低噪声不隔直光电探测器的研制

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1、宣臻知夕l学术硕士学位论文低噪声不隔直光电探测器的研制LowNoiseandnonDCblockingphotodetectordesign作者：王大鹏导师：盛新志北京交通大学2014年3月学位论文版权使用授权书渺本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：王莨碍鹂签字日期：力D／垆年乡月／

2、2／日～胗之月薪。藩孵中图分类号：0434．12UDC：学校代码：10004密级：公开北京交通大学学术硕士学位论文低噪声不隔直光电探测器的研制LowNoiseandnonDCblockingphotodetectordesign作者姓名：王大鹏导师姓名：盛新志学位类别：工科学号：1l12l832职称：教授学位级别：硕士学科专业：光学工程研究方向：光纤通信北京交通大学2014年3月致谢本论文的工作是在我的导师盛新志教授的悉心指导下完成的，盛新志教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来盛新志老师对我的关心和指导。吴

3、重庆教授悉一LL,指导我完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向吴重庆老师表示衷心的谢意。刘国栋、王甫师兄对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷-tL,的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，蓝善发、杨伟、刘英峰、李善勇、傅迎光、高松、秦涛、倪佳敏、王一旭、刘贺、王志豪等同学对我论文中的电路及数据处理工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢我的家人，他们的理解和支持使我能够在学校专。tL,完成我的学业。中文摘要摘要：光电探测器是光电子技术的核心之一，也是光纤通信系统中光信号转换成电

4、信号的关键部件。现有光电探测器存在的主要缺陷是不能同时对脉冲光信号与直流光信号进行测量，虽然美国力科仪器公司的光电转换头能同时测量脉冲光信号与直流光信号，但是价格昂贵。本文讨论了现有光电探测器的构成、类型与基本原理，分析了影响光电探测器各个性能参数与噪声的因素。在此基础之上，首先，设计了一个不隔直光电探测电路，并采用平衡放大方式消除直流工作点不稳定问题；其次，对影响噪声的各种因素进行研究，计算光电探测器的噪声电压和电流，为光电探测器设计了一个温度控制系统，通过降低探测器的温度来降低噪声，提高信噪比；然后，提出了一种利用谐波分析法测量光电探测器带宽

5、的方法，并将实验数据经MATLAB处理，得到该光电探测器的带宽。最终，本文设计并制作了一个光功率测量范围．40dBm---一10dBm，响应度为O．18v／w，灵敏度优于一40dBm，噪声电压小于5mV，光调制频率范围0～200MHz，直流漂移电压为0．9mV的低噪声、不隔直光电探测器。关键词：不隔直；低噪声；谐波分析；温度控制分类号：0434．12ABSTRACTABSTRACT：Thephotodetectorisacoretechnologyofphotonics，it’Salsoakeypartthatconvertsopticalint

6、oelectricalinthefibercommunicationsystems，butmostoftheconventionalphotodetectorcan’tdetecttheDCandpulseopticalsignalsattheSalTletime．AlthoughaphotovoltaicheadoftheLecroyInstrumentscanmeasurethemsimultaneously，butthepriceisSOexpensive．Thispaperdiscussedthestructure，typesandbas

7、icprinciplesofthephotodetector；it’Salsoanalyzedthefactorsthataffectingtheperformanceparametersandthenoise．Basedonthis，firstly,anon—blockingphotoelectricdetectioncircuitisdesigned，andabalancedamplifyapproachisadoptedtoeliminatetheinstabilityofDCoperatingpoint；secondly，avariety

8、offactorsthataffectthenoiseisstudied，thenoisevoltageandnoisecurrenta