一种高功率大带宽光电探测器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光电探测技术，尤其是涉及一种高功率大带宽光电探测器。
【背景技术】
[0002] 现代大容量光通信技术的快速发展，使得对光载无线系统（ROF系统）重要的器 件一一光电探测器的性能要求也越来越高。随着光纤放大器的出现，光电探测器需要承受 高光功率；通信频点越来越高，光电探测器需要工作在大带宽的状态。因此，大带宽和高功 率成为衡量光电探测器性能的重要指标。
[0003] 传统的光电探测器包括一个光电探测单元，该光电探测单元通常采用光电二极 管，其输出功率较小且带宽受光电探测单元内部结电容与负载电阻乘积的限制，在ROF系 统中，通常需要在传统的光电探测单元后放置一个毫米波功放来放大光电探测单元输出的 射频信号以保证有足够的功率使信号能从天线辐射出去。但是毫米波功放工作频段越高， 成本越高，高昂的成本限制了ROF系统的产业化应用。
[0004] 为了研制出高功率大带宽的光电探测器，实现ROF系统的产业化应用，设计人员 尝试用各种办法提高探测器的带宽和功率，譬如通过改变探测单元的结构等。然而单个探 测单元的改善毕竟是有限的，后来又有研宄人员发现通过功率合成技术将多个探测单元输 出的功率合成，可以极大地提高输出功率，得到高功率的光电探测器。不过此时仅能实现功 率提高，工作带宽没有改善，后来我们发现在应用功率合成技术时，利用一定的电路结构， 还可提高探测器的工作带宽，这样就可以研制出高功率大带宽的光电探测器。有了高功率 大带宽的光电探测器，就不用后置昂贵的毫米波放大器对电信号进行放大处理，如此则可 以改变整个ROF系统结构，改善ROF系统性能，降低ROF系统成本，实现全光ROF系统，有利 于ROF系统的实用化。要将多个探测单元的输出合成，首先想到的是将多个光电二极管直 接并联，但这样做探测器虽然可以实现多个光电二极管的功率合成，得到较高的功率，但是 其工作带宽会减少为单个光电二极管的1/N，N表示光电二极管的数量。已有的一种光电探 测器采用的合成技术是用电感元件来级联多个光电二极管，该技术也可以实现多个光电二 极管的功率合成，提高输出功率。但是探测器的工作带宽与单个光电二极管的工作带宽相 同，探测器的工作带宽不能得到提高。
[0005] 鉴此，设计一款不仅可以提高输出功率，同时也能提高工作带宽的高功率大带宽 光电探测器，对ROF系统产业化应用具有重要意义。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供一种不仅可以提高输出功率，同时也能提高工 作带宽的高功率大带宽光电探测器。
[0007] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高功率大带宽光电探测器， 包括匹配电阻和N个光电探测单元，其中，N为大于等于2的整数，所述的光电探测单元包 括第一电感、第二电感、电容和光电二极管，所述的第一电感的一端为所述的光电探测单元 的输入端，所述的第一电感的另一端、所述的电容的一端和所述的第二电感的一端连接，所 述的电容的另一端和所述的光电二极管的阴极连接，所述的光电二极管的阳极接地，所述 的第二电感的另一端为所述的光电探测单元的输出端；所述的匹配电阻的一端接地，所述 的匹配电阻的另一端和所述的第1个光电探测单元的输入端连接，所述的第K个光电探测 单元的输出端和所述的第K+1个光电探测单元的输入端连接，K= 1，2，......，N-1，所述的 第N个光电探测单元的输出端为所述的高功率大带宽光电探测器的输出端；所述的第一电 感的电感和所述的第二电感的电感相等
【主权项】
1. 一种高功率大带宽光电探测器，包括匹配电阻和N个光电探测单元，其中，N为大于 等于2的整数，其特征在于所述的光电探测单元包括第一电感、第二电感、电容和光电二极 管，所述的第一电感的一端为所述的光电探测单元的输入端，所述的第一电感的另一端、所 述的电容的一端和所述的第二电感的一端连接，所述的电容的另一端和所述的光电二极管 的阴极连接，所述的光电二极管的阳极接地，所述的第二电感的另一端为所述的光电探测 单元的输出端；所述的匹配电阻的一端接地，所述的匹配电阻的另一端和所述的第1个光 电探测单元的输入端连接，所述的第K个光电探测单元的输出端和所述的第K+1个光电探 测单元的输入端连接，K = 1，2,......，N-I，所述的第N个光电探测单元的输出端为所述的高 功率大带宽光电探测器的输出端；所述的第一电感的电感和所述的第二电感的电感相等，
单元的特征阻抗，z a = 50 Q，C d表示光电二极管的结电容，C。表示电容的电容量。
2. 根据权利要求1所述的一种高功率大带宽光电探测器，其特征在于所述的光电探 测单元的数量为4个，所述的光电二极管的结电容C d= 0. 2pF，所述的电容的电容量C。= 0. 2pF〇
【专利摘要】本发明公开了一种高功率大带宽光电探测器，包括匹配电阻和N个光电探测单元，其中，N为大于等于2的整数，光电探测单元包括第一电感、第二电感、电容和光电二极管，第一电感的一端为光电探测单元的输入端，第一电感的另一端、电容的一端和第二电感的一端连接，电容的另一端和光电二极管的阴极连接，光电二极管的阳极接地，第二电感的另一端为光电探测单元的输出端；N个光电探测单元按序依次串联，其中第一电感的电感和第二电感的电感相等，L表示第一电感的电感或者所述的第二电感的电感，Ζα表示光电探测单元的特征阻抗，Ζα＝50Ω，Cd表示光电二极管的结电容，Cc表示电容的电容量；优点是既提高了输出功率又增加了工作带宽。
【IPC分类】H04B10-2575, G01D5-30, G01J1-42
【公开号】CN104819736
【申请号】CN201510128829
【发明人】文化锋, 李健, 付东洋, 刘太君, 应祥岳, 李军
【申请人】宁波大学
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年3月24日