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期刊信息
  • 主管单位:
  • 中国科学技术协会
  • 主办单位:
  • 中国仪器仪表学会、上海光学仪器研究所、中国光学学会工程光学专业委员会
  • 主  编:
  • 庄松林
  • 地  址:
  • 上海市军工路516号上海理工大学《光学仪器》编辑部
  • 邮政编码:
  • 200093
  • 联系电话:
  • 021-55270110
  • 电子邮件:
  • gxyq@usst.edu.cn
  • 国际标准刊号:
  • 1005-5630
  • 国内统一刊号:
  • 31-1504/TH
  • 邮发代号:
  • 单  价:
  • 15.00
  • 定  价:
  • 90.00
高速平衡零拍探测器的设计与实现
Design and implementation of high-speed balanced homodyne detector
投稿时间:2022-03-08  
DOI:10.3969/j.issn.1005-5630.2022.004.005
中文关键词:  平衡零拍探测  跨阻放大器  量子噪声  共模抑制比  散粒噪声与电子噪声比值
英文关键词:balanced homodyne detection  trans-impedance amplifier  quantum noise  common-mode rejection ratio  shot noise to electronic noise
基金项目:国家自然科学基金面上项目(62175152)
作者单位E-mail
滕鑫 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093  
佘慧敏 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093  
梁焰 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093 yanliang@usst.edu.cn 
摘要点击次数: 2832
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中文摘要:
      平衡零拍探测器存在共模抑制比小、响应带宽低等问题。针对以上问题,尝试从两方面进行改进:一方面,通过测试探测器中光电检测器(PIN光电二极管)的响应特性,选择性能相近的器件进行平衡探测,以提升共模抑制比;另一方面,采用跨阻放大与比例运放级联的方式对光电流信号进行提取,解决一级采样放大器增益带宽积局限的问题,在保障灵敏度的同时提升探测器的响应带宽。由此实现了300 MHz的平衡零拍探测,共模抑制比高达66 dB,并有效检测了光信号中的量子散粒噪声,为高速灵敏探测提供了一种有效技术方案。
英文摘要:
      Balanced homodyne detectors have the disadvantages such as small common mode rejection ratio (CMRR) and low response bandwidth, etc. To address the problems, we designed a scheme to test the response characteristics of the photodetector (PIN photodiode) in the detector and selected devices with similar performance for balanced detection to improve the CMRR. Furthermore, the scheme of cascading transimpedance amplification and proportional operational amplifier were proposed to extract the photocurrent signal, which solved the problem of the limitation of the gain bandwidth product of the primary sampling amplifier and improved the response bandwidth of the detector while ensuring the sensitivity. As a result, we achieved 300-MHz balanced homodyne detection and the CMRR went up to 66 dB. We also detected the quantum shot noise in the optical signal. These achievements provide an effective technical scheme for high-speed sensitive detection.
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