[发明专利]一种基于锁定放大结构的硅波导电导检测电路

说明书

本发明公开了一种基于锁定放大结构的硅波导电导检测电路，包括相敏检测器和带通滤波器，相敏检测器的输出端和带通滤波器的输入端连接，相敏检测器包括第一开关、第二开关和跨阻放大器，第一开关的时钟端和第二开关的反相时钟端连接且其连接端为相敏检测器的时钟端，用于接入时钟信号，第一开关的反相时钟端和第二开关的时钟端连接且其连接端为相敏检测器的反相时钟端，用于接入反相时钟信号，跨阻放大器包括第一电阻、第二电阻、第一电容和运算放大器，优点是可使表示硅波导变化信息的电流信号远离低频闪烁噪声的影响，从而提高了硅波导电导的分辨率。

技术领域

本发明涉及一种硅波导电导检测电路，尤其是涉及一种基于锁定放大结构的硅波导电导检测电路。

背景技术

光学器件波导电导的变化随着入射光功率的变化而改变，利用波导电导的变化实现光功率监测。无接触集成光子探头(Contactless Integrated Photonic Probe,CLIPP)检测技术利用硅波导自身作为光功率监视器，达到无创光功率检测的目的。

现有的基于无接触光子探头检测技术实现的硅波导电导检测电路是采用传统的锁相放大结构来实现的。该硅波导电导检测电路中，表示硅波导电导变化信息的电流信号通过跨阻放大器放大转换为电压信号，该电压信号再与外部调制信号相乘，完成频谱迁移，最后通过低通滤波器滤除噪声，得到放大的表示电导变化信息的电压信号。但是现有的硅波导电导检测电路采用传统的基于频率为0Hz的锁定放大器结构来实现，该结构中用于提取目标信号的低通滤波器在频率为0Hz处提取目标电压信号，由于低频闪烁噪声的影响较大，以至得到的表示电导变化信息的电压信号精度不高，因此，硅波导电导分辨率不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以避免低频闪烁噪声的影响，分辨率较高的基于锁定放大结构的硅波导电导检测电路。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于锁定放大结构的硅波导电导检测电路，包括相敏检测器和带通滤波器，所述的相敏检测器具有输入端、时钟端、反相时钟端、用于接入第一偏置电压的第一偏置端、用于接入第二偏置电压的第二偏置端、用于接入第三偏置电压的第三偏置端、用于接入第四偏置电压的第四偏置端和输出端，所述的带通滤波器具有输入端和输出端，所述的相敏检测器的输出端和所述的带通滤波器的输入端连接，所述的相敏检测器包括第一开关、第二开关和跨阻放大器，所述的第一开关和所述的第二开关分别具有输入端、输出端、时钟端和反相时钟端，所述的第一开关的时钟端和所述的第二开关的反相时钟端连接且其连接端为所述的相敏检测器的时钟端，用于接入时钟信号，所述的第一开关的反相时钟端和所述的第二开关的时钟端连接且其连接端为所述的相敏检测器的反相时钟端，用于接入反相时钟信号，所述的跨阻放大器包括第一电阻、第二电阻、第一电容和运算放大器，所述的运算放大器具有正输入端、负输入端、第一偏置端、第二偏置端、第三偏置端、第四偏置端和输出端，所述的第一电阻的一端和所述的运算放大器的正输入端连接且其连接端为所述的跨阻放大器的正输入端，所述的第一电阻的另一端接地，所述的第二电阻的一端和所述的运算放大器的负输入端连接且其连接端为所述的跨阻放大器的负输入端，所述的第二电阻的另一端、所述的第一电容的一端和所述的运算放大器的输出端连接且其连接端为所述的跨阻放大器的输出端，所述的第一电容的另一端接地，所述的运算放大器的第一偏置端为所述的跨阻放大器的第一偏置端，所述的运算放大器的第二偏置端为所述的跨阻放大器的第二偏置端，所述的运算放大器的第三偏置端为所述的跨阻放大器的第三偏置端，所述的运算放大器的第四偏置端为所述的跨阻放大器的第四偏置端，所述的第一开关的输入端和所述的第二开关的输入端连接且其连接端为所述的相敏检测器的输入端，所述的第一开关的输出端和所述的跨阻放大器的正输入端连接，所述的第二开关的输出端和所述的跨阻放大器的负输入端连接，所述的跨阻放大器的输出端为所述的相敏检测器的输出端，所述的跨阻放大器的第一偏置端为所述的相敏检测器的第一偏置端，所述的跨阻放大器的第二偏置端为所述的相敏检测器的第二偏置端，所述的跨阻放大器的第三偏置端为所述的相敏检测器的第三偏置端，所述的跨阻放大器的第四偏置端为所述的相敏检测器的第四偏置端。