基于高速微弱光电探测相关技术的浅析

高速微弱光电探测技术在激光通信中应用广泛,如何在噪声环境中检测出所需信号是一个难点。首先对光电探测器主要部分(光电二极管与放大器)的参数进行分析,然后分析了光电二极管输出信噪比,得出提高光电探测灵敏度关键在于选择恰当的器件以及设计合理的放大电路。通过搭建具体的实验电路,经过测试,该电路在工作波长为1 550 nm脉冲信号,传输速率为2.5 Gb/s条件下,误码率为10-12时,探测器灵敏度可达到-24.8 dBm,实现了高速微弱信号的探测。     

基于AD500-9激光测距系统的设计

基于AD500-9型雪崩光电二极管设计以窄脉冲发射、 雪崩光电二极管偏置、 弱光信号处理和计时电路为主要结构的激光测距系统. 利用标准时基发生器对计时电路进行验证, 采用线性拟合方法使时间测量的精度为10^-10量级. 采用软件校准方法将测距实验中的测量误差控制在±0.1 m以内, 并对误差进行分析.     

硅光电二极管在光电检测电路中的应用研究

分析了光电检测时硅光电二极管线性响应及噪声特性,给出了硅光电二极管的线性度及信噪比公式,并结合噪声En-In模型^[1],对光电二极管用于光电检测时影响电路信噪比 的因素进行了探讨。     

微弱光信号检测电路的设计

针对微弱光信号检测电路的噪声问题,通过建立硅光二极管等效电路模型,分析了检测电路的特性及影响电路性能的关键因素,为电路的设计提供了理论基础。以硅光二极管为光电检测器件,设计了微弱光信号检测电路。经实验测试,检测电路可有效地对微弱光信号进行检测,并具有良好的低噪声特性。     

硅光电管光电转换特性的测量分析及应用

<正>近年来硅光电器件在各种仪器仪表上的应用日益增加,为了进一步研究硅光电管的光电转换特性,我们对硅光电二极管和硅光电三极管进行了实验测量.经过分析和研究,发现了有用的特性.可利用这些特性作电阻开关计、测量光强等应用;利用光电转换技术可以开发多种应用产品,用以测量光源的强度分布,物体的反光度、照相底片     

硅光二极管光电检测电路的研究与设计

为了满足对较微弱光信号高精度的检测要求,在详细分析了硅光二极管光电检测电路的线性响应及噪声特性的基础上,提出了对相关器件选型和电路设计形式的基本要求,并以硅光二极管探测器件DET36A及低噪声、高精度运放芯片ICL7650为例设计测试了一种可方便嵌入应用于微弱光环境下的光电检测电路。经过实验测试表明,在0.1～10 Lux低照度弱光照射下,该电路具有较好的低噪声输出特性和良好的线性响应。     

分布式光纤测温系统中 APD 探测电路设计

为提高基于拉曼散射分布式光纤测温系统整体的探测精度并增加探测距离, 设计了性能优良的 APD (Avalanche Photo Diode)探测电路。 对光电探测器件工作技术参数进行分析, 选定响应度高和带宽范围大的雪 崩二极管作为转换前端, 采用高精度快速集成运算放大芯片 CLC425 设计带有滤波的多级放大电路。 实验结果 表明, 该电路实用可靠, 具有响应速度快、 精度高和宽带大(100 MHz)的特性, 可有效提高拉曼测温系统的动 态精度和测温范围。     

基于FPGA的转速光电传感测量系统

利用光电式测量的抗干扰性好、反应快、灵敏度高、精度高、可测范围宽的优点,对高速转轴的转速进行更精准的测量。激光器将转轴的转速参数转换成周期性的光信号,然后高速硅光电二极管将接收的光信号转换为电流信号,经模拟电路处理得到数字电压脉冲信号,再利用基于FPGA数字移相技术的高精度脉宽测量方法对数字电压脉冲信号进行测量,处理后最终得到转速的精确结果并显示在液晶屏幕上。试验结果表明,测量结果准确度高,稳定性好,适用于一般的高速测量场合。     

高响应度的NMOS型栅体互连光电探测器

针对硅基光电探测响应度低的问题,设计了一款与标准CMOS工艺兼容的、可用于弱光探测的高响应度的NMOS型光电探测器(NMOS-PD).该探测器由栅体互连的NMOS管和T-well/N-well结光电二极管构成,利用光电二极管的光生伏特效应改变T阱电势,进而控制NMOS管的栅压和阈值电压,以此实现光信号的探测与倍增放大,故所设计光电探测器具有更高的光电流增益和更宽的动态范围.经理论模拟计算和优化设计,本文设计了总面积为20μm×20μm的NMOS-PD,选用整个T阱区作为光敏区域(16μm×16μm),以增加光的吸收量,所设计光电探测器经UMC 0.18μm CMOS工艺流片制备.测试结果表明,所设计探测器在400～700 nm波长范围内具有较好的响应度.采用630 nm LED作为光源,当输出光功率密度P_(opt)=5 mW/cm~2、漏源偏压V_(DS)=0.4 V时,NMOS-PD的响应度达到1 550 A/W,并实现了200 kHz的信号探测.尽管随着光强增大,光电探测器响应度逐渐降低,但整体上仍超过10~3A/W.与硅基CMOS工艺制备的传统光电探测器相比,所设计光电探测器结构不仅可在低压、低功耗下正常工作,且在弱光条件下具有极高的倍增放大能力,有望应用于弱光探测的图像传感领域.     

