專(zhuān)利名稱(chēng)：一種光電探測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光電探測(cè)器。
背景技術(shù)：
光電探測(cè)器是光纖通信系統(tǒng)和光纖傳感系統(tǒng)中用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的常見(jiàn)器件。如圖1所示，從光電探測(cè)器的輸入端口 I輸入的光信號(hào)經(jīng)過(guò)探測(cè)器芯片3后轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，所述電信號(hào)在被與探測(cè)器芯片3連接的放大器模塊4進(jìn)行放大后，從光電探測(cè)器的輸出端口 2輸出。通常，放大器模塊4是具有差分結(jié)構(gòu)的放大電路。由于現(xiàn)有的光電探測(cè)器中僅具 有一個(gè)探測(cè)器芯片3 (見(jiàn)圖1 )，使得放大器模塊4只能為單端輸入，從而在差模信號(hào)輸入的同時(shí)還伴隨有共模信號(hào)的輸入。這將導(dǎo)致在輸出端口 2不僅存在差模信號(hào)作用得到的差模輸出電壓，還存在共模信號(hào)作用得到的共模輸出電壓，使得輸出的電信號(hào)的共模抑制比相對(duì)較低，并造成光電探測(cè)器具有較高的溫度漂移、較低的探測(cè)靈敏度、較低的信噪比，從而光電探測(cè)器的整體性能較差。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述背景技術(shù)中的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種新型光電探測(cè)器。本實(shí)用新型的光電探測(cè)器包括管殼、輸入端口、輸出端口，所述管殼內(nèi)集成有分光器件、兩個(gè)探測(cè)器芯片、放大器模塊及光纖，所述兩個(gè)探測(cè)器芯片是相同的芯片，兩個(gè)探測(cè)器芯片串聯(lián)在一起且中間連接的一端接地，而兩個(gè)探測(cè)器芯片的另一端分別用于加載大小相等、極性相反的直偏置電壓；在所述輸入端口和所述分光器件之間，以及在所述分光器件和所述兩個(gè)探測(cè)器芯片之間均由光纖連接，所述放大器模塊是具有兩個(gè)輸入端的差分放大電路，所述兩個(gè)輸入端分別連接至所述兩個(gè)探測(cè)器芯片的用于加載直流偏置電壓的一端，而放大器模塊的輸出端為所述輸出端口。優(yōu)選地，所述放大器模塊是具有兩個(gè)輸入端的跨阻放大器。優(yōu)選地，在所述跨阻放大器的輸出端和所述輸出端口之間設(shè)有阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端與跨阻放大器的輸出端連接，而阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端為所述輸出端口?？蛇x擇地，所述放大器模塊包括僅具有一個(gè)輸入端的跨阻放大器和具有兩個(gè)輸入端的差分放大器，所述差分放大器的兩個(gè)輸入端分別連接至所述兩個(gè)探測(cè)器芯片的用于加載直流偏置電壓的一端，而差分放大器的輸出端和跨阻放大器的輸入端連接，跨阻放大器的輸出端為所述輸出端口。優(yōu)選地，在所述跨阻放大器的輸出端和所述輸出端口之間設(shè)有阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端與跨阻放大器的輸出端連接，而阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出端為所述輸出端口。所述兩個(gè)探測(cè)器芯片在材料、結(jié)構(gòu)、光敏面積方面均是相同的，所述材料是S1、HgCdTe或InGaAs中的任意一種。優(yōu)選地，所述分光器件是光纖分光耦合器、分光濾片，或者基于平面光波導(dǎo)技術(shù)制作的光波導(dǎo)分光器件，并具有任意比例的分光比。優(yōu)選地，所述分光器件具有1:1的分光比。由于采用了兩個(gè)探測(cè)器芯片，并且與這兩個(gè)探測(cè)器芯片相連的是具有兩個(gè)輸入端的差分放大電路，因此本實(shí)用新型的光電探測(cè)器具有較高的共模抑制比，可以帶來(lái)較高的探測(cè)靈敏度和較高的信噪比。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的光電探測(cè)器的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實(shí)用新型的光電探測(cè)器的原理結(jié)構(gòu)圖。 圖3是本實(shí)用新型的光電探測(cè)器的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。