[發明專利]一種帶有差分放大功能的小型化光電探測器

有效

• 申請號: 201710614963.4
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107389189B
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 馬慧娟;王宇;季俊云;孟超;李丁
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京長城計量測試技術研究所
• 主分類號: G01J1/44
• 分類號: G01J1/44;G01J1/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開的一種帶有差分放大功能的小型化光電探測器，屬于光電技術及電子集成電路技術領域。本發明主要由光電探測模塊和差分放大電路模塊組成。光電探測模塊負責收集待測激光器的出射光信號，包括兩套光電二極管和兩套保護外殼。差分放大電路模塊用于對探測信號進行差分放大處理，主要由第一級放大電路、兩路電壓跟隨器、第二級差分放大電路組成。在第一級放大電路中包含兩條平行的放大電路支路，輸入來源于光電探測模塊探測到的光電流，兩條放大電路分別對兩路光電流信號進行放大后輸出做后續差分放大處理。要解決的技術問題為提供高敏感度、高信噪比、小型化、高帶載能力、帶有差分放大功能的小型化光電探測器，能夠均衡分布前后兩級大電路的增益。

技術領域

本發明涉及光電技術及電子集成電路技術領域，尤其涉及一種用于探測激光并對光電流進行差分放大的低噪聲、高帶載能力、小型化光電探測器。

背景技術

目前，光電探測器在激光穩頻、激光鎖相、激光拍頻等光電技術領域中都有重要的應用價值。而帶有差分放大功能的光電探測器，可以根據目標激光的功率，將微弱光功率信號轉化成電流信號并完成差分放大的處理，為激光信號處理奠定了基礎。

帶有差分放大功能的小型化光電探測器將光電子技術和電子電路技術結合為一體。主要由光電二極管、放大電路、電壓跟隨電路、差分電路構成。

帶有差分放大功能的光電探測器的光電二極管可以接收光路傳來的激光，將光強信號轉化成電流信號，通過電路板第一級運算放大器輸入端的前置下拉電阻將電流信號轉化成電壓信號，并通過差分放大電路的兩級運算放大器對兩束探測光進行電壓差分放大處理。若要提高帶有差分放大功能的光電探測器的性能，必須提高光電二極管和放大電路的性能。一般來說，光電探測器能夠處理微弱的激光信號，這就要求光電探測器的光電二極管具有較高的輻射靈敏度并且放大電路具有較高的增益。但是，當放大倍數比較大時，在放大有效光電壓信號的同時噪聲信號也得以放大，使得光電探測信號的信噪比較低，帶寬下降。因此，需要合理地分布前后級放大電路的增益。傳統的差分放大電路往往由于光電二極管的阻抗大，導致光電探測器的帶載能力不夠。此外，在實際使用過程中，對光電探測器的尺寸也有限制要求。

發明內容

針對傳統的帶有差分放大功能的探測器所存在的上述技術問題，本發明公開的一種帶有差分放大功能的小型化光電探測器要解決的技術問題為：提供一種高敏感度、高信噪比、小型化、高帶載能力、帶有差分放大功能的光電探測器，能夠均衡分布前后兩級大電路的增益。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的。

本發明公開的一種帶有差分放大功能的小型化光電探測器，外圍設備為待測的激光器，激光器的出射光作為待測對象入射到帶有差分放大功能的小型化光電探測器中，本發明中的光電探測器的相應波段近320-1100nm，可覆蓋紫外光、可見光、近紅外波段。

本發明公開的一種帶有差分放大功能的小型化光電探測器，主要由光電探測模塊和差分放大電路模塊兩部分組成。

前端的光電探測模塊主要負責收集待測激光器的出射光信號。所述光電探測模塊包括兩套光電二極管和兩套保護外殼。其中，第一套光電二極管和保護外殼包括第一雙管腳光電二極管、第一探測器保護外殼、第一SMA信號線端子。第二套光電二極管和保護外殼包括第二雙管腳光電二極管、第二探測器保護外殼、第二SMA信號線端子。

后端的差分放大電路模塊能夠對兩套光電二極管的探測信號進行差分放大處理。所述差分放大電路模塊主要由第一級放大電路、兩路電壓跟隨器、第二級差分放大電路組成。在第一級放大電路中包含兩條平行的放大電路支路，輸入來源于前端光電探測模塊探測到的光電流，兩條放大電路分別對兩路光電流信號進行放大后輸出做后續差分放大處理。