專利名稱：一種光電探測器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光電探測器。
背景技術：
光電探測器是光纖通信系統(tǒng)和光纖傳感系統(tǒng)中用于將光信號轉換為電信號的常見器件。如圖1所示，從光電探測器的輸入端口 I輸入的光信號經(jīng)過探測器芯片3后轉換為電信號，所述電信號在被與探測器芯片3連接的放大器模塊4進行放大后，從光電探測器的輸出端口 2輸出。通常，放大器模塊4是具有差分結構的放大電路。由于現(xiàn)有的光電探測器中僅具 有一個探測器芯片3 (見圖1 )，使得放大器模塊4只能為單端輸入，從而在差模信號輸入的同時還伴隨有共模信號的輸入。這將導致在輸出端口 2不僅存在差模信號作用得到的差模輸出電壓，還存在共模信號作用得到的共模輸出電壓，使得輸出的電信號的共模抑制比相對較低，并造成光電探測器具有較高的溫度漂移、較低的探測靈敏度、較低的信噪比，從而光電探測器的整體性能較差。

實用新型內容為了解決上述背景技術中的問題，本實用新型提出一種新型光電探測器。本實用新型的光電探測器包括管殼、輸入端口、輸出端口，所述管殼內集成有分光器件、兩個探測器芯片、放大器模塊及光纖，所述兩個探測器芯片是相同的芯片，兩個探測器芯片串聯(lián)在一起且中間連接的一端接地，而兩個探測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探測器芯片之間均由光纖連接，所述放大器模塊是具有兩個輸入端的差分放大電路，所述兩個輸入端分別連接至所述兩個探測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有阻抗匹配網(wǎng)絡，所述阻抗匹配網(wǎng)絡的輸入端與跨阻放大器的輸出端連接，而阻抗匹配網(wǎng)絡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輸入端的跨阻放大器和具有兩個輸入端的差分放大器，所述差分放大器的兩個輸入端分別連接至所述兩個探測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有阻抗匹配網(wǎng)絡，所述阻抗匹配網(wǎng)絡的輸入端與跨阻放大器的輸出端連接，而阻抗匹配網(wǎng)絡的輸出端為所述輸出端口。所述兩個探測器芯片在材料、結構、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技術制作的光波導分光器件，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。由于采用了兩個探測器芯片，并且與這兩個探測器芯片相連的是具有兩個輸入端的差分放大電路，因此本實用新型的光電探測器具有較高的共模抑制比，可以帶來較高的探測靈敏度和較高的信噪比。

圖1是現(xiàn)有技術的光電探測器的結構圖。圖2是本實用新型的光電探測器的原理結構圖。 圖3是本實用新型的光電探測器的第一實施例的結構圖。圖4是本實用新型的光電探測器的第二實施例的結構圖。圖5是本實用新型的光電探測器的第三實施例的結構圖。圖6是本實用新型的光電探測器的第四實施例的結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型進行具體描述。如圖2所示，本實用新型的光電探測器的各個部件均集成在管殼I內。從光電探測器的輸入端口 2通過光纖4入射的光信號首先經(jīng)過分光器件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技術制作的光波導分光器件。經(jīng)分光器件5分出的兩束光繼續(xù)經(jīng)光纖4傳輸后，分別被兩個相同的探測器芯片6接收。具體地，這兩個探測器芯片6在制造材料、結構、光敏面積等方面均是相同的。探測器芯片6的材料可以根據(jù)需要選用S1、HgCdTe或InGaAs，以便對不同波長的光進行探測。這兩個探測器芯片6串連在一起，且它們中間的節(jié)點接地，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。光信號被探測器芯片6轉換為電信號，該電信號被放大器模塊7 (即具有放大功能的電路)放大。與現(xiàn)有技術不同，為了配合本實用新型的光電探測器中的兩個探測器芯片6，管殼I中的放大器模塊7是具有兩個輸入端的差分放大電路，其兩個輸入端分別接在兩個探測器芯片6加載直流偏置電壓的一端，從而可以起到抑制共模信號的作用。經(jīng)放大器模塊7放大的電信號從光電探測器的輸出端口 3輸出。在圖3所示的實施例中光電探測器中的放大器模塊7選用跨阻放大器7'，這是由于經(jīng)探測器芯片6轉換后的電信號一般為電流信號，而光電探測器輸出的是電壓信號，因此使用跨阻放大器7'將電流信號轉換為電壓信號。圖3所示的光電探測器在其他方面與圖2所示的光電探測器相同。在圖4所示的實施例中跨阻放大器7'的輸出端連接阻抗匹配網(wǎng)絡71，以配合在管殼I外根據(jù)需要而進一步連接的電路(例如AD轉換電路)或儀表(例如示波器、頻譜儀或網(wǎng)絡分析儀)。