直接探测和相干探测

直接探测和相干探测思维导图，整理了非相干探测/直接探测(平均光功率)和相干探测/光外差探测(光的波动参数)的内容，一起来复习吧！

直接探测和相干探测

• 非相干探测/直接探测 (平均光功率)
  • 光源为相干光源或非相干光源，只能探测平均光功率（光强）
  • 直接探测的基本原理
    • 平方律器件
  • 量子极限
    • 直接探测的信噪比极限
      • 提高系统信噪比的基本途径： 光学方法：如场镜、光锥、浸没透镜 电学方法：如滤波、低噪声放大、弱信号检测 热力学方法：制冷降低探测器噪声
    • 直接探测的噪声等效功率
  • 例子
    • 磁场测量
      • 磁场-振动方向旋转角度-辐通量幅度
      • 磁场－－辐通量（幅度）
    • 光栅莫尔条纹测位移
      • 位移－－辐通量（频率）
    • 光电测距
      • 距离－－辐通量（相位）
• 相干探测/光外差探测 (光的波动参数)
  • 装置复杂，光源必须为相干光源，间接探测光波的振幅、频率和相位等参数
  • 相干探测的基本原理
    • 双频光波测量
      • 探测器、放大器－－滤波器（中频输出）
        • 取出之中的混频部分 特例：单频双光束干涉（频差为0
  • 优点
    • 相干探测优点:（与直接探测对比) >探测能力强 >转换增益高 >信噪比高 >滤波性好 >稳定性和可靠性高
  • 相干探测的条件
    • 相干探测空间条件
      • 因为探测器接收面上沿x方向各点的相位差不同，多以信号光和本振光在空间上需要角准直，如果没有角准直，信号光和本振光的波前在光混频器表面上没有相同的位相关系，会导致混频输出电流信号变小
      • 失配角计算
    • 相干探测频率条件
      • 采用高单色性和频率稳定度的激光源。两束光取自同一激光器，由频偏取得本振光
    • 相干探测偏振条件
      • 信号光与本振光的偏振方向一致，加检偏器使获得偏振方向一致
  • 相干探测的应用举例
    • 激光干涉测量
      • 单频激光测长
      • 双频激光测长
    • 激光多普勒测速
    • CO,激光外差通信