一、一种光电探测器电路的设计（论文文献综述）
王友林[1]（2021）在《光纤时间同步系统中接收和中继模块的设计与实现》文中研究表明传统的双向卫星时间传输（TWSTT）和卫星共视法已经无法满足精密时间同步需求,基于光纤的时间同步系统由于成本低,且具有较强的抗干扰性和高稳定性,已 经成为构建地面时钟基准网的研究热点。但光纤通信系统中激光器、脉冲发生器、电光调制器和光接收器等器件以及光纤链路的噪声和非线性等都成为制约系统性能提升的首要因素。其中,光纤时间同步系统中的光接收和中继模块用于光信号正常接收和转发,无疑对系统性能指标具有显着影响。保证接收端适应输入信号动态范围的变化,实现时间同步信号的“无失真”放大并引入较小的噪声,同时保持较高的稳定性,将是设计光接收和中继的关键技术难题。由于单频正弦信号存在周期性相位模糊的问题且基于高精度锁频求频差的定时技术尚在研究论证阶段,光纤时间同步系统通常以脉冲作为承载,以强度调制或相位调制等方式,将电同步信号转换为光信号送入光纤链路中。之后通常采用环回法（Round-Trip）或双向比对法,依托脉冲上升沿,在系统发送端将环回的接收信号和原始发送信号进行时间比对,从而完成验证和反馈以实时调整时间同步特性,实现时间粗同步。可见脉冲边沿的优化和接收放大很大程度上影响着系统同步水准,是关注的焦点。基于上述背景,本文主要研究内容如下:（1）低噪宽带平衡光电探测器时间同步信号常选用2～5 V纳秒级上升沿的秒脉冲,涵盖DC至射频等宽带频率成分,宽带探测下低噪设计保证接收脉冲时引入较小干扰是一大挑战。而长距离传输后光信号大幅衰减要求探测器提供较高灵敏度。此外接收后中继回传时要匹配中继模块的触发电平。最后为兼容相干解调系统,需要设计平衡探测。为此本文探讨并自研了多种结构光电探测器,其中基于跨阻放大（TIA）的高增益、宽动态和高速特性,选用低噪声电流的光电探测专用芯片并使用低噪设计以限制宽带高频噪声;选用大压摆率芯片产生大幅度快速上升沿响应;引入Bias-Tee低高频分离规避直流耦合对运放线性工作的影响并单独进行低频精密放大;最终设计并实现了双路放大低噪（平衡）光电探测器。该探测器高频通频带为10 kHz～360 MHz,跨阻增益10.8 kΩ,本底噪声13 mVpp;低频通路为电光调制器提供了底噪小于6 mVpp的DC～4 kHz低噪反馈控制信号。达到和商用探测器同等水平。平衡探测器两臂共模抑制比（CMRR）在高频段达11 dB以上。经实验测试验证,在使用该探测器的实验室1400 km光纤时间同步时间双向比对系统中测得时间同步抖动标准差即STD等于29.77 ps@27 hour。背靠背情况下STD=13.18 ps@45 hour。满足实验室系统基本要求。（2）宽带功分器进行时间比对时,需要使用宽带功分器以保证两路比对信号的高度一致性（同源性）,从而提高时间同步的精确性和稳定性。因而设计一分二甚至一分N等分功分器是必要的,其中二、三端口间要具备尽可能高的隔离度以削弱端口间信号的相互影响。以威尔金森功分器为理论基础,基于多节λ/4阶梯阻抗变换和阻抗变换低通原型滤波器,设计完成了 DC～400 MHz微带线和集总LC型宽带二等分功分器。两种功分器分配损耗小于3.7 dB,二、三端口隔离度13 dB以上。测得系统方波发生器同一端口功分出的两路信号时间比对稳定性STD<1.4 ps,明显优于方波发生器两不同端口测得的约7 ps的STD指标。（3）亚纳秒级脉冲发生器同时为改善光纤链路中的脉冲特性,可在发送端或接收中继处引入脉冲发生器,通过原脉冲信号触发,重新产生更高质量的脉冲信号。基于射频晶体管（RF BJT）的雪崩效应,设计实现了亚纳秒级脉冲发生器。测得输出脉冲下降沿达600ps以内,接入系统后显着缩短了同步脉冲的边沿上升时间。下降沿时间抖动STD<8ps,没有明显降低源脉冲的稳定性。
张宏宇[2]（2021）在《低频段压缩态光场制备中高性能探测器的研究》文中研究表明压缩态光场作为量子光学中一种重要的非经典光场,于1985年通过实验制备首次获得。由于其具有能够突破量子噪声极限、压缩量子噪声的特性,在精密测量中扮演了关键的角色。最近压缩态光场被用于引力波探测,LIGO实验小组将真空压缩光注入引力波探测器的暗端口,极大地提高了其灵敏度。灵敏度的高低依赖于注入压缩光的压缩度大小。压缩度改善的主要限制因素包括损耗和位相抖动,同时为了将高压缩度的压缩光应用到实际精密测量中,实验系统的稳定性和尺寸都需要满足很高的要求,制备小型化、高稳定的压缩光源成为未来的趋势。制备小型化的压缩光源不仅要对镜架、腔体等机械件进行小型化,更重要的是对光路进行合理的布局。其中,为了配合平衡零拍探测器高共模抑制比的设计,压缩光平衡探测部分三角布局所占面积较大,通过将平衡零拍探测器进行小型化设计,可以在很大程度上缩小所占面积,对压缩光源小型化起到了至关重要的作用。此外,要使压缩光源长时间的稳定工作,不仅要改善机械结构的稳定性,更重要的是要通过主动反馈的方式来降低腔长的偏移和位相的抖动。主动反馈技术具体采用PDH锁定技术,该技术是目前最成熟、性能最佳的锁定技术。PDH锁定技术中决定整个锁定回路性能的是处于反馈回路第一级的光电探测器,其能否获得高信噪比的误差信号决定了锁定的准确性和稳定性。传统的宽带探测器由于受到集成芯片增益带宽积的限制,在宽的带宽范围内无法实现高的增益。本文中实现的共振型探测器通过采用共振结构,在高的频率处同样能实现高的增益,利用优化的共振型探测器稳定锁定光学腔的腔长和两束光的位相后,采用设计的小型化、高性能的平衡零拍探测器实现了低频段高压缩度的测量,从而验证了两个探测器优异的性能。本文主要的研究工作如下:1.研制了高品质因子（Q值）的共振型光电探测器,详细分析了现有共振型探测器的电路原理图,利用电路仿真软件Multisim分别建立了多个放大电路模型,通过设置相关元件参数对电路进行仿真优化,然后绘制原理图和PCB板,最终研制出了一款高品质因子的共振型光电探测器。该探测器在PDH锁定技术中可以同时用于腔长和位相的锁定,大大提高了压缩光源的稳定性,为制备高性能连续变量压缩态以及纠缠态光场奠定了坚实的基础。2.研制了小型化低频平衡零拍探测器,将探测部分的面积缩小到原有面积的1/3,最低可探测频率达到了40k Hz。通过对平衡零拍探测器的噪声进行定量分析,选取了合适的电子元件,设计了交直流同时放大的电路,从而避免了低频处交流信息的丢失。此外,在PCB板布局时,将探测部分与供电部分分离,在压缩光源探测时,只将探测部分置于压缩光源中,大大降低了压缩光源中探测部分所占的面积,极大地促进了压缩光源的实用化进程。
