MỘTIngaas cân bằng quang điện quanglà một bộ quang điện tử chuyên dụng bao gồm hai người phù hợpIndium gallium arsenide (Ingaas)Photodiodes được cấu hình để phối hợp với nhau để phát hiện các tín hiệu quang học . Cấu hình "cân bằng" cho phép thiết bị triệt tiêu tiếng ồn phổ biến và cải thiện độ nhạy tín hiệu, làm cho nó cần thiết trong các hệ thống cảm biến và giao tiếp quang học hiệu suất cao .
Các loại bộ tách sóng quang cân bằng Ingaas
Photodetector cân bằng rời rạc
Hai photodiodes Ingaas riêng biệt được gắn trên đế chung hoặc trong vỏ .
Mạch bên ngoài kết hợp đầu ra của chúng để tạo tín hiệu vi sai .
Photodetector cân bằng nguyên khối
Cả hai photodiodes đều được chế tạo trên một con chip hoặc wafer bán dẫn .}
Cung cấp kết hợp tốt hơn, giảm ký sinh trùng và cải thiện hiệu suất .
Photodetector cân bằng tốc độ cao
Được thiết kế cho phản hồi tần số rất cao (phạm vi GHz), phù hợp cho giao tiếp tốc độ dữ liệu cao .
Thường có các tính năng khuếch đại chuyển đổi tích hợp (Tias) .
Photodetector cân bằng sợi
Được tích hợp với các đầu vào sợi quang để ghép hiệu quả với các sợi quang .
Được sử dụng trong các hệ thống truyền thông sợi quang để kết nối sợi trực tiếp .
Nguyên tắc làm việc
Thiết lập photodiodes kép:
Photodetector cân bằng bao gồm hai photodiodes nhậnHai đầu vào quang học.
Những đầu vào này thường làtín hiệuvà atham chiếu/bộ tạo dao động cục bộTrong các hệ thống phát hiện kết hợp hoặc hai tín hiệu quang bổ sung trong các thiết lập giao thoa kế .
Thế hệ quang điện:
Mỗi photodiode chuyển đổi các photon sự cố thành tỷ lệ quang tương ứng với công suất quang nhận được .
Đầu ra tín hiệu khác biệt:
Các chất quang hóa từ hai điốt được kết hợp trong mộtcách khác biệt- Một quang hiện bị trừ khỏi . khác
Phép trừ này hủy bỏ nhiễu chế độ chung (như nhiễu cường độ hoặc ánh sáng nền) xuất hiện như nhau trong cả hai tín hiệu .
Ức chế tiếng ồn:
Bằng cách từ chối nhiễu chế độ chung, bộ quang điện quang cân bằng giúp cải thiện đáng kểTỷ lệ tín hiệu-nhiễu (SNR).
Nó đặc biệt hiệu quả trong việc giảmTiếng ồn cường độ laserVàGiao thoa ánh sáng xung quanh.
Phản hồi tốc độ cao:
Vật liệu Ingaas cung cấp hiệu quả lượng tử cao và phản ứng sóng mang nhanh trong vùng gần hồng ngoại (~ 900 trừ1700nm), cho phép phát hiện tốc độ cao .
Chức năng
Từ chối nhiễu chế độ chung:Triệt tiêu tín hiệu nhiễu chung cho cả đầu vào, cải thiện độ nhạy phát hiện .
Phát hiện tín hiệu khác biệt:Chuyển đổi chênh lệch pha quang hoặc biên độ giữa hai tín hiệu đầu vào thành đầu ra điện .
Phát hiện tín hiệu quang tốc độ cao:Cho phép phát hiện nhanh, chính xác các tín hiệu quang được điều chế trong Viễn thông và giao tiếp dữ liệu .
Phạm vi động nâng cao:Giảm biến dạng và tăng phạm vi động của hệ thống bằng cách cân bằng các tín hiệu được phát hiện .
Phát hiện mạch lạc:Thành phần chính trong các máy thu quang kết hợp cho giải điều chế pha và biên độ .
Cảm biến giao thoa kế:Được sử dụng trong các cảm biến sợi quang dựa vào việc phát hiện các mẫu nhiễu .
Ứng dụng
Hệ thống giao tiếp quang học mạch lạc
Photodetector cân bằng rất cần thiết trong các máy thu kết hợp trong đó tín hiệu quang đến được trộn với bộ tạo dao động cục bộ .
Cải thiện độ nhạy và cho phép phát hiện thông tin pha và biên độ cho các định dạng điều chế nâng cao (QPSK, QAM) .
Cảm biến giao thoa bằng sợi quang
Được sử dụng trong các cảm biến nhưFiber Bragg Gravings (FBGs)VàGiao thoa kế Mach-ZehnderĐể phát hiện các thay đổi phút về biến dạng, nhiệt độ hoặc áp suất bằng cách đo chênh lệch pha .
Quang học lượng tử và giao tiếp lượng tử
Phát hiện cân bằng được sử dụng để đo chính xác các trạng thái ánh sáng, trạng thái bị vắt hoặc các photon vướng mắc .
Chụp cắt lớp kết hợp quang học (OCT)
Được sử dụng trong hình ảnh y sinh để phát hiện nhiễu giữa các chùm ánh sáng tham chiếu và mẫu cho hình ảnh mô có độ phân giải cao .
Lidar và phạm vi
Cho phép phát hiện nhạy cảm các tín hiệu quang được phản xạ bằng cách cải thiện tỷ lệ tín hiệu-nhiễu .
Quang phổ
Được sử dụng trong các sơ đồ phát hiện Heterodyne hoặc Homodyne để phân tích quang phổ nhạy cảm .
Photonics vi sóng
Chuyển đổi tín hiệu quang tần số cao thành tín hiệu điện có nhiễu thấp cho các ứng dụng RF và lò vi sóng .
Bảng tóm tắt
| Diện mạo | Chi tiết |
|---|---|
| Vật liệu | Ingaas (phát hiện gần hồng ngoại) |
| Bước sóng hoạt động | ~ 900nm đến 1700nm |
| Cấu hình | Hai photodiodes phù hợp ở chế độ vi sai |
| Tính năng chính | Ức chế nhiễu chế độ chung |
| Tốc độ | Lên đến hàng chục GHz tùy thuộc vào thiết kế |
| Ứng dụng | Giao tiếp mạch lạc, cảm biến, oct, lidar |