Обратное напряжение

Рис. 9.6. Влияние приложенного напряжения и температуры на чувствительность лавинного №ода (рисунок предоставлен AMP Incorpwrated)

Интегрированные детектор ы/пре ду сил ител и

Интегрированный детектор/предусилитель (ШР) является альтернативой фотодиодам pin-типа. Шум, который ограничивает работу приемника, возникает между самим диодом и первой ступенью приемника. Электрические контуры диода могут оказаться чувствительными к электромагнитным помехам и работать подобно антенне, улавливающей внешний щум и добавляющей его к шуму усилителя.

Для ослабления этих источников шума в ЮР используется трансимпеданс-ный усилитель, встроенный в такой же полупроводниковый кристалл, что и фотодетектор. Трансимпедансный усилитель выполняет функции как усилителя, так и преобразователя тока в напряжение. ШР является интегрированным контуром, совмещающим в себе фотодиод и трансимпедансный усилитель. (Усилитель может представлять собой некоторую приставку к детектору, выполненную в виде отдельного кристалла.) На рис. 9.7 представлен схематический вид интегрированного ШР.

Специфицированные характеристики ГОР совпадают с типичными характеристиками обычных фотодетекторов. Основное отличие в том, что на вы-

Напряжение питания -о

Инвертирующий выход -о

Неинвертирующий выход -о

Земля

Рис. 9.7. Интегрированный детектор/предусилитель (рисунок предоставлен АМР Incorporated)

ходе IDP - напряжение, поэтому чувствительность задается в вольтах/ватт (В/Вт). Поскольку ГОР является и усилителем, то типичное значение чувствительности составляет около 40 В/Вт. В слзае 50 мкВт оптической мощности выходное значение напряжения IDP составляет 2 мВ.

Альтернативный подход состоит в использовании неинтегрированного детектора/предусилителя. В этом слзе детектор и предусилитель представляют собой отдельные устройства, составляющие едршый комплект. Преимущества такого подхода те же, что и в интегрированном устройстве: размещение двух устройств вместе позволяет избежать проблем с шумом.

Конструкция

Конструкщ1я детектора аналогична конструкщ1и источника: корпус серии ТО, пигтейлы и микролинзовые переходники. Более детально с этим вопросом можно ознакомиться в главе 8 на примере конструкции источников. Два основных источника потерь при подключении к волокну возникают из-за рассогласования диаметров и апертуры (NA):

Когда diadet < diafiber

loSSdia Когда NAdet < NAQber losSdia

= 10 log

Поскольку конструкция детекторов легко позволяет иметь большой активный диаметр и широкую угловую апертуру, то проблема затухания на контактах в детекторах стоит менее остро, чем в источниках. Другие виды потерь возникают из-за Френелевского отражения и механического несоответствия между соединителем и приемной частью диода.

Детекторы укомплектовываются теми же разъемами, что и источники . (рис. 8.12).

Спецификации детекторов

Таблица 9.1 представляет типичную спецификацию для pin- и лавинных детекторов.

Заключение

Детектор представляет собой преобразователь, который трансформирует оптическую энергию в ток.

Наиболее распространенными видами детекторов, используемых в волоконной оптике, являются pin-фотодиоды и лавинные фотодиоды.

Чувствительность отражает отношение выходного тока к оптической мощности.

Лавинные детекторы обеспечивают внутретшее усиление сигнала, поэтому их чувствительность существенно выше, чем чувствительность pin-диода. Лавинные детекторы более сложны в эксплуатации.

Шум определяет уровень минимальной детектируемой мощности. С

детекторами ассоциируются два вида шумов: дробный и тетшовой.

SNR и ВЕК представляют два вида характеристик, указывающих на качество сигнала в системе.

Время ответа детектора может определяться временем его внутреннего срабатывания или постоянной RC его электрического контура.

Интегрированный детектор/предусилитель представляет собой детектор, включающий в себя как фотодиод, так и трансимпедансный усилитель.