圖4是本實(shí)用新型的光電探測(cè)器的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。圖5是本實(shí)用新型的光電探測(cè)器的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。圖6是本實(shí)用新型的光電探測(cè)器的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體描述。如圖2所示，本實(shí)用新型的光電探測(cè)器的各個(gè)部件均集成在管殼I內(nèi)。從光電探測(cè)器的輸入端口 2通過(guò)光纖4入射的光信號(hào)首先經(jīng)過(guò)分光器件5，典型地，所述分光器件5以1:1或其他任意比例的分光比將光信號(hào)分為兩束。分光器件5可以采用光纖分光耦合器、分光濾片，或是基于平面光波導(dǎo)技術(shù)制作的光波導(dǎo)分光器件。經(jīng)分光器件5分出的兩束光繼續(xù)經(jīng)光纖4傳輸后，分別被兩個(gè)相同的探測(cè)器芯片6接收。具體地，這兩個(gè)探測(cè)器芯片6在制造材料、結(jié)構(gòu)、光敏面積等方面均是相同的。探測(cè)器芯片6的材料可以根據(jù)需要選用S1、HgCdTe或InGaAs，以便對(duì)不同波長(zhǎng)的光進(jìn)行探測(cè)。這兩個(gè)探測(cè)器芯片6串連在一起，且它們中間的節(jié)點(diǎn)接地，上下兩端分別加載大小相等、極性相反的直流偏置電壓+ V和一 V。光信號(hào)被探測(cè)器芯片6轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該電信號(hào)被放大器模塊7 (即具有放大功能的電路)放大。與現(xiàn)有技術(shù)不同，為了配合本實(shí)用新型的光電探測(cè)器中的兩個(gè)探測(cè)器芯片6，管殼I中的放大器模塊7是具有兩個(gè)輸入端的差分放大電路，其兩個(gè)輸入端分別接在兩個(gè)探測(cè)器芯片6加載直流偏置電壓的一端，從而可以起到抑制共模信號(hào)的作用。經(jīng)放大器模塊7放大的電信號(hào)從光電探測(cè)器的輸出端口 3輸出。在圖3所示的實(shí)施例中光電探測(cè)器中的放大器模塊7選用跨阻放大器7'，這是由于經(jīng)探測(cè)器芯片6轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)一般為電流信號(hào)，而光電探測(cè)器輸出的是電壓信號(hào)，因此使用跨阻放大器7'將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。圖3所示的光電探測(cè)器在其他方面與圖2所示的光電探測(cè)器相同。在圖4所示的實(shí)施例中跨阻放大器7'的輸出端連接阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)71，以配合在管殼I外根據(jù)需要而進(jìn)一步連接的電路(例如AD轉(zhuǎn)換電路)或儀表(例如示波器、頻譜儀或網(wǎng)絡(luò)分析儀)。阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)71有助于信號(hào)功率更好的傳輸，并且防止信號(hào)的反射。圖4所示的光電探測(cè)器在其他方面與圖3所示的光電探測(cè)器相同。在圖5所示的實(shí)施例中跨阻放大器是僅具有一個(gè)輸入端的跨阻放大器7"，在該實(shí)施例中，應(yīng)當(dāng)在跨阻放大器7"的前端增加一個(gè)具有兩個(gè)輸入端的差分放大器72。具體為，所述差分放大器72的兩個(gè)輸入端分別接在兩個(gè)探測(cè)器芯片6加載直流偏置電壓的一端，而跨阻放大器7"的輸入端與差分放大器72的輸出端連接，這樣即可實(shí)現(xiàn)抑制共模信號(hào)的目的。在圖6所示的實(shí)施例中跨阻放大器7"的輸出端連接阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)71，以配合在管殼I外根據(jù)需要而進(jìn)一步連接的電路或儀表。圖6所示的光電探測(cè)器在其他方面與圖5所示的光電探測(cè)器相同。以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作出的任何限制。