專利名稱：一種穩(wěn)定apd倍增因子的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定APD倍增因子的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
雪崩光電二極管(APD)是在高反向偏壓附近工作的具有內(nèi)部倍增放大作用的光電轉(zhuǎn)換器件。它是利用光生載流子在高電場(chǎng)區(qū)內(nèi)的雪崩效應(yīng)而獲得光電流增益的，具有靈敏度高、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。APD的電流增益用倍增因子M表示，通常定義為倍增的光電流I1與不發(fā)生倍增效應(yīng)時(shí)的光電流L之比。倍增因子與PN結(jié)上所加的反向偏壓V和PN結(jié)的材料有關(guān)，可以表示為
權(quán)利要求
1.一種穩(wěn)定APD倍增因子的系統(tǒng)，其特征在于，包括調(diào)制光源、APD探測(cè)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換器、控制器和數(shù)控APD電源；調(diào)制光源產(chǎn)生的光信號(hào)經(jīng)過APD轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并經(jīng)APD探測(cè)放大電路進(jìn)行信號(hào)放大輸出給A/D轉(zhuǎn)換器，與此同時(shí)，調(diào)制光源發(fā)出同步觸發(fā)信號(hào)給控制器，控制器收到同步觸發(fā)信號(hào)后給A/D轉(zhuǎn)換器提供采樣時(shí)鐘信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換器按采樣時(shí)鐘進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并輸出給控制器，控制器按照同步觸發(fā)信號(hào)周期數(shù)N(N> I)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行N次累加，并計(jì)算系統(tǒng)實(shí)際信噪比；控制器將計(jì)算獲得的系統(tǒng)實(shí)際信噪比與基準(zhǔn)信噪比進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出控制信號(hào)給數(shù)控APD電源，以調(diào)節(jié)數(shù)控APD電源的輸出電壓，數(shù)控APD電源的輸出電壓作為APD的反向偏置電壓。
2.如權(quán)利要求I所述的穩(wěn)定AH)倍增因子的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括FPGA和計(jì)算機(jī)。
3.一種利用權(quán)利要求I所述系統(tǒng)穩(wěn)定APD倍增因子的方法，其特征在于包括如下步驟 (1)確定基準(zhǔn)信噪比范圍，將其輸入控制器； (2)確定系統(tǒng)實(shí)際信噪比； 調(diào)制光源產(chǎn)生的光信號(hào)經(jīng)過APD轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并經(jīng)APD探測(cè)放大電路進(jìn)行信號(hào)放大輸出給A/D轉(zhuǎn)換器，與此同時(shí)，調(diào)制光源發(fā)出同步觸發(fā)信號(hào)給控制器，控制器收到同步觸發(fā)信號(hào)后給A/D轉(zhuǎn)換器提供采樣時(shí)鐘信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換器按采樣時(shí)鐘進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并輸出給控制器，控制器按照同步觸發(fā)信號(hào)周期數(shù)N(N> I)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行N次累加，并計(jì)算得到系統(tǒng)實(shí)際信噪比； (3)判斷系統(tǒng)實(shí)際信噪比是否在基準(zhǔn)信噪比范圍內(nèi)。
當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際信噪比不在基準(zhǔn)信噪比范圍內(nèi)時(shí)，控制器改變輸出給數(shù)控APD電源的控制信號(hào)值，通過調(diào)節(jié)數(shù)控APD電源的輸出電壓，使系統(tǒng)實(shí)際信噪比穩(wěn)定在基準(zhǔn)信噪比范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)APD倍增因子的穩(wěn)定； 當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際信噪比在基準(zhǔn)信噪比范圍內(nèi)時(shí)，控制器不改變輸出給數(shù)控APD電源的控制信號(hào)值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種穩(wěn)定APD倍增因子的系統(tǒng)及方法，調(diào)制光源產(chǎn)生的光信號(hào)經(jīng)過APD轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并經(jīng)APD探測(cè)放大電路進(jìn)行信號(hào)放大輸出給A/D轉(zhuǎn)換器，與此同時(shí)，調(diào)制光源發(fā)出同步觸發(fā)信號(hào)給控制器，控制器收到同步觸發(fā)信號(hào)后給A/D轉(zhuǎn)換器提供采樣時(shí)鐘信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換器按采樣時(shí)鐘進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換并輸出給控制器，控制器按照同步觸發(fā)信號(hào)周期數(shù)N(N＞1)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行N次累加，并計(jì)算系統(tǒng)實(shí)際信噪比；控制器將計(jì)算獲得的系統(tǒng)實(shí)際信噪比與基準(zhǔn)信噪比進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出控制信號(hào)給數(shù)控APD電源，以調(diào)節(jié)數(shù)控APD電源的輸出電壓。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好，能夠用于光纖傳感領(lǐng)域中APD倍增因子的穩(wěn)定。
文檔編號(hào)G05F1/46GK102749952SQ201210219158
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者張東旭, 李俊一, 楊瀟君, 王巍, 王聰穎 申請(qǐng)人:北京航天時(shí)代光電科技有限公司