王锦荣[3]（2021）在《压缩光源中高性能光电探测器的实验研究》文中研究指明人类文明的发展在一定程度上是改善测量精度的发展。从由脚、手和步数定义长度单位到用游标卡尺、显微镜和激光测距仪等方法来定义,测量的精度得到了很大的改善。精密测量不仅演示了物理理论,而且有助于提出新的理论和新的技术。相对位移的测量已经达到了亚波长级,被应用到了纳米科学、医学科学等等。然而,与量子力学测量方法相比,经典测量方法无法突破标准量子极限。随着量子力学的发展,非经典光场受到越来越多的关注,它包括压缩光和纠缠光,其能够突破标准量子极限,已经广泛应用于引力波探测、量子雷达、量子成像和量子信息处理等领域。目前,实验室产生压缩光的方法主要有以下三种:四波混频、非线性晶体参量下转换和光动力学相互作用。大量实验研究表明,非线性晶体参量下转换已经成为产生压缩光最有效的方法,并且被众多的实验小组所研究。压缩光的指标主要包括压缩度、压缩带宽、稳定性。高的压缩度能够提高量子精密测量的灵敏度和量子信息处理过程中的保真度。不同频段的压缩光应用的领域不同,低频段的压缩光主要应用于引力波探测中,从干涉仪的暗端口注入来提高测量的灵敏度;MHz频段的压缩光主要应用在量子雷达、量子信息处理等领域,在量子雷达中提高测量的动态范围,在量子信息处理中增加信道的容量。高的稳定性能够保证实现长时间的测量。因此,制备长时间稳定的宽带高压缩度压缩态光场显得尤为重要和迫切。高压缩度要求系统具有尽量低的损耗和位相抖动。通过合理设计光学参量振荡腔、选择高质量的光学镜片以及采用相位补偿等在光学上已经尽可能地实现了低的损耗和位相抖动,但是在电学上位相锁定引入的位相抖动和测量系统产生的电学损耗成为了压缩度进一步提高的主要限制因素。其中的关键是位相锁定反馈环路中第一级共振型光电探测器和测量系统中平衡零拍探测器的设计。本论文主要围绕共振型光电探测器和平衡零拍探测器展开研究。首先,通过优化锁定环路中共振型光电探测器的性能,在保证稳定锁定时实现了几乎无损耗提取误差信号;其次,设计了一款低噪声、高信噪比和高共模抑制比的平衡零拍探测器,用于低频段压缩态的测量,高信噪比使得测量引入的损耗可以忽略不计;最后,研制了一款噪声测量支路和位相锁定支路相互独立的平衡零拍探测器,该探测器能够同时将压缩光探测引入的损耗和位相锁定中位相抖动降低到最低,将该探测器应用到1550nm压缩光测量中,实现了长时间稳定的高压缩度压缩态光场输出。本论文的主要研究内容包括:1、研制了一款腔长和位相锁定环路中提取误差信号的高性能共振型光电探测器。通过研究压缩光制备过程中光学腔长和位相锁定探测信号的特点,在已有的共振型探测器基础上,优化了共振型探测器的Q值,将Q值从100提高到了320.83,最低可探测光功率达到了-70 d Bm,误差信号信噪比提高了15 d B。当测量光功率为10μW的15d B明亮压缩光时,可直接测量的压缩度提高了6.3%。该探测器能够大大改善锁定的精度和长期稳定性。2、研制了一款用于低频段明亮压缩态光场测量的高性能探测系统。通过分析低频段明亮压缩态光场的特性,在交流支路输入端安装电容,防止直流光电流进入交流支路中,避免交流支路饱和。在直流支路中加一个开关,当开关打开时,用于校准光束,验证光束是否完全被光电管所探测,同时保证两个光电管产生的光电流相等;当开关关闭时,将直流支路与交流支路分离,避免直流支路对交流支路引入的不利影响。通过该设计,交流支路的电子学噪声降低到-125d Bm,在1k Hz-100k Hz范围内,输入光功率为8m W时信噪比达到48d B,共模抑制比达到59d B以上。3、研究了现有平衡零拍探测器不能同时实现压缩光和本地光0位相锁定和压缩光测量的机制。这是因为现有平衡零拍探测器的带宽有限,无法解调高频的调制信息。虽然将其带宽增加到百MHz能实现位相锁定,但是由于运算放大器增益带宽积的限制,带宽增加将导致信噪比降低,在压缩光测量中会引入较大的损耗。因此,为了解决该矛盾,提出从光电二极管的偏置电阻上提取位相锁定的误差信号,通过原理分析和实验验证,该探测器能够同时实现两束光的位相锁定和压缩光的噪声探测。4、搭建了一套1550nm的压缩态光源,通过优化整个系统的锁定回路和探测系统,将损耗和位相抖动尽可能降到最低。利用研制的低频平衡零拍探测器,在5.2k Hz处测量到了8.76d B的真空压缩光。利用具有独立噪声探测和位相锁定的平衡零拍探测器,在10MHz处,实现了1h测量时间内10.3±0.2d B明亮压缩态光场的稳定输出。创新性的工作包括:A.通过理论分析和实验研究,优化了共振型探测器的Q值,将其从100提高到了320.83,最低可探测光功率达到了-70 d Bm,误差信号信噪比提高了15d B。当测量光功率为10μW的15d B明亮压缩光时,可直接测量的压缩度提高了6.3%。该探测器能够大大改善锁定的精度和长期稳定性。B.通过改进电路结构,研制了一款适用于低频段明亮压缩态光场测量的平衡零拍探测器,交流支路的电子学噪声降低到-125d Bm,在1k Hz-100k Hz范围内输入光功率为8m W时信噪比达到48d B,共模抑制比达到了59d B以上。受限于激光器低频段较高的噪声,目前无法制备低频段的明亮压缩态光场,将该探测器用于测量1550nm真空压缩态光场,在5.2k Hz处,测量到了8.76d B的真空压缩光。C.通过原理分析和实验验证,设计了一款噪声探测和位相锁定支路相互独立的平衡零拍探测器,将该探测器用于测量1550nm明亮压缩态光场,在10MHz处,实现了1h测量时间内10.3±0.2d B明亮压缩态光场的稳定输出。
蔡少卓[4]（2021）在《面向量子随机数产生的平衡零拍探测器的研究》文中提出随着通信技术的飞速发展,信息化已经成为当今社会的一大趋势,深刻影响着人类生产生活的方方面面。在信息化的过程中,一个突出的问题,即信息的安全性,正越来越引起人们的重视,为了解决这个问题,人们利用随机数对信息进行加密。量子随机数发生器的量子熵源具有不确定性本质,这使得产生的量子随机数的安全性得到了保障,基于这一优点,量子随机数发生器逐渐进入人们的视野。但是量子随机数的产生速率低下,在人们对信息传输速率要求日益提高的今天,这是其被广泛应用的最大桎梏。基于真空态正交分量的量子随机数发生器因其量子态易制备、探测损失不敏感以及可集成化等优点在各种各样的量子随机数发生器中脱颖而出并获得了长足的发展。平衡零拍探测器能够将真空态正交分量放大到宏观水平且能够有效地抑制经典噪声,是真空态量子随机数产生中不可或缺的技术手段。然而随着研究的不断深入和对量子随机数产生速率要求的不断提高,人们发现平衡零拍探测器的带宽成为了真空态量子随机数产生速率的终极限制,因此对平衡零拍探测器的研究变得愈发重要。本项工作致力于研究适用于真空态量子随机数产生的宽带、高信噪比、平坦度好的平衡零拍探测器,具体工作展开如下:首先,我们分析了平衡零拍探测器的工作原理和主要性能,从其性能的关键影响因素出发,建立了噪声等效电路模型,从而进行定量分析,确定了元器件的选型要求,完成了元器件的选型工作。然后,基于光电流差信号产生、交直流信号分离、交流信号放大、直流信号放大四个功能模块的分别实现和协调组合,设计了平衡零拍探测器的电路原理图,进行了PCB的设计和实物的制作,并搭建实验平台对平衡零拍探测器进行了基底噪声、带宽、信噪比、共模抑制比和直流输出响应等性能的测试。面对实测性能存在问题,采用ADS射频电路仿真技术对交流信号放大电路进行了模拟分析,找出了问题所在,并提出了改进方案。落实改进方案后,对改进后的平衡零拍探测器进行仿真与实测,最终实现了基底噪声为5.3m V,信噪比为17d B@0.4m W,带宽达到850MHz,且在300～750MHz频率范围内频谱平坦度为±2d B的平衡零拍探测器。目前的实验结果能够很好地满足真空态量子随机数产生对平衡零拍探测器的基本要求,该项研究为量子随机数的高速产生和量子随机数发生器的集成化奠定了基础,随着平衡零拍探测器性能的进一步提升,量子随机数将在保密通信领域大放异彩。
