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1、第23卷第1期光电技术应用Vol.23,No.12008年2月ELECTRO-OPTICTECHNOLOGYAPPLICATIONFebruary.2008文章编号:1673-1255(2008)01-0045-04高速差分光电检测电路的设计陈楚,张雅虹,黄春晖(福州大学物理与信息工程学院,福建福州350002)摘要:为配合连续变量量子密钥分配实验,本实验设计了一个光信号检测电路,在参考相关设计资料的基础上,采用新型器件,实现了光信号的高速差分检测.从光检测器件基本原理入手,讨论实验方案,再对设计电路的各个模块进行分析,最后给出测试方法及测试结果.关键词:
2、光电检测;差分;SA5212;UA733中图分类号:TN247文献标识码:ADesignofHigh2speedDifferentialPhotoelectricDetectionCircuitCHENChu,ZHANGYa2hong,HUANGChun2hui(CollegeofPhysicsandInformationEngineering,FuzhouUniversity,Fuzhou,350002,China)Abstract:Asonecomponentofcontinuousvariablequantumkeydistributionexper
3、iment,alightsignaldetectioncircuitisdesignedintheexperiment.Onthebasisofreferringtotheinformationrelatedandtheuseofnewde2vices,thehigh2speeddifferentialopticalsignaldetectionisachieved.Startingwiththebasicprincipleofopticaldetectiondevices,theexperimentalprogramisdiscussed,thenthe
4、modulesinthedesignedcircuitareanalyzed,thetestingmethodsandtheresultstestedaregivenatlast.Keywords:photoelectricdetection;difference;SA5212;UA733光电检测技术是一种非接触测量的高新技术,计思想优化电路结构,采用新型器件,设计出一个适将传统的光学技术与现代电子技术相结合,是获取用于连续变量量子密钥分配实验的高速差分光电检[1-3]光信息或借助于光提取其他信息的重要手段.测电路.文中从基本原理出发,对电路设计进行分光电
5、检测就是把调制到光载波上的有用信号解调出析,最后给出电路的测试方法及测试结果.来,实现光信号到电信号的转换.光电检测的一个应用就是作为连续变量量子密1基本原理[4,5]钥分发系统的信号接收器.连续变量量子密钥分配实验中采用微弱光脉冲代替单光子脉冲作为信1.1光电二极管等效模型息载体.微弱光信号在发送方经过调制,在信道上传输,到达接收方,在接收方利用零差相干检测技术,光电二极管的等效电路模型如图1所示.将信号光与本振光进行混频,输出的2路光信号利从图1可看出:光电二极管包括理想二极管、光用差分光电检测电路进行光电转换,把光信号的差电流、分路电阻RSH、结电容
6、CJ的并联.分信息转换为与功率成正比的电压信号,进行后续其中:结电容CJ的大小与结电流和反偏电压的信号采集与处理.有关,当反偏电压上升时,结电容会随之减小.分路根据上述系统的要求,本文运用相关电路的设电阻较大(100kΩ～100GΩ),但是随温度变化比较收稿日期:2007-12-20基金项目:福建省自然科学基金资助项目(Z051003)作者简介:陈楚(1984-),男,福建莆田人,硕士研究生,主要研究方向为电路与系统.46光电技术应用第23卷图1光电二极管等效电路模型明显,温度每上升10℃,分路电阻就减小1/2.1.2偏置方式选择本实验采用的光电管为BPX
7、65,在光照下根据图2短路电流输出与光照的关系外部电路的不同可以产生2种输出:(1)开路电压输出从图2可以看出:光电二极管的短路输出电流当光电管的两端处于开路状态时,在光照下会在6～9个数量级的光强范围呈理想线性变化,因此产生开路电压输出.但光电二极管的开路输出电压短路电流输出方式适用于光信号检测.与光照强度成对数关系,且受温度变化的影响较大,本次设计的目的是要实现高速光信号检测,因开路电压输出的方式适合于太阳能电池方面的应此在偏置上采取了短路电流输出方式,使光电二极用,不适用于光信号检测.管工作在反偏状态下,并使前置放大器的输入电阻(2)短路电流输出接近
8、短路状态.在光电二极管输出的前置信号放大当光电二极管的两端处于短路
