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L-C耦合电路对散粒噪声探测器电子学噪声的影响
  • ISSN号:1004-4213
  • 期刊名称:《光子学报》
  • 时间:0
  • 分类:O431.2[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]中国科学院国家授时中心频率与时间基准重点实验室,西安710600, [2]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金(Nos.91336108,11273024,91636101,Y133ZK1101)、中组部“青年拔尖人才”支持计划项目(No.中组字[2013]33号)、中国科学院科研装备研制项目和中国科学院前沿科学重点研究项目(No.QYZDB-SSWSLH007)资助
中文摘要:

通过分析基于L-C耦合跨阻运放电路的散粒噪声探测器噪声来源,提出了电感的寄生电容对电子学噪声影响的分析模型,并进行了实验验证.研究表明,电感的寄生电容会增大跨阻运放的输入电压噪声增益,从而增加探测器的电子学噪声.当总电感值为1mH时,选用两个0.5mH的电感串联结构相比选用单个1mH的电感,探测器电子学噪声明显降低.由于电感的自共振频率越低,寄生电容越大,选用高自共振频率的电感有助于进一步降低电子学噪声.实验测量得到,在2.5MHz分析频率处,选用两个0.5mH、自共振频率为6MHz的电感串联相比选用单个1mH、自共振频率为1.6MHz的电感,电子学噪声的降低了3dB.在相同入射激光条件下,该改进模型可以有效提高探测器的信噪比.

英文摘要:

By analyzing the electronic noise sources of shot noise photodetector based on the L-C coupled transimpedance amplifier circuit, the effect of the parasitic capacitance of the utilized inductance on the electronic noise was theoretically investigated and experimentally validated. The result shows that the parasitic capacitance of the inductor may increase the electronic noise of the detector via increasing the input voltage noise gain of the transimpedance amplifier. Given that the total inductance of the L-C circuit is 1 mH, the contribution to the electronic noise of choosing two series inductor with 0.5 mH each is much smaller than that of choosing a single inductor with lmH. Furthermore, the higher the self resonant frequency of the inductor is, the smaller the parasitic capacitance and thus the smaller the electronic noise will be. The experiment results show that, at the analyzing frequency of 2.5 MHz, the electronic noise reduction of the two inductors in series with inductance of two 0.5 mH and resonance frequency of 6 MHz can reach up to 3 dB, compared to that using a single 1 mH inductor with the resonance frequency of 1.6 MHz. Under a certain incident optical power, the signal-to-noise ratio of the detector can be thus improved effectively.

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期刊信息
  • 《光子学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 西安光机所
  • 主编:侯洵
  • 地址:西安市高新区新型工业园信息大道17号47分箱
  • 邮编:710119
  • 邮箱:photo@opt.cn
  • 电话:029-88887564
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-4213
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1235/O4
  • 邮发代号:52-105
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊,曾获中国光学学会先进期刊奖,中国科学院优秀期刊三等奖,陕西省国防期刊一等奖等
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:20700