潘宏垣[5]（2021）在《基于钙钛矿材料的光电探测器的制备与应用》文中认为光电探测器作为获取光电子信号的“眼睛”,广泛应用于各类消费电子产品、工业产品、科研设备、军用产品等上面,并受到全球大量的科研人员的广泛研究。半导体材料是研究光电技术的重要一类材料,它的光电效应十分明显,可以用来制作各种光电探测器。近年来,基于有机/无机杂化的钙钛矿材料忽然成为一种明星材料,由于其具有直接带隙结构、吸收系数高、载流子迁移率高等优良光电特性,在太阳能光伏电池、光电探测器中具有很高的研究价值和应用前景。在光电领域中,无机材料研究成本高,周期长,并且工艺过程复杂;而新型光电功能材料钙钛矿成本低,制备简单而备受关注,成为近年来的研究热点。市面上所见的探测器有很多,比如光敏二极管、光敏三极管、热释电红外传感器、光敏电阻和红外接收管等,但是这些探测器的器件在普通实验室里面是一般做不出来的。本文使用钙钛矿材料就可以做成一个实用的光电探测器,这个探测器对一般的光线不敏感,对强光的光源,比如激光,就显得很敏感,并且在普通实验室里面就可以制备出来,可行性与可重复性高。基于这个光电探测器,加上一个单片机设计的系统电路,就可以做成一个应用的实例——激光打靶系统,简单可靠,显得特别有意义,甚至完全可以作为一个材料专业本科生的一个实验来开设,因而显得非常有价值,具有比较鲜明的创新性。本文以钙钛矿材料为基础,选定甲胺铅碘（化学式:MAPb I3）为材料进行研究,依靠它自身优异光电特性,围绕环境、温度、制备工艺等不同因素展开探索,并对其制备过程和性能参数展开研究,制备出性能较稳定的强光光电探测器,并结合单片机的相关技术,将其变成一项具体的应用。主要工作如下:1、采用MSM结构作为制备钙钛矿光电探测器的基本结构,开拓性地使用PCB画图软件画出叉指电极,并交给电路板工厂去制板,得到光电探测器基板;2、研究用不同参数去配置钙钛矿溶液,用磁力搅拌器来加热和混合,得到钙钛矿前驱体溶液,研究了不同的旋涂速度对光电探测器性能的影响,对成膜厚度不同的钙钛矿光电探测器的光电性能进行测量并分析,改进器件的性能;3、使用常规的钙钛矿薄膜制备方法,以PCB电路板作为基底,做出了一个光电探测器,在普通实验室环境下,4个月后仍有很好的光电性能。4、将得到的钙钛矿光电探测器进行应用扩展,设计一款基于钙钛矿材料的光电探测器激光打靶系统;主要以STC90C52RC单片机为控制核心,依靠舵机转动靶盘进行射击响应;以LM324比较器电路作为打靶信息接收,通过激光瞄准钙钛矿光电探测器上的靶环使靶子倒下,并发出声音提示,得到的射击环数,成绩实时地显示在LCD1602液晶屏幕上,还具有语音播报信息功能。5、对基于钙钛矿光电探测器的激光打靶系统进行测试,结果表明,系统有较高的可靠性、灵敏度,验证该系统设计的实用性,有较高的应用价值。
邢鹤园[6]（2021）在《微型化大气臭氧分析仪关键技术研究》文中认为臭氧已经成为大气主要污染物之一,对其浓度进行精确的监测是进行臭氧污染预警和治理的首要任务。目前,我国虽然已有大气臭氧分析仪器,但应用在网格化大气监测中的仪器均以电化学传感器为主,存在检测精度低、使用寿命不足等问题,而应用光学方法的仪器多依赖进口,成本高,不能满足我国大气监测网格化的需求。为了解决这些问题,本文基于高精度、无污染的紫外光吸收法,对微型化大气臭氧分析仪的关键技术进行研究。基于紫外光吸收法策略,引入瑞利散射和米散射等干扰因素对Beer-Lambert吸收定律进行修正,推导出实际仪器进行臭氧检测的理论模型。在此基础上得到了臭氧浓度的最低检出限的计算方法以及影响臭氧浓度最低检出限的主要因素。最后对影响臭氧检测精度的因素和探测器噪声进行了研究。为后续的光学系统和信号处理的研究奠定理论基础。实现微型化最重要的关键技术是分析仪气室的微型化。为了达到微型化的目的,使用怀特气室作为微型化分析仪的气室。气室的光路研究中使用ZEMAX软件进行光学仿真研究及优化,优化后的光路可以在气室体积缩小50%的前提下满足国标要求的精度。仿真还为解决怀特气室中存在的镜面利用率低的问题提供了解决思路,为以后进一步研究更大光程和更小体积的气室奠定基础。在此基础上,进行微型化气室结构和仪器气路的初步设计。本文研究的第二个和第三个关键技术是微型化分析仪器的核心硬件电路和系统的检测程序。这是保障仪器检测精度尤其是保障最低检出限的关键。硬件电路以提高臭氧信号的采集精度和降低功耗为目的,重点针对光电探测器的信号采集电路进行优化设计。软件的核心部分是高精度的A/D转换程序。利用集合模态分解法对臭氧信号中的噪声进行去除。利用Altium Designer18、STM32Cube MX等软件,完成仪器的硬件和软件设计并应用电路仿真软件和ST-Link硬件仿真器对光电探测器的放大电路的性能以及程序的执行情况进行仿真验证。本次研究有利于实现仪器的微型化,有利于构建网格化的大气臭氧监测系统,为大气污染的预警与治理提供精确的数据支持。
刘欢[7]（2021）在《基于玻封二极管1N4148的非成像型激光告警系统研究》文中提出激光告警系统作为激光对抗领域的重要组成部分,能快速检测来袭激光的信息并发出声光报警。激光告警系统通常分为光谱识别型、相干探测型和散射探测型3大类。其中光谱识别非成像型激光告警系统应用广泛,其灵敏度高、探测视场大,但在大范围设置时需要的光电传感器数量大、存在光电器件总造价偏高的问题。基于此,本文围绕1N4148型玻封二极管的光电特性,以及用于非成像型激光告警系统的可行性进行了研究探索。主要研究内容如下。非成像型激光告警系统用低成本光电探测器的遴选与验证。玻封1N4148在电路中常用做高速开关二极管,但未见其用作光电探测器件使用的相关报道。为验证玻封二极管1N4148具有光照特性及用作光电探测器的可行性,本文设计了相关电路进行测试。实验采用660 nm和532 nm激光作为光源,通过JK-80G型高低温试验箱改变工作温度,旋转半导体激光器聚焦透镜调整光源照度,得到不同温度、不同照度条件下1N4148的光照特性曲线,并将其与硅光电二极管的光照特性曲线进行了比对。研究结果表明,1N4148型玻封二极管在光强≥60000lx时具有明显的光敏特性,可用于激光等强光检测。其主要特点是体积小、成本低、灵敏度低,波长响应范围为400 nm～1100 nm。完成了采用1N4148型玻封二极管为光电探测器的非成像型激光告警系统设计、仿真,搭建了初步样机并进行了测试。设计搭建的告激光警系统主要包括光电转换电路、二阶高通滤波电路、精密整流电路、LC-π型滤波电路、施密特触发整形电路等部分。光电转换电路采用1N4148型玻封二极管作为光电检测器件实现激光照射检测;二阶高通滤波电路用于抑制缓慢变化的日光灯杂散光干扰,增强系统的抗干扰能力;精密整流电路实现信号的无死区截止电压整流。使用Proteus软件对所设计电路进行了仿真验证。搭建制作的初步的实物样机经实际测试表明,在-30℃～50℃环境温度下可用于激光照射告警,且对缓慢变化的日光等干扰光具有满意的抑制效果。总之,1N4148型玻璃封装二极管作为低成本、低灵敏度光电探测器使用,尤其适合用于激光的检测。
