光电探测器怎么选

news2025/1/23 12:04:55

想要挑选光电探测器,首先应该理解探测器的重要的几个指标。
实际看一个光电探测器吧
国外一款高灵敏度光电探测器

输入输出接口三个部分,光纤输入,射频输出,电源供电

数据手册

捡几个难理解的说说,详细推导解释这里不赘述了,难理解的就是
1、等效噪声功率(Noise Equivalent Power,NEP),代表光电探测器的噪声水平,越小越好。
2、跨阻增益(Transimpedance gain),单位有的是V/A,有的是V/W,意思是输出电压信号幅度除以输入光电流或者光功率,为什么有两种,是因为光功率可以通过光电二极管转换成光电流,两者关系为,光功率乘以响应度等于光电流。
3、输出信号幅度,这里好理解但是应该小心,在高频的光电探测器有的会做限幅处理,只有两三百毫伏,这将影响动态范围。

一、选型前4点小提示, 注意看!!

1、波长选择不匹配,探测器将会无响应
2、探测功率过大,有可能导致探测器饱和无法探测到真实值,甚至烧坏探测器
3、带宽跟增益是矛盾的,所以做不到高带宽跟高增益,所以并不是越大越好,合适应用就最好
4、光纤接口还是自由空间光,两种类型的光敏面相差很大。

二、选型前需要准备的参数

1、进入光电探测器(PD)的功率有多大?
如果您不确定进入光电探测器的功率有多大,您需要用光功率计测试一下。从功率计上获取到探测的光功率大小。(如下图),这里需要注意的是进入光电探测器的功率,而不是激光器光源的功率,因为在您的应用中,光从激光器出来后有可能衰减。一般不超过1mW,0dBm。

2、您的激光器发出的光的波长是多少nm?
常用的有:1550nm,980nm 等,您可以看看您的激光器输出是多少nm的

3、需要带宽是多少?
光电探测器实质也是一个解调器,将光信号中夹带的信息转换成电信号,调制在光信号上面的信号,是什么信号,频率多少,带宽多少,上升沿多少,如果不知道自己需要多少带宽,那期望的响应速度是怎么样的?

上升沿和带宽也有一定关系,

上升沿时间应该是,信号从最大稳态值的10%上升到90%的过渡时间
带宽是-3dB带宽

5、是光纤耦合输入还是自由空间光输入?

空间光输入

光纤输入

6、输出耦合类型,AC耦合还是DC耦合
AC耦合,输出交流信号,无直流
DC耦合,输出直流和交流都包含

7、电源供电,双电源还是单电源
有点光电探测器需要正负15V供电有点麻烦,如果用一个单电源12V供电多简单,找个适配器就行,虽然噪声大一点。

其它

跨阻增益(Transimpedance gain)的计算

假设我选的是PD01-AC-400型,跨阻增益1200kV/A的光电探测器,输入光功率100uW,输出电压应该多少呢?
按道理来说,应该这么计算,100uW*0.9(响应度)=90uA,90*1200=1.2V,输出应该1.2V。

而实际中,这里100uW,如果是使用光功率计测量出来的,那么光电探测器输出的电压肯定没有1.2V,在上一篇讲过,光功率也分直流分量和交流分量,我们需要放大交流分量,而交流分量占的比例很小。

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