Оптички балансирани детектор је уређај који се користи за мерење разлике између два оптичка сигнала. Може прецизно открити разлику између сигнала, на основу концепта оптичке равнотеже. Мерењем интерференције или разлике између два оптичка сигнала, он поништава уобичајене ефекте шума, чиме се обезбеђују резултати детекције високе осетљивости и високог односа сигнал-шум.
Принцип рада
Оптички балансирани детектор се обично састоји од два фотодетектора, од којих сваки прима светлосне сигнале из истог извора светлости (или два извора светлости). Пажљивим дизајном, два сигнала су "уравнотежена" или различита у електронском колу. Уобичајени приступ је коришћење диференцијалног појачала за обраду излазних сигнала са два детектора. На овај начин на одзив детектора утиче само разлика сигнала, док је одговор на уобичајени шум (као што су флуктуације у интензитету извора светлости, електричне сметње, итд.) ефикасно потиснут.
Кључне карактеристике
Висока осетљивост: Диференцијалном обрадом сигнала, оптички балансирани детектор може повећати своју осетљивост на слабе сигнале, посебно у окружењима са ниским односом сигнал-шум.
Сузбијање шума: Пошто се два сигнала обрађују различито, уобичајени сигнали шума (као што су шум позадинског светла, шум извора напајања, итд.) се обично поништавају, побољшавајући тачност и поузданост мерења.
Линеарни одзив: У поређењу са традиционалним појединачним фотодетекторима, оптички балансирани детектор пружа линеарнији одговор, што га чини погодним за прецизна мерења и контролу.
Апликације
Ласерска интерферометрија: Оптички балансирани детектори се широко користе у ласерским интерферометрима, посебно у Мицхелсоновим интерферометрима и ласерским детекторима гравитационих таласа. Они могу прецизно да детектују промене у интерференцији оптичких таласа узроковане разликама у дужини путање, што их чини идеалним за високо прецизна интерферометријска мерења.
Оптички комуникациони системи: У оптичкој и квантној комуникацији, оптички балансирани детектори се користе за откривање разлика у преносу сигнала, побољшавајући квалитет примљених сигнала.
ЛиДАР (детекција и домет светлости): У ЛиДАР системима, оптички балансирани детектори могу прецизно мерити повратне сигнале, помажући да се побољша прецизност и резолуција детекције.
Квантна оптика и квантна мерења: У експериментима с квантном оптиком, оптички балансирани детектори се користе за детекцију квантног стања, верификацију феномена квантних сметњи и мерење сигнала у квантним комуникацијама.
Мерење вибрација и детекција микро померања: У апликацијама за високо прецизно праћење вибрација или мерење микро померања, оптички балансирани детектори могу ефикасно да мере мале промене у ласерском зраку.
Закључак
Прецизним мерењем разлике између два оптичка сигнала, оптички балансирани детектор може да потисне шум заједничког мода, повећавајући осетљивост и тачност мерења. Широко се користи у ласерској интерферометрији, квантном мерењу, оптичким комуникацијама, ЛиДАР-у и другим областима, што га чини незаменљивим алатом у савременим технологијама оптичких мерења.