赖家仓[8]（2021）在《新型低成本光纤电流传感器研究》文中研究表明光纤电流传感器具有精确度好,带宽高,受电磁干扰小等优点,现有的光纤电流传感器无法满足低成本应用需求。准确度和温度稳定性是光纤电流传感器的重要指标。本文对光纤电流传感器的相位调制器和光电探测器组件进行了研究与改进,提出了一种新型低成本的光纤电流传感器方案,并根据新型低成本的光纤电流传感器的调制解调原理,设计了电流信号解调算法,最后通过编写上位机程序、搭建工程样机和进行测试,验证了新型低成本光纤电流传感器的准确度和温度稳定性。本文的主要研究工作与成果如下:对PZT光纤相位调制器的相位调制机理进行了研究、完成了PZT光纤相位调制器制作和驱动电路设计,并通过实验验证了PZT驱动放大电路的功能实现和制作的PZT光纤相位调制器调制性能的稳定性。对PIN光电探测器的信号调理电路进行了设计,包括PIN光电探测器的选型,跨阻放大器和运放的选择等完成了信号调理电路设计,并通过仿真与测试验证了PIN光电探测器组件的技术指标。针对新型低成本光纤电流传感器的进行了调制解调原理研究,提出了用于电流信号解调和便于谐波幅值计算的双向正交解调算法并编写了上位机程序。搭建了新型低成本的光纤电流传感器样机,对所研制的PZT光纤相位调制器、光电探测器和设计的电流信号解调算法进行了综合测试,测试结果表明研制的新型低成本光纤电流传感器的准确度和稳定性达到了国标GB/T20840.8-2007的0.5级技术要求。本文的研究成果有助于实现光纤电流传感器的低成本化和应用领域的市场拓展。
王轶德[9]（2021）在《有机光电探测器读出电路设计》文中进行了进一步梳理现有的有机光电探测器研究工作大部分是围绕其材料和结构方面做的,但在有机光电探测器的信号读出方面并没有过多的提及。因此,有必要基于有机光电探测器设计一种信号读出电路,用来满足项目的测试需求和完成器件的性能评估工作。本论文的主要研究内容是围绕有机光电探测器读出电路,基于传统的PCB和分离元件做了相关论证和设计工作,提出了一个基于FPGA和板级工艺的低成本小阵列读出电路的实现方案,主要做了如下工作:首先分析和总结了目前国内外研究团队在有机光电器件方面的研究进展,阐述论文的研究目的和意义。总体结构设计方面,参考已有的研究工作,介绍了常用的读出电路结构,并经过仔细论证和分析,对比各类读出电路结构,将CTIA读出电路作为本论文中设计的核心结构。在完成读出电路核心结构的选取后,不仅定性分析了CTIA结构的基本原理,还定量计算了一些关键性能参数,推导出了相应的计算公式。其次分析了性能参数它们之间的关系。然后,确定了论文中读出电路的设计要求和系统总体结构。最后提出了一种CTIA电路工作中,保持线性电压输出的电容切换方案。硬件设计方面,基于PCB工艺和分立元件进行设计。对单通道读出电路进行了硬件设计,包括探测器单元器件的选取和论证,读出电路的结构优化等工作,并介绍了其中所使用的芯片特性。对小阵列读出电路,进行了硬件设计。其基本结构和单通道读出电路的结构相同,只是将单通道扩展成了16个通道;基于Altera公司的产品EP4CE10E22C8芯片,设计了一个FPGA最小系统,用于控制读出电路的信号读出,也可以为后续算法和程序验证工作提供硬件支持。逻辑电路设计方面,详细阐述了时钟模块的设计,包括具体的时钟产生和功能仿真结果。对整个读出电路的控制时序也进行了逻辑电路的设计,包括其探测器选通控制信号APD＿SW＿CTR的产生,以及其他读出电路控制信号的产生,同时也进行了功能仿真。设计了DAC芯片AD5665RBRUZ的Verilog HDL驱动程序。最后在完成上述工作的过程中,测试了时钟信号和时序控制信号;测试了硅基器件和有机器件的寄生电容和等效电阻;评估了读出电路偏置电压性能;测试了积分信号与采样信号的线性度;探究了积分电容大小对积分信号的影响;探究了偏置电压对积分信号信噪比的影响。
姜超[10]（2021）在《基于平衡探测的集成光波导电场传感系统研究》文中指出电场的测量系统是定量评估各种电子设备在复杂电磁环境中生存能力的客观急需,是评估防护效果的检验手段,是研究电磁损伤机理和防护加固技术的基础,是对电子设备电磁环境效应研究提供实验技术支持的最重要的方法之一。因此对于准确的测量电场,无论是我们日常生活中还是科学研究当中都会有着十分重要的意义。许多的科研人员一直致力于测量电场的科研工作当中,近年来,用于电场测量的光学传感技术取得了很大的进展,并提出了多种相对应的传感器。通过分析基于静电吸引、压电材料、电光晶体和集成光波导的四种类型的光学电场传感器。论文主要针对以铌酸锂电光调制为基础的基于平衡探测的集成光波导电场传感器及其系统展开了研究,论文的主要内容如下:首先,综述了光学电场传感器,确定研究对象后。介绍了铌酸锂光波导电场传感器的理论基础,分析了马赫-增德尔干涉仪结构,进而引出双平行非对称马赫-增德尔干涉仪型光波导结构。该结构引入了一个固定的π/2相位延迟,从而使传感器近似地工作在线性工作区,又因为双平行设计,从而达成了两路信号的输出。其次,在双平行非对称马赫-增德尔干涉仪型光波导结构的基础上设计了分段电极,由于设计的分段电极为对称结构且置于上下平型波导臂两侧,所以在分段电极的上侧部分与下侧部分产生的感应电压是大小相等方向相反的,从而对上下非对称马赫-增德尔干涉仪中的光波产生相位相反的调制。可将两路光信号调制成一对振幅相同,相位相反的对称信号,并将其作为平衡探测所需的差分信号。然后,针对传感器输出的差分信号,设计了平衡光电探测器。通过理论分析进行芯片选型,跨阻抗电路设计以及采用两个并联且响应度一致的PIN型光电二极管达到差分的效果,从而抑制信号中的共模噪声,提高传感系统的灵敏度。对设计的电路采用LTspice电路仿真软件验证优化后,通过Altium Designer绘制电路,完成了一个低噪声、大带宽的平衡光电探测器的制作。最后,针对本文所设计的基于平衡探测的集成光波导电场传感器和平衡光电探测器,搭建了工频电场测试系统平台,测试了基于平衡探测的集成光波导电场传感系统。测试结果验证了基于平衡探测的光波导电场传感系统对探测电场的灵敏度提升的构想,为测量电场提供了新的解决方法。
二、一种光电探测器电路的设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种光电探测器电路的设计（论文提纲范文）
（1）光纤时间同步系统中接收和中继模块的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 光纤时间同步的历史和研究现状 |
| 1.3 光纤通信系统与光接收模块 |
| 1.3.1 光接收机 |
| 1.3.2 低噪宽带光电探测器 |
| 1.3.3 宽带功分器和窄脉冲发生器 |
| 1.4 论文研究内容及章节安排 |
| 第二章 光电探测器基础 |
| 2.1 光电二极管 |
