის ნამრავლთან.
3. საერთო რეჟიმის უარყოფის კოეფიციენტი
საერთო რეჟიმის უარყოფის კოეფიციენტი გამოიყენება დაბალანსებული დეტექტორების მიერ საერთო რეჟიმის სიგნალების ჩახშობის ხარისხის გასაზომად, ხოლო კომერციული პროდუქტები, როგორც წესი, მოითხოვს მინიმუმ 25 დბ საერთო რეჟიმის უარყოფას.
4.NEP
ხმაურის ექვივალენტური სიმძლავრე: შეყვანის სიგნალის სიმძლავრე, რომელიც საჭიროა სიგნალ-ხმაურის 1 თანაფარდობისას, რაც სისტემის ხმაურის მახასიათებლების გაზომვის მნიშვნელოვანი პარამეტრია. დაბალანსებული დეტექტორის ხმაურის ძირითადი კომპონენტებია ოპტიკური გაფანტვის ხმაური და ელექტრული ხმაური.

ბალანსის ფოტოდეტექტორის (ოპტოელექტრონული ბალანსის დეტექტორი) გამოყენება
ბოლო წლებში, ბალანსირებული ფოტოდეტექტორი ფართოდ გამოიყენება ისეთ სფეროებში, როგორიცაა ლაზერული ქარის რადარი, ლაზერული ვიბრაციის გაზომვა, ბოჭკოვანი ოპტიკური ზონდირება, სუსტი სინათლის კოჰერენტული აღმოჩენა, სპექტრული აღმოჩენა, გაზის აღმოჩენა და ა.შ. დაბალანსებული დეტექტორების მაღალი სიჩქარის, მაღალი გამტარუნარიანობის, დაბალი ხმაურის, მაღალი საერთო რეჟიმის უარყოფის კოეფიციენტის და მაღალი მგრძნობელობის კვლევამ მიღწეული გარღვევა მოახდინა და ვითარდება მაღალი ინტეგრაციისა და დაბალი ენერგომოხმარების მიმართულებით, რათა დააკმაყოფილოს სხვადასხვა გამოყენების სცენარები.