凡 是對(duì)本實(shí)用新型作出的簡(jiǎn)單替換及結(jié)構(gòu)等效處理，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種光電探測(cè)器，其特征在于所述光電探測(cè)器包括管殼(I)、輸入端口(2)、輸出端口(3)，所述管殼(I)內(nèi)集成有分光器件(5)、兩個(gè)探測(cè)器芯片(6)、放大器模塊(7)及光纖(4)， 所述兩個(gè)探測(cè)器芯片(6)是相同的芯片，兩個(gè)探測(cè)器芯片(6)串聯(lián)在一起且中間連接的一端接地，而兩個(gè)探測(cè)器芯片(6)的另一端分別用于加載大小相等、極性相反的直流偏置電壓； 在所述輸入端口(2)和所述分光器件(5)之間，以及在所述分光器件(5)和所述兩個(gè)探測(cè)器芯片(6)之間均由光纖(4)連接，所述放大器模塊(7)是具有兩個(gè)輸入端的差分放大電路，所述兩個(gè)輸入端分別連接至所述兩個(gè)探測(cè)器芯片(6 )的用于加載直流偏置電壓的一端，而放大器模塊(7)的輸出端為所述輸出端口(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電探測(cè)器，其特征在于所述放大器模塊(7)是具有兩個(gè)輸入端的跨阻放大器(7')。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電探測(cè)器，其特征在于在所述跨阻放大器(7')的輸出端和所述輸出端口(3)之間設(shè)有阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)(71)，所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)(71)的輸入端與跨阻放大器(7')的輸出端連接，而阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)(71)的輸出端為所述輸出端口(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電探測(cè)器，其特征在于所述放大器模塊(7)包括僅具有一個(gè)輸入端的跨阻放大器(7 ")和具有兩個(gè)輸入端的差分放大器(72 )，所述差分放大器(72 )的兩個(gè)輸入端分別連接至所述兩個(gè)探測(cè)器芯片(6)的用于加載直流偏置電壓的一端，而差分放大器(72)的輸出端和跨阻放大器(7")的輸入端連接，跨阻放大器(7")的輸出端為所述輸出端口(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光電探測(cè)器，其特征在于在所述跨阻放大器(7")的輸出端和所述輸出端口(3)之間設(shè)有阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)(71)，所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)(71)的輸入端與跨阻放大器(7〃 )的輸出端連接，而阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)(71)的輸出端為所述輸出端口(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的光電探測(cè)器，其特征在于所述兩個(gè)探測(cè)器芯片(6)在材料、結(jié)構(gòu)、光敏面積方面均是相同的，所述材料是S1、HgCdTe或InGaAs中的任意一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的光電探測(cè)器，其特征在于所述分光器件(5)是光纖分光耦合器、分光濾片，或者基于平面光波導(dǎo)技術(shù)制作的光波導(dǎo)分光器件，并具有任意比例的分光比。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光電探測(cè)器，其特征在于所述分光器件(5)具有1:1的分光比。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種光電探測(cè)器，其包括管殼、輸入端口、輸出端口，所述管殼內(nèi)集成有分光器件、兩個(gè)探測(cè)器芯片、放大器模塊及光纖，所述兩個(gè)探測(cè)器芯片是相同的芯片，兩個(gè)探測(cè)器芯片串聯(lián)在一起且中間連接的一端接地，而兩個(gè)探測(cè)器芯片的另一端分別用于加載大小相等、極性相反的直流偏置電壓；在所述輸入端口和所述分光器件之間，以及在所述分光器件和所述兩個(gè)探測(cè)器芯片之間均由光纖連接，所述放大器模塊是具有兩個(gè)輸入端的差分放大電路，所述兩個(gè)輸入端分別連接至所述兩個(gè)探測(cè)器芯片的用于加載直流偏置電壓的一端，而放大器模塊的輸出端為所述輸出端口。本實(shí)用新型的光電探測(cè)器具有較高的共模抑制比，可以帶來(lái)較高的探測(cè)靈敏度和較高的信噪比。
文檔編號(hào)H03F3/45GK202856739SQ201220552678
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者劉銀, 劉鐵權(quán) 申請(qǐng)人:北京世維通科技發(fā)展有限公司