| 2.2 运算放大器基础 |
| 2.2.1 运放基础知识 |
| 2.2.2 性能参数 |
| 2.3 运放类型 |
| 2.3.1 几种运放类型 |
| 2.3.2 电流反馈型运放 |
| 2.4 前置放大电路 |
| 2.4.1 HIA高阻放大 |
| 2.4.2 LIA低阻放大 |
| 2.4.3 TIA跨阻放大 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 低噪光电探测器设计 |
| 3.1 需求分析 |
| 3.2 基本结构和噪声分析 |
| 3.2.1 前置放大噪声分析 |
| 3.2.2 跨阻前置放大稳定性 |
| 3.3 技术路线 |
| 3.4 电路设计与仿真 |
| 3.4.1 光电二极管选型 |
| 3.4.2 跨阻单端结构 |
| 3.4.3 跨阻低高频分离结构 |
| 3.4.4 跨阻单端转差分结构 |
| 3.4.5 低阻单端转差分结构 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 光电探测器电路实现与实验 |
| 4.1 稳压芯片与直流供电 |
| 4.2 物料选取 |
| 4.2.1 阻容感元件 |
| 4.2.2 其他 |
| 4.3 PCB设计和器件封装 |
| 4.3.1 板材选取 |
| 4.3.2 PCB设计与布局布线 |
| 4.3.3 电路封装 |
| 4.4 电路测试与结果分析 |
| 4.4.1 探测器概览 |
| 4.4.2 测试系统搭建 |
| 4.4.3 跨阻放大结构 |
| 4.4.4 低阻放大结构 |
| 4.4.5 探测器时间稳定度测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 光纤时间同步系统接收和中继模块优化 |
| 5.1 超窄脉冲发生器 |
| 5.1.1 电路结构与原理 |
| 5.1.2 电路设计与仿真 |
| 5.1.3 性能测试 |
| 5.2 宽带功分器 |
| 5.2.1 功分器基础 |
| 5.2.2 微带线宽带功分器 |
| 5.2.3 集总宽带功分器 |
| 5.2.4 性能测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（2）低频段压缩态光场制备中高性能探测器的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 压缩态的表示及应用 |
| 1.4 本文的研究工作 |
| 第二章 光电探测器电路设计基础 |
| 2.1 光电探测器简介 |
| 2.2 光电转换器件的介绍 |
| 2.2.1 量子效率与响应度 |
| 2.2.2 光电二极管的工作原理 |
| 2.2.3 光电二极管的等效电路 |
| 2.3 光电探测器电路的设计 |
| 2.3.1 跨阻放大器电路设计 |
| 2.3.2 电流型运放电路(CFB)与电压型运放电路(VFB)的比较 |
| 第三章 高品质因子共振型探测器的研究 |
| 3.1 PDH锁定技术简介 |
| 3.2 共振型探测器的电路设计 |
| 3.2.1 并联谐振电路 |
| 3.2.2 可调电感的绕制 |
| 3.2.3 放大电路的仿真设计 |
| 3.2.4 共振型探测器的设计 |
| 3.3 高品质因子共振型探测器的实验测量 |
| 3.4 PDH锁定系统的实验测试 |
| 第四章 小型化低频段平衡零拍探测器的研究 |
| 4.1 平衡零拍探测器的理论介绍 |
| 4.2 噪声分析 |
| 4.2.1 低频平衡零拍探测器的电路设计 |
| 4.2.2 小型化平衡零拍探测器的电路设计 |
| 4.3 小型化低频平衡零拍探测器的测试 |
| 4.4 低频段压缩态光场的测试 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（3）压缩光源中高性能光电探测器的实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 研究动机 |
| 1.1.2 发展现状 |
| 1.2 量子光学基础 |
| 1.2.1 光场的量子化 |
| 1.2.2 Fock态 |
| 1.2.3 正交算符 |
| 1.2.4 相干态 |
| 1.2.5 压缩态 |
| 参考文献 |
| 第二章 平衡零拍探测器的理论分析 |
| 2.1 光电二极管介绍 |
| 2.2 平衡零拍探测的原理 |
| 2.3 基于跨阻放大器的平衡探测电路 |
| 2.3.1 电路的增益谱 |
| 2.3.2 电路的电子学噪声谱 |
| 2.4 平衡零拍探测器参数和对测量压缩态的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 极低功率位相锁定共振型光电探测器的研究 |
| 3.1 共振型光电探测器的设计 |
| 3.1.1 Q值的理论分析 |
| 3.1.2 高Q值的实验测量 |
| 3.2 实验装置和结果分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 用于低频段明亮压缩态测量的平衡零拍探测器的研究 |
| 4.1 低频段平衡零拍探测器信噪比分析 |
| 4.2 实验装置和结果分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 噪声探测和位相控制相互独立平衡零拍探测器的研究 |
| 5.1 平衡零拍探测用于锁相的误差信号 |
| 5.2 平衡零拍探测器的电路设计 |
| 5.3 实验装置和结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 高压缩度1550nm压缩态光场的制备和测量 |
| 6.1 1550nm压缩态光场制备的原理图和实验装置图 |
| 6.2 1550nm压缩态光场制备中关键器件的分析 |
| 6.2.1 激光光源和模式清洁器 |
| 6.2.2 光学参量振荡腔 |
| 6.2.3 移相器 |
| 6.3 低频段1550nm真空压缩态光场的测量 |
| 6.4 MHz频段1550nm明亮压缩态光场的测量 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 全文总结与展望 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 攻读学位期间获奖情况 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（4）面向量子随机数产生的平衡零拍探测器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 真空态量子随机数发生器 |
| 1.3 平衡零拍探测器的研究意义和发展现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 平衡零拍探测器设计理论分析 |
