fotodetector de 10 GHz

Estoy usando un fotodiodo PIN (receptor Eudyna ERP1402GT602L 10Gb/s PIN+TIA). Superpongo dos láseres no modulados. Cuando trato de observar su respuesta de frecuencia (barrido de 0-10GHz). Hay caídas (altibajos). ¿Puede sugerir cómo hacerlo más suave? ¿Cuál puede ser la razón para esto? ¿Es por el PCB?

Se agregó más información: Mi configuración: tengo dos fuentes de láser giratorias controladas desde la computadora. Laser1 (Frecuencia actual 193,3550 THz, Red: 50 GHz, Ch. Nr. 34, Potencia óptica +8,10 dBm, Cambio de frecuencia 0 a +5 Ghz). Laser2 (Frecuencia actual 193,3450 THz, Red: 50 GHz, Ch. Nr. 45, Potencia óptica +13,5 dBm, Desplazamiento de frecuencia de 0 a -5 Ghz). Entonces hay un acoplador de 3dB que combina estos dos láseres. Después de eso tenemos atenuador de potencia óptica (salida -12dBm). Que va a este fotodiodo y lo conecto directamente al analizador de espectro sin ningún cable.

Hago un barrido como si cambiara la frecuencia. desplazamiento de ambos láseres. Uno hacia 0 a +5GHz y laser2 hacia 0 a -5GHz en pasos de 0,05 GHz. (total 100 pasos). Así es como alcanzo el gráfico superior (rojo). Selecciono MAX HOLD en el analizador de espectro. y el pico comienza a moverse hacia la derecha a medida que la frecuencia. turno aumenta. (el pico que puede ver en el punto más a la derecha en el cambio de frecuencia de 10 GHz en este momento).

También probé otros dos fotodiodos (hechos por estudiantes/profesores anteriores/no lo sé. Tienen una respuesta de cambio de frecuencia de salida plana sobre 0-10GHz). En la esquina inferior izquierda puede ver su imagen de salida.Barrido de 0 a 10 GHz como se describe anteriormente. Mi PCB y fotodiodo, a la derecha tengo las características del láser 1,2 y en la parte inferior una comparación con otro fotodiodo.

Si los láseres no están modulados, ¿cómo está haciendo el barrido de frecuencia? ¿Dónde estás inyectando la señal? ¿Cómo se superponen los dos láseres?
¿Esta foto es para una fuente de láser o para dos (combinadas)? ¿Es su trama similar para una y dos fuentes?
2 láseres de longitud de onda similar podrían producir patrones de interferencia que hacen las cosas problemáticas? Además, un enlace a las hojas de datos ayudaría.
¿Está tratando de observar la señal de interferencia cuando mezcla los dos rayos láser? ¿Qué miden los trazos rojos y morados en tu gráfico?
@KevinWhite Tengo dos fuentes de láser giratorias controladas desde la computadora. Laser1 (Frecuencia actual 193,3550 THz, Red: 50 GHz, Ch. Nr. 34, Potencia óptica +8,10 dBm, Cambio de frecuencia 0 a +5 Ghz). Laser2 (Frecuencia actual 193,3450 THz, Red: 50 GHz, Ch. Nr. 45, Potencia óptica +13,5 dBm, Desplazamiento de frecuencia de 0 a -5 Ghz). Entonces hay un acoplador de 3dB que combina estos dos láseres. Después de eso tenemos atenuador de potencia óptica (salida -12dBm). Que va a este fotodiodo y lo conecto directamente al analizador de espectro sin ningún cable.
@KevinWhite Barro como si cambiara la frecuencia. desplazamiento de ambos láseres. Uno hacia +5GHz y laser2 hacia -5GHz en pasos de 0,05 GHz. (total 100 pasos). Así es como alcanzo el gráfico superior (rojo). Selecciono MAX HOLD en el analizador de espectro. y el pico comienza a moverse hacia la derecha a medida que la frecuencia. turno aumenta.
@glen_geek La parte inferior (línea oscura) muestra el gráfico actual con la frecuencia total. cambio de frecuencia de 10 GHz (cambio de frecuencia del láser 1: +5 GHz, cambio de frecuencia del láser 2: -5 GHz). La línea roja superior que obtuve comenzando desde 0GHz freq. cambio. y seleccionando MAX