阻抗匹配網(wǎng)絡71有助于信號功率更好的傳輸，并且防止信號的反射。圖4所示的光電探測器在其他方面與圖3所示的光電探測器相同。在圖5所示的實施例中跨阻放大器是僅具有一個輸入端的跨阻放大器7"，在該實施例中，應當在跨阻放大器7"的前端增加一個具有兩個輸入端的差分放大器72。具體為，所述差分放大器72的兩個輸入端分別接在兩個探測器芯片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，這樣即可實現(xiàn)抑制共模信號的目的。在圖6所示的實施例中跨阻放大器7"的輸出端連接阻抗匹配網(wǎng)絡71，以配合在管殼I外根據(jù)需要而進一步連接的電路或儀表。圖6所示的光電探測器在其他方面與圖5所示的光電探測器相同。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施例，并非對本實用新型作出的任何限制。凡 是對本實用新型作出的簡單替換及結構等效處理，均屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種光電探測器，其特征在于所述光電探測器包括管殼(I)、輸入端口(2)、輸出端口(3)，所述管殼(I)內集成有分光器件(5)、兩個探測器芯片(6)、放大器模塊(7)及光纖(4)， 所述兩個探測器芯片(6)是相同的芯片，兩個探測器芯片(6)串聯(lián)在一起且中間連接的一端接地，而兩個探測器芯片(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)和所述兩個探測器芯片(6)之間均由光纖(4)連接，所述放大器模塊(7)是具有兩個輸入端的差分放大電路，所述兩個輸入端分別連接至所述兩個探測器芯片(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)權利要求1所述的光電探測器，其特征在于所述放大器模塊(7)是具有兩個輸入端的跨阻放大器(7')。
3.根據(jù)權利要求2所述的光電探測器，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)之間設有阻抗匹配網(wǎng)絡(71)，所述阻抗匹配網(wǎng)絡(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(71)的輸出端為所述輸出端口(3)。
4.根據(jù)權利要求1所述的光電探測器，其特征在于所述放大器模塊(7)包括僅具有一個輸入端的跨阻放大器(7 ")和具有兩個輸入端的差分放大器(72 )，所述差分放大器(72 )的兩個輸入端分別連接至所述兩個探測器芯片(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)權利要求4所述的光電探測器，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)之間設有阻抗匹配網(wǎng)絡(71)，所述阻抗匹配網(wǎng)絡(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(71)的輸出端為所述輸出端口(3)。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的光電探測器，其特征在于所述兩個探測器芯片(6)在材料、結構、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)權利要求1至5中任一項所述的光電探測器，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技術制作的光波導分光器件，并具有任意比例的分光比。
8.根據(jù)權利要求7所述的光電探測器，其特征在于所述分光器件(5)具有1:1的分光比。
專利摘要本實用新型涉及一種光電探測器，其包括管殼、輸入端口、輸出端口，所述管殼內集成有分光器件、兩個探測器芯片、放大器模塊及光纖，所述兩個探測器芯片是相同的芯片，兩個探測器芯片串聯(lián)在一起且中間連接的一端接地，而兩個探測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探測器芯片之間均由光纖連接，所述放大器模塊是具有兩個輸入端的差分放大電路，所述兩個輸入端分別連接至所述兩個探測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。本實用新型的光電探測器具有較高的共模抑制比，可以帶來較高的探測靈敏度和較高的信噪比。
文檔編號H03F3/45GK202856739SQ201220552678
公開日2013年4月3日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權日2012年10月25日
發(fā)明者劉銀, 劉鐵權 申請人:北京世維通科技發(fā)展有限公司