AnIngaas uravnotežen fotodetektorje specializiran fotodetektor, ki ga sestavljata dva ujemanjaIndijev galijev arsenid (Ingaas)Fotodiode, konfigurirane tako, da sodelujejo za zaznavanje optičnih signalov . Konfiguracija "uravnotežena" omogoča, da napravi zavira skupni hrup in izboljša občutljivost signala, zaradi česar je nujna v visokozmogljivih optičnih komunikacijskih in senzorskih sistemih .
Vrste uravnoteženih fotodetektorjev Ingaas
Diskretno uravnotežen fotodetektor
Dve ločeni fotodiodi Ingaas, nameščeni na skupni podlagi ali v ohišju .
Zunanje vezje združuje njihove izhode, da ustvari diferenčni signal .
Monolitni uravnotežen fotodetektor
Obe fotodiodi sta izdelani na enem čipu ali polprevodniški rezini .
Ponuja boljše ujemanje, zmanjšano parazitiko in izboljšane zmogljivosti .
Hitro uravnotežen fotodetektor
Zasnovan za zelo visokofrekvenčni odziv (območje GHz), primerno za komunikacije z visokimi podatki .
Pogosto ima integrirane ojačevalnike tranzimpedance (tias) .
Fiber-vezan uravnotežen fotodetektor
Integrirano z optičnimi vlakni za učinkovito spajanje z optičnimi vlakni .
Uporablja se v optičnih komunikacijskih sistemih za neposredno povezljivost vlaken .
Delovno načelo
Nastavitev dvojnih fotodiodov:
Uravnotežen fotodetektor je sestavljen iz dveh fotodiodov, ki prejemataDva optična vhoda.
Ti vhodi so običajnosignalin aReferenčni/lokalni oscilatorv skladnih sistemih zaznavanja ali dveh dopolnilnih optičnih signalov v interferometričnih nastavitvah .
Generacija fototokov:
Vsak fotodiod pretvori vpadne fotone v fototokto, sorazmerno s prejete optične moči .
Diferencialni izhod signala:
Fototoki iz obeh diod so združeni v adiferencialni način- En fototok je odštet od drugega .
To odštevanje odpove hrup v običajnem načinu (na primer hrup intenzivnosti ali luč v ozadju), ki je enako prisoten v obeh signalih .
Zatiranje hrupa:
Z zavrnitvijo hrupa v običajnem načinu uravnotežen fotodetektorRazmerje med signalom in šumom (SNR).
Je še posebej učinkovit pri zmanjševanjuHrup laserske intenzivnostiinMotnje v okolici.
Odziv na hitro:
Ingaas Material ponuja visoko kvantno učinkovitost in hiter odziv nosilca v skoraj infrardeči regiji (~ 900–1700 nm), kar omogoča odkrivanje visoke hitrosti .
Funkcije
Zavrnitev hrupa v običajnem načinu:Zatira hrupne signale, ki so skupni obema vhodom, izboljša občutljivost za odkrivanje .
Diferencialno odkrivanje signala:Razlike optične faze ali amplitude med dvema vhodnima signalom pretvori v električni izhod .
Zaznavanje optičnega signala za visoko hitrost:Omogoča hitro in natančno zaznavanje moduliranih optičnih signalov v telekomunikacijskem in podatkovnem komunikaciji .
Izboljšan dinamični razpon:Zmanjša izkrivljanje in poveča sistemski dinamični razpon z uravnoteženjem zaznanih signalov .
Koherentno odkrivanje:Ključna komponenta v koherentnih optičnih sprejemnikih za fazno in amplitudno demodulacijo .
Interferometrično zaznavanje:Uporablja se v optičnih senzorjih, ki se zanašajo na zaznavanje vzorcev motenj .
Prijave
Skladni optični komunikacijski sistemi
Uravnoteženi fotodetektorji so bistveni pri koherentnih sprejemnikih, kjer je dohodni optični signal pomešan z lokalnim oscilatorjem .
Izboljša občutljivost in omogoča odkrivanje informacij o fazi in amplitudi za napredne modulacijske formate (QPSK, QAM) .
Interferometrični senzorji iz vlaken
Uporablja se v senzorjih, kot soFiber Bragg rešetke (FBG)inMach-Zehnderjevi interferometriZa zaznavanje minutnih sprememb seva, temperature ali tlaka z merjenjem faznih razlik .
Kvantna optika in kvantna komunikacija
Uravnoteženo odkrivanje se uporablja za natančno merjenje kvantnih stanj svetlobe, stisnjenih stanj ali zapletenih fotonov .
Optična koherenčna tomografija (oktober)
Uporablja se pri biomedicinskem slikanju za zaznavanje motenj med referenčnimi in vzorčnimi svetlobnimi žarki za slikanje tkiv z visoko ločljivostjo .
Lidar in dometa
Omogoča občutljivo odkrivanje odsevnih optičnih signalov z izboljšanjem razmerja med signalom in šumom .
Spektroskopija
Uporablja se v shemah odkrivanja heterodina ali homodina za občutljivo spektralno analizo .
Mikrovalovna fotonika
Pretvori visokofrekvenčne optične signale v električne signale z nizkim hrupom za RF in mikrovalovno aplikacijo .
Povzetek tabele
| Vidik | Podrobnosti |
|---|---|
| Material | Ingaas (odkrivanje skoraj infrardečega) |
| Operacijska valovna dolžina | ~ 900 nm do 1700 nm |
| Konfiguracija | Dve ujemani fotodiodi v diferencialnem načinu |
| Ključna funkcija | Zatiranje hrupa v običajnem načinu |
| Hitrost | Do več deset Ghz, odvisno od oblikovanja |
| Prijave | Koherentna komunikacija, zaznavanje, oktober, Lidar |