原子磁力仪系统高增益平衡光电探测器的设计

为了实现对原子磁力仪系统中微弱、发散、快速调制的光信号的精密检测,克服传统平衡探测器接光面积小、增益小、光电管间距不可调及与自由空间光信号探测不兼容等缺点,采用基于基尔霍夫定律的平衡差分放大法和基于平行轨道焊盘的精调方法,设计并制作了高增益平衡光电探测器,并介绍了其工作原理和结构组成.首先,针对光斑发散大和调制速率快的特点确定了具有10mm×10mm大接光面积的高速光电管;然后设计了双管中心间距从20~60mm连续可调的平行轨道焊盘,增强其对各种光学系统的兼容性;最后,利用两级放大电路设计实现了高增益特性.实验结果表明,该探测器-3dB带宽达到800kHz,信号跨阻增益达0.91MΩ,在70kHz时的信噪比为38.5dB,能够满足原子磁力仪系统光信号检测的要求.