[发明专利]高速差分光电检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及光电检测技术领域，尤其涉及一种适用于连续变量量子密钥分发配实验的高速差分光电检测系统。

背景技术

光电检测技术是一种非接触测量的高新技术，将传统的光学技术与现代电子技术相结合，是获取光信息或借助于光提取其他信息的重要手段.光电检测就是把调制到光载波上的有用信号解调出来，实现光信号到电信号的转换。

光电检测的一个应用就是作为连续变量量子密钥分发系统的信号接收器，连续变量量子密钥分配实验中采用微弱光脉冲代替单光子脉冲作为信息载体.微弱光信号在发送方经过调制,在信道上传输 ,到达接收方,在接收方利用零差相干检测技术,将信号光与本振光进行混频,输出的2路光信号利用差分光电检测电路进行光电转换,把光信号的差分信息转换为与功率成正比的电压信号,进行后续的信号采集与处理。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的就在于提供了一种高速差分光电检测系统，使光电二极管工作在反偏状态下，并使前置放大电路的输入电阻接近短路状态，在光电二极管输出的前置信号放大部分先用跨阻型放大器实现电压放大，整个检测电路只用2级放大，简单可行，降低成本，且有利于减小噪声影响。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种高速差分光电检测系统，由电源模块、光-电转换模块、前置放大电路、中级滤波电路以及后级电压放大电路，所述电源模块与光-电转换模块、前置放大电路、后级电压放大电路相连接，所述光-电转换模块依次连接前置放大电路、中级滤波电路以及后级电压放大电路。

作为一种优选方案，所述电源模块包括第一DC/DC转换器DC5D12、第二DC/DC转换器DC5S12，所述第一DC/DC转换器DC5D12为5~±12V转换，其中第一DC/DC转换器DC5D12输出+12V的VDD、-12V的VDD-为光-电转换模块供电，第一DC/DC转换器DC5D12的VDD通过7805稳压芯片转换为5V的VCC，第二DC/DC转换器DC5S12为5~12V转换，其中第二DC/DC转换器DC5S12输出12V的VEE、5V的VEE-为后级电压放大电路供电。

作为一种优选方案，所述光-电转换模块输入端分别连接电源模块，输出端连接前置放大电路；所述光-电转换模块的第一光电二极管D1、第二光电二极管D2采用的型号为BPX65。

电路应用2个光电二极管实现差分驱动，2个光电二极管工作于12V的反偏电压下，工作模式为光导模式，较高的偏置电压有利于减小光电二极管的结电容，提高光电二极管的响应速度，而且光电二极管BPX65在12V的反向偏置电压下的结电容为2.5pF。

作为一种优选方案，所述前置放大电路采用跨阻型放大器U1的型号为SA5212，所述跨阻型放大器U1的1脚连接光-电转换模块的输出端、2脚连接电源模块、3脚接地、4脚接地、6脚接地、8脚接地、5脚和7脚连接中级滤波电路的输入端。

作为一种优选方案，所述中级滤波电路采用的滤波器为无源三阶巴特沃斯滤波器。

作为一种优选方案，所述后级电压放大电路采用宽带放大芯片UA733。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明的差分光电检测系统，使光电二极管工作在反偏状态下，并使前置放大电路的输入电阻接近短路状态，在光电二极管输出的前置信号放大部分先用跨阻型放大器实现电压放大，整个检测电路只用2级放大，简单可行，降低成本，且有利于减小噪声影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中电源模块的电路原理图；

图3为本发明中光-电转换模块的电路原理图；

图4为本发明中前置放大电路的电路原理图；

图5为本发明中中级滤波电路的电路原理图；

图6为本发明中后级电压放大电路的电路原理图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例：

如图1所示，一种高速差分光电检测系统，由电源模块1、光-电转换模块2、前置放大电路3、中级滤波电路4以及后级电压放大电路5，所述电源模块1与光-电转换模块2、前置放大电路3、后级电压放大电路5相连接，所述光-电转换模块2依次连接前置放大电路3、中级滤波电路4以及后级电压放大电路5。