| 2.1 平衡零拍探测器原理与研究目标 |
| 2.1.1 平衡零拍探测原理 |
| 2.1.2 平衡零拍探测器主要性能参数及研究目标 |
| 2.2 光电二极管分析与选型 |
| 2.2.1 光电二极管原理及性能参数分析 |
| 2.2.2 光电二极管噪声分析及选型 |
| 2.3 射频放大器分析与选型 |
| 2.3.1 射频放大器原理及性能参数分析 |
| 2.3.2 射频放大器噪声分析与选型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 平衡零拍探测器的设计及性能测试 |
| 3.1 平衡零拍探测器电路设计 |
| 3.1.1 光电流差信号产生电路设计 |
| 3.1.2 交直流分离电路设计 |
| 3.1.3 交流信号放大电路设计 |
| 3.1.4 直流信号放大电路设计 |
| 3.1.5 平衡零拍探测器完整电路设计 |
| 3.1.6 平衡零拍探测器性能参数理论计算 |
| 3.2 PCB的设计和实物实现 |
| 3.3 平衡零拍探测器性能测试 |
| 3.3.1 性能测试装置 |
| 3.3.2 性能测试结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 平衡零拍探测器的仿真及改进 |
| 4.1 交流信号放大电路的仿真 |
| 4.2 基于仿真结果提出改进方案 |
| 4.2.1 射频放大器参数改进 |
| 4.2.2 交流信号放大电路设计改进 |
| 4.2.3 PCB设计改进 |
| 4.3 改进后交流信号放大电路仿真 |
| 4.4 改进后平衡零拍探测器性能测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（5）基于钙钛矿材料的光电探测器的制备与应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 光电探测器介绍 |
| 1.3.1 光电探测器的工作原理 |
| 1.3.2 光电探测器的分类 |
| 1.3.3 光电探测器的性能参数 |
| 1.4 钙钛矿材料介绍 |
| 1.4.1 钙钛矿材料概述 |
| 1.4.2 钙钛矿材料的基本性质 |
| 1.5 钙钛矿材料主要应用及其光电探测器的研究现状 |
| 1.5.1 钙钛矿材料的主要应用 |
| 1.5.2 钙钛矿光探测器的研究现状 |
| 1.6 论文主要研究内容 |
| 第2章 钙钛矿薄膜的制备方法与实验设备 |
| 2.1 实验材料与实验设备 |
| 2.1.1 制备过程所需实验材料 |
| 2.1.2 制备过程所需实验设备 |
| 2.2 钙钛矿薄膜的制备方法 |
| 2.2.1 一步法 |
| 2.2.2 两步法 |
| 2.2.3 多步溶液沉积法 |
| 2.2.4 气相沉积法 |
| 2.2.5 反溶剂滴加法 |
| 2.2.6 真空闪蒸溶液处理法 |
| 2.3 磁控溅射制备电极 |
| 2.3.1 磁控溅射的原理 |
| 2.3.2 磁控溅射分类 |
| 2.3.3 磁控溅射镀电极 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 光电探测器的制备与表征 |
| 3.1 钙钛矿光电探测器的基本结构 |
| 3.1.1 三明治层级结构 |
| 3.1.2 电极/钙钛矿/电极横向结构 |
| 3.2 钙钛矿光电探测器的制备 |
| 3.2.1 钙钛矿前驱体溶液配制 |
| 3.2.2 基础叉指电极探测器制备 |
| 3.2.3 环形叉指电极探测器制备 |
| 3.2.4 三明治结构探测器制备 |
| 3.3 钙钛矿光电探测器的表征 |
| 3.3.1 钙钛矿薄膜XRD表征 |
| 3.3.2 旋涂转速和阻值的关系 |
| 3.3.3 探测器的电流电压特性I-V曲线测试 |
| 3.3.4 探测器的光电响应时间测试 |
| 3.3.5 探测器的灵敏度 |
| 3.3.6 探测器的稳定性研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 光电探测器的应用实例 |
| 4.1 激光打靶系统的总体方案 |
| 4.2 单片机系统电路 |
| 4.2.1 单片机控制信号流向设计图 |
| 4.2.2 单片机系统原理图与实物图 |
| 4.3 射击装置 |
| 4.4 接收装置 |
| 4.4.1 光电探测器模块 |
| 4.4.2 LM324 电压比较器 |
| 4.5 语音播报模块 |
| 4.5.1 YF017 语音芯片控制原理 |
| 4.5.2 YF017 语音芯片引脚和波形图 |
| 4.5.3 YF017 语音芯片语音内容 |
| 4.5.4 语音芯片播报举例 |
| 4.6 串口LCD1602 显示模块 |
| 4.6.1 串口LCD1602 硬件构成与引脚接线 |
| 4.6.2 串口LCD1602 内部DDRAM地址与显示位置对应关系 |
| 4.6.3 LCD1602 液晶内置的字符发生存储器作用 |
| 4.7 舵机模块 |
| 4.8 软件设计 |
| 4.8.1 主程序设计 |
| 4.8.2 舵机程序设计 |
| 4.8.3 语音播报程序设计 |
| 4.8.4 串口LCD1602 程序设计 |
| 4.9 功能测试 |
| 4.9.1 激光枪发射模块 |
| 4.9.2 接收模块测试 |
| 4.9.3 显示模块测试 |
| 4.9.4 抗干扰测试 |
| 4.9.5 激光打靶系统测试 |
| 4.10 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（6）微型化大气臭氧分析仪关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 大气臭氧浓度检测理论研究 |
| 2.1 大气臭氧检测理论基础 |
| 2.1.1 Beer-Lambert吸收定律 |
| 2.1.2 Beer-Lambert定律的修正 |
| 2.2 基于Beer-Lambert定律的臭氧检测理论研究 |
| 2.2.1 臭氧吸收截面的分析 |
| 2.2.2 臭氧检测理论模型 |
| 2.3 影响臭氧检测精度的因素分析 |
| 2.3.1 其他气体的干扰 |
| 2.3.2 温度与压强的影响 |
| 2.3.3 光电探测器的噪声分析 |
| 2.3.4 噪声抑制方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 微型化分析仪的气室与气路研究 |
| 3.1 微型化气室的分析 |
| 3.1.1 吸收式气室的分类 |
| 3.1.2 微型化臭氧吸收气室结构分析 |
| 3.2 气室的光路设计与仿真 |
| 3.2.1 紫外光源的选定 |
| 3.2.2 基于ZEMAX的气室的光路仿真 |
| 3.3 气室的结构设计与参数对比 |
| 3.3.1 气室的结构设计 |
| 3.3.2 气室的主要参数对比 |
