[发明专利]平衡光电探测器

说明书

本发明涉及光电探测技术，具体是一种带偏置调零且增益连续可调的平衡光电探测器。本发明的光电转换电路通过有源滤波电路与可调增益电路连接；两个有源滤波电路之间设有偏置电压调节电路，偏置电压调节电路与可调增益电路连接；电源稳压电路分别与光电转换电路、有源滤波电路、可调增益电路连接，实现了增益连续可调节、并实现了偏置电压调零；本发明的探测器还包括封装盒，封装盒的顶盖上方开有分别用于固定光电探测电路的电源输入接头和BNC接头的第一圆孔和第二圆孔，封装盒的前面板上开有用于输入光信号的第三圆孔和第四圆孔，封装盒的后盖设有穿过第十六电阻和第十一电阻调节旋钮的第一小孔和第二小孔。本发明的探测器体积小、成本低。

技术领域

本发明涉及光电探测技术，具体是一种带有偏置调零且增益连续可调的平衡光电探测器。

背景技术

平衡光电探测器是一种能把两个光学输入信号相减的平衡接收器件。利用平衡光电探测器可以消除共模噪声，从干涉的本底噪声中提取信号路径的微小变化，在其在外差探测、激光频率锁定、光谱测量、微弱信号探测和光延迟测量等基础与应用科学研究有重要应用。目前国内外主要采用美国Thorlabs公司和Newfocus公司生产的带增益平衡光电探测器，然而其缺点也很明显：其一，现有的平衡光电探测器由于自身结构所限，体积相对较大、使用不灵活。其二，在两个光输入信号相减后，无法调节偏置电压。其三，无法连续调节增益系数。其四，现有的平衡光电探测器造价过高。基于此，有必要发明一种新的平衡光电探测器，以解决现有的平衡光电探测器体积较大、不具备对两个输入光信号减法后的信号进行偏压调节、造价过高的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有平衡光电探测器存在的上述缺陷，即：探测器增益不能连续可调节、无法进行偏置电压调零、体积大及造价高等问题，提出了一种平衡光电探测器通过偏置电压调零电路对两个输入光信号减法后的信号进行偏压调节，通过连续调节可调增益电路中的第十六电阻的阻值，可以连续改变可调增益电路的放大倍数，电路简单、成本低，本发明提出的平衡光电探测器体积小、造价低。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种平衡光电探测器，包括光电转换电路、有源滤波电路、偏置电压调节电路、可调增益电路、BNC接头和电源稳压电路，光电转换电路通过有源滤波电路与可调增益电路连接；两个有源滤波电路之间设置有偏置电压调节电路，偏置电压调节电路与可调增益电路连接，可调增益电路连接有BNC接头；电源稳压电路分别与光电转换电路、有源滤波电路、可调增益电路连接。

进一步地，所述光电转换电路包括第一部分光电信号转换电路和第二部分光电信号转换电路，两个源滤波电路分别为第一有源滤波电路和第二有源滤波电路；第一部分光电信号转换电路通过第一有源滤波电路与可调增益电路连接，第二部分光电信号转换电路通过第二有源滤波电路与可调增益电路连接；第一有源滤波器和第二有源滤波器之间设置有偏置电压调节电路，偏置电压调节电路的输出端与可调增益电路连接。

进一步地，第一部分光电信号转换电路包括第一光电二极管、第一电阻、第二电阻、第五电容、电源VCC；第一光电二极管的阳极通过第一电阻接地；第一光电二极管的阴极通过第二电阻与电源VCC的正极连接，第一光电二极管的阴极还通过第五电容与电源VCC的负极连接；

第二部分光电信号转换电路包括第二光电二极管、第六电阻、第七电阻、第七电容、电源VCC；第二光电二极管的阴极通过第六电阻接地；第二光电二极管的阳极通过第七电阻与电源VCC的正极连接，第二光电二极管的阳极还通过第七电容与电源VCC的负极连接。

进一步地，第一有源滤波电路包括运放U3、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电容；运放U3的正输入端通过第四电阻接地，其负输入端通过第三电阻与第一光电二极管的阳极连接；运放U3的正供电端与电源VCC正极连接，其负供电端与电源VCC负极连接；第五电阻的两端分别与运放U3的负输入端和输出端连接；第六电容的两端分别与第五电阻的两端连接；