您好, 歡迎來到化工儀器網
微弱光探測的發(fā)展原理
閱讀：901 發(fā)布時間：2022-11-11
一、介紹：
(1)弱光檢測通常是先將光信號通過光電器件轉換成電信號，再經前置放大電路放大后，由A/D轉換電路將模擬信號轉換成數(shù)字信號進行分析處理。弱光檢測技術廣泛應用于現(xiàn)代通信、醫(yī)療和科研等領域。
(2)弱光檢測電路一個重要性能指標是對噪聲的濾除能力，但在弱光檢測時，光信號和噪聲幾乎處于同一數(shù)量級，信號很容易淹沒在噪聲中，不利于后續(xù)電路處理。傳統(tǒng)方法是采用電路級聯(lián)來濾除干擾，放大信號；但這種電路需用精密電阻，且設計復雜，電路體積大，可靠性差。
(3)隨著集成對數(shù)放大電路的發(fā)展，其寬動態(tài)范圍、高精確輸出的顯著特點，光檢測電路也得到不斷發(fā)展和完善，對數(shù)電路具有優(yōu)異的數(shù)據(jù)壓縮性能，可將很寬的輸入動態(tài)范圍信號壓縮在很窄的電壓范圍內。
二、特點：
(1)由于光電轉換電路的輸出信號通常在mV數(shù)量級，且信號常常淹沒在噪聲中，因此前置放大部分需有較強的濾噪和放大能力。選用精密對數(shù)放大電路LOGl00和外圍元件構成前置放大電路。
(2)虛線框內所示電路為LOGl00的簡化內部電路，其動態(tài)輸人范圍1nA～1mA，滿跨度輸出誤差(FSO)低于0.37%，和精確對數(shù)關系最大偏離小于O.1%。同時，內部還集成有激光校準電阻，使得該對數(shù)放大器在環(huán)境溫度變化時仍能保持精確輸出。LOGl00有4個選擇端，通過不同的連接方式，可以很方便得到不同增益。
三、原理：
(1)因光電轉換電路的增益很高，雖然采用精密放大電路，并使用RF和CF限制信號頻帶，但幾乎對所有的輸入光信號，其輸出噪聲都非常高。
(2)LOGl00作為前置放大電路在放大有用信號的同時，也有效抑制了噪聲，其具體測量數(shù)據(jù)和理論計算結果差距較小，可滿足設計要求。圖3所示為輸入光功率在1.4nW時理論值(虛線)和測量值(實線)相差不到0.1V。