| 3.4 仪器的气路设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 核心电路硬件设计 |
| 4.1 电路总体设计 |
| 4.1.1 电路功能分析 |
| 4.1.2 电路工作要求 |
| 4.1.3 电路的总体设计方案 |
| 4.2 核心处理器电路 |
| 4.3 数据采集电路 |
| 4.3.1 光电探测器数据采集电路 |
| 4.3.2 温度数据采集电路 |
| 4.3.3 气压数据采集电路 |
| 4.3.4 流量数据采集电路 |
| 4.3.5 模数转换电路 |
| 4.4 控制电路 |
| 4.4.1 温度控制电路 |
| 4.4.2 24V开关量输出电路 |
| 4.5 通信电路 |
| 4.6 电源电路 |
| 4.6.1 DC-DC电源电路 |
| 4.6.2 LDO电路 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 微型化分析仪的软件设计 |
| 5.1 软件开发工具和主体结构 |
| 5.1.1 HAL库和STM32CubeMX |
| 5.1.2 基于Keil uVision5 开发环境 |
| 5.1.3 软件主体结构 |
| 5.2 STM32 初始化 |
| 5.2.1 时钟配置 |
| 5.2.2 中断配置 |
| 5.3 A/D转换与信号处理程序 |
| 5.3.1 AD9629-20 主程序 |
| 5.3.2 LTC1867 主程序 |
| 5.3.3 信号的去噪算法及实现程序 |
| 5.4 串口通讯驱动程序程序设计 |
| 5.5 外设驱动控制程序 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 微型化分析仪的仿真研究 |
| 6.1 光电二极管前置放大电路的仿真研究 |
| 6.1.1 光电二极管前置放大电路性能分析 |
| 6.1.2 放大电路带宽验证 |
| 6.2 系统软件仿真 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（7）基于玻封二极管1N4148的非成像型激光告警系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光谱识别型 |
| 1.2.2 相干探测型 |
| 1.2.3 散射探测型 |
| 1.2.4 不同告警系统性能对比 |
| 1.3 本文研究内容及结构安排 |
| 第二章 光电探测器概述及遴选 |
| 2.1 光电探测器概况及分类 |
| 2.1.1 硅光电池 |
| 2.1.2 光电二极管 |
| 2.1.3 光敏电阻 |
| 2.1.4 光电倍增管 |
| 2.2 光电探测器性能对比 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 1N4148 用于光电探测的可行性分析及验证 |
| 3.1 实验方法 |
| 3.2 实验仪器 |
| 3.2.1 激光光源 |
| 3.2.2 数字照度计 |
| 3.2.3 光纤光谱仪 |
| 3.2.4 可程式高低温试验箱 |
| 3.3 光源波长检测及1N4148 光照特性验证 |
| 3.3.1 光源波长检测 |
| 3.3.2 1N4148 光照特性验证 |
| 3.4 实验结果分析与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 系统仿真与测试 |
| 4.1 激光告警系统硬件组成 |
| 4.2 系统设计方案 |
| 4.3 激光告警系统硬件电路设计 |
| 4.3.1 光电转换电路 |
| 4.3.2 二阶高通滤波电路 |
| 4.3.3 精密整流与满度调节电路 |
| 4.3.4 LC-π型滤波电路 |
| 4.3.5 施密特触发整形电路 |
| 4.3.6 声光报警电路 |
| 4.4 实验测试结果 |
| 4.4.1 受外界背景干扰光影响测试 |
| 4.4.2 不同温度下系统报警判别测试 |
| 4.4.3 测试结果分析与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究生期间发表的论文 |
（8）新型低成本光纤电流传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤电流传感器概述 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 论文结构 |
| 第二章 方案设计与相关技术原理 |
| 2.1 新型低成本光纤电流传感器原理 |
| 2.2 PIN光电探测器 |
| 2.2.1 PIN光电探测器的基本原理 |
| 2.2.2 PIN光电探测器的伏安特性 |
| 2.3 PZT相位调制器 |
| 2.3.1 PZT 压电陶瓷 |
| 2.3.2 PZT 的逆压电效应 |
| 2.4 技术路线 |
| 2.4.1 PZT相位调制器的制作及驱动电路设计 |
| 2.4.2 PIN光电探测器的信号调理电路设计 |
| 2.4.3 电流信号解调算法的上位机程序实现 |
| 2.4.4 新型低成本光纤电流传感器研究的技术路线 |
| 第三章 PZT光纤相位调制器的制作和驱动电路设计 |
| 3.1 PZT光纤相位调制器的调制原理 |
| 3.2 PZT光纤相位调制器的性能要求 |
| 3.3 PZT光纤相位调制器的制作 |
| 3.3.1 PZT的选型 |
| 3.3.2 光纤的选择 |
| 3.3.3 光纤的缠绕 |
| 3.3.4 涂胶并固定 |
| 3.4 PZT 光纤相位调制器的驱动电路设计 |
| 3.4.1 前置放大器设计 |
| 3.4.2 驱动放大器设计 |
| 3.4.3 末级功率放大器设计 |
| 3.5 测试与验证 |
| 3.5.1 PZT 相位调制器驱动电路测试验证 |
| 3.5.2 PZT 相位调制器调制性能测试 |
| 3.5.3 PZT 相位调制器性能的常温温度特性测试 |
| 3.5.4 PZT 相位调制器性能的全温温度特性测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 PIN光电探测器的信号调理电路设计 |
| 4.1 PIN光电探测器的选型 |
| 4.1.1 暗电流 |
| 4.1.2 响应度 |
| 4.1.3 PIN光电探测管的噪声 |
| 4.1.4 选用的PIN管的主要参数 |
| 4.2 PIN光电探测器的信号调理电路设计 |
| 4.2.1 跨阻放大器 |
| 4.2.2 运放选择 |
| 4.2.3 信号调理电路设计 |
| 4.3 信号调理电路的测试 |
| 4.3.1 暗电流测试 |
| 4.3.2 均方根噪声和灵敏度测试 |
| 4.3.3 无光输出电压测试 |
| 4.3.4 带宽测试 |
| 4.3.5 响应度测试 |
| 4.3.6 动态范围测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 电流解调算法研究及上位机程序实现 |