与CMOS兼容的光电二极管模型及其SPICE模拟分析

本文通过对CM O S图像传感器像素内的光电二极管工作原理的讨论,提出了一种改进的半经验光电二极管SP ICE模型建立方法,并将该模型用于系统电路和仿真,比较仿真结构与实验结果说明,该模型可成功用于CM O S图像传感器系统的电路模拟.     

光纤液位仪发射-接收机设计

基于光弹效应，研制了ＩＭ８５－Ⅰ 型光纤液位仪。其传感器内采用光桥式补偿光路，可以克服各种外界因素对测量产生的不利影响。根据补偿结构的要求，其发射－接收机采用双光源交替发光，双探测器同时探测的工作方式。但光源光谱稳定性和光电探测器光电转换的线性对测量结果都会有影响．分析表明：选择发光二极管作光源，硅ＰＩＮ管作探测器．采用Ⅰ－Ｖ光电转换方式，可以满足没计要求。仪器的精度为０．２％．     

弱光强信号检测系统前级放大电路的设计

针对防伪全息产品参数检测中弱光强信号的探测,设计了一种实用化的基于ICL7650斩波自动稳零运算放大器的低噪声前级放大电路。同时,从电路形式设计和器件选择两方面论述了光电探测器基本前级电路设计要点,并在实验的基础上分析了影响光电探测器精度的因素。实验结果表明：电路输出信号信噪比大于90;电路在配置匹配电阻时输出信号的信噪比是无匹配电阻时的10倍以上。     

光电可逆计数器系统的设计

通过对光电可逆计数器系统的研究，分析设计了以CMOS集成电路为基本组成部分，配合光电探测电路，电压放大电路波形整形电路，从而对光信号干涉条纹进行计数，达到高精度测试目的。     

模拟量光电隔离电路

光电隔离是系统抗干扰的一种重要措施。但模拟量光电隔离却一直没有得到很好地解决。本文利用Ｖ／Ｆ和Ｆ／Ｖ转换技术巧妙地解决了这一问题。实验证明，该电路具有输入电压范围宽，线性度好，准确度高的优点。     

差动对焦系统光电信号探测电路的设计

依据差动对焦系统的要求,给出了差动光电信号探测电路的实现方法。以高性能仪用放大器AD620BN、低噪声运放AD795JRZ和运放OP07EP为核心,设计了光电转换前置电路、信号调理及差分电路、二阶低通滤波器及伪零点消除电路,实现将差动光信号转换为电信号。经后续MSP430F149单片机系统电路处理后,产生调焦控制信号实现系统的自动对焦。实验测试结果验证了所设计电路的可行性和正确性,符合差动对焦系统的设计要求。     

CH3NH3PbI3钙钛矿光电探测器的短脉冲光电响应

以Nd:YAG纳秒脉冲激光器的2倍频输出(532 nm)作为激发光源,比较了1步法、2步法制备钙钛矿光电探测器对ns量级短脉冲激光的光电响应.结果表明,2种钙钛矿光电探测器的上升沿响应时间相当,为20～ 25 ns,且随着探测器的性能退化,上升沿响应时间基本保持不变;在灵敏度方面,2步法CH3NH3PbI3钙钛矿光电探测器能够在更大入射能量范围内保持线性响应,且在低能入射条件下具有更佳的光电转换效率;在光电转换效率的长时间稳定性方面,1步法CH3NH3PbI3钙钛矿光电探测器优于2步法CH3NH3PbI3钙钛矿光电探测器.所得结果既有助于钙钛矿光电探测器的光电转换行为表征,也有利于拓展钙钛矿光电探测器的应用范围.     

红外烟道测尘仪

本文论述了红外烟道测尘仪的原理、构成及功用.该仪器用红外发光二极管作光源,用硅光电二极管检测散射光,用简单实用的电路进行信号处理.其测量精度、零点精度和稳定度均为±10mV,灵敏度为1mg/m~3.     

一种光耦隔离电路及其在并网逆变器中的应用

介绍一种由普通光电耦合器设计而成的新型光耦隔离电路,它能较好的隔离输入输出信号,抑制串入的干扰噪声.该光耦隔离电路采用差分法和偏置法,具有结构简单、线性度好、成本低等优点.详述了该电路各部分的作用,并将其应用到三相并网逆变器中做了相关实验,实验表明该电路具有精度高、稳定性好等特点,验证了理论分析的正确性.     

天幕靶基级放大电路的噪声模型研究

通过对单电阻I／V转换和T型网络两种典型的基级电路的分析，提出了光电二极管阵列与这两种电路相结合的噪声模型，仿真分析了输入电阻热噪声和运算放大器输入噪声双重作用下的输出噪声水平．经比较，T型网络输出信号的信噪比要比单电阻的I／V转换电路高6dB．实验结果证明，T型网络的误差主要由并联电阻个数决定，所以减小每个与T型网络相连的光电二极管数量，可以大幅度提高系统的信噪比。     

高重复率脉冲激光能量的检测

一、原理和结构高重复率脉冲激光能量监测装置是根据图1所示的原理制成的.硅光二极管D受脉冲激光照射后产生脉冲的光电流,对电容器C充电,电容器两端电压V和电量Q有如下关系:Q=CV(Q对应于激光的能量E),即有Q=kE,k是硅光二极管光电转换常数.然后,电容器上的电量通过RC放电,放电曲线的面积就代表激光能量,这就把测量激