| 5.1 法拉第磁光效应 |
| 5.2 算法方案设计 |
| 5.2.1 调制解调的基本原理 |
| 5.2.2 电流信号解调算法设计 |
| 5.3 上位机程序实现 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 工程样机搭建与测试验证 |
| 6.1 准确度国标规范要求 |
| 6.2 测试样机搭建 |
| 6.3 精确度测试 |
| 6.4 频率特性测试 |
| 6.5 温度稳定性测试 |
| 6.5.1 常温稳定性 |
| 6.5.2 全温稳定性 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间所取得的研究成果 |
（9）有机光电探测器读出电路设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文的研究目的与意义 |
| 1.4 论文的研究内容和安排 |
| 第二章 有机光电探测器读出电路总体结构设计 |
| 2.1 有机光电探测器读出电路的基本原理 |
| 2.1.1 常用读出电路的分类 |
| 2.1.2 CTIA读出电路的工作原理 |
| 2.1.3 CTIA读出电路的理论分析 |
| 2.2 有机光电探测器读出电路的设计要求及分析 |
| 2.2.1 PCB工艺简介 |
| 2.2.2 设计要求 |
| 2.3 有机光电探测器读出电路的总体结构 |
| 2.4 有机光电探测器读出电路的电容切换方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 有机光电探测器读出电路硬件设计 |
| 3.1 平台简介 |
| 3.2 单通道读出电路硬件设计 |
| 3.2.1 探测器单元器件设计 |
| 3.2.2 读出电路的结构优化设计 |
| 3.2.3 基准电压产生模块设计 |
| 3.3 阵列的读出电路设计 |
| 3.3.1 阵列器件布局设计 |
| 3.3.2 阵列读出电路设计 |
| 3.4 FPGA模块设计 |
| 3.4.1 电源设计 |
| 3.4.2 晶振电路设计 |
| 3.4.3 JTAG接口设计 |
| 3.4.4 SDRAM电路设计 |
| 3.4.5 通用IO口设计 |
| 3.5 逻辑电平转换模块设计 |
| 3.6 MULTISIM仿真结果 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 控制逻辑设计与实现 |
| 4.1 平台简介 |
| 4.1.1 FPGA开发板的选取 |
| 4.1.2 所用软件介绍 |
| 4.2 时钟输入设计 |
| 4.2.1 时钟产生 |
| 4.2.2 功能仿真结果 |
| 4.3 时序控制模块设计 |
| 4.3.1 产生探测器选通控制信号 |
| 4.3.2 产生其他读出电路控制信号时序 |
| 4.3.3 功能仿真结果 |
| 4.4 DAC芯片驱动电路设计 |
| 4.4.1 DAC芯片时序和配置 |
| 4.4.2 逻辑电路设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 有机光电探测器读出电路的测试结果 |
| 5.1 FPGA测试结果 |
| 5.1.1 时钟信号测试结果 |
| 5.1.2 时序控制信号测试结果 |
| 5.2 实测结果 |
| 5.2.1 器件测试结果 |
| 5.2.2 读出电路输出信号测试结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究内容总结 |
| 6.2 对进一步研究的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（10）基于平衡探测的集成光波导电场传感系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 光学电场传感器国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于静电吸引电场传感器 |
| 1.2.2 基于压电效应电场传感器 |
| 1.2.3 基于电光晶体电场传感器 |
| 1.2.4 铌酸锂集成光波导电场传感器 |
| 1.3 本文研究内容及结构安排 |
| 第二章 集成光波导电场传感器的理论基础 |
| 2.1 铌酸锂晶体的电光效应 |
| 2.2 集成光波导电场传感器的工作原理 |
| 2.2.1 非对称MZI型光波导结构 |
| 2.2.2 分段电极电场传感器的工作原理 |
| 2.3 集成光波导电场传感系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 集成光波导电场传感器结构优化设计 |
| 3.1 电场传感器波导结构的参数优化 |
| 3.2 电场传感器电极结构优化设计 |
| 3.3 电场传感器的原理仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 平衡光电探测器的设计与测试 |
| 4.1 平衡探测的理论分析 |
| 4.2 平衡探测器的电路设计 |
| 4.3 平衡光电探测电路的仿真 |
| 4.3.1 相位补偿电容的选取 |
| 4.3.2 跨阻抗电路的噪声分析 |
| 4.4 硬件制作与实验测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 电场传感器的制作与实验 |
| 5.1 电场传感器的制作 |
| 5.2 工频电场实验 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A (攻读硕士学位期间的学术论文及学术成果) |
四、一种光电探测器电路的设计（论文参考文献）
- [1]光纤时间同步系统中接收和中继模块的设计与实现[D]. 王友林. 北京邮电大学, 2021(01)
- [2]低频段压缩态光场制备中高性能探测器的研究[D]. 张宏宇. 山西大学, 2021(12)
- [3]压缩光源中高性能光电探测器的实验研究[D]. 王锦荣. 山西大学, 2021(01)
- [4]面向量子随机数产生的平衡零拍探测器的研究[D]. 蔡少卓. 太原理工大学, 2021(01)
- [5]基于钙钛矿材料的光电探测器的制备与应用[D]. 潘宏垣. 广西师范大学, 2021(09)
- [6]微型化大气臭氧分析仪关键技术研究[D]. 邢鹤园. 河北工程大学, 2021(08)
- [7]基于玻封二极管1N4148的非成像型激光告警系统研究[D]. 刘欢. 河北大学, 2021(09)
- [8]新型低成本光纤电流传感器研究[D]. 赖家仓. 江西理工大学, 2021(01)
- [9]有机光电探测器读出电路设计[D]. 王轶德. 电子科技大学, 2021(01)
- [10]基于平衡探测的集成光波导电场传感系统研究[D]. 姜超. 昆明理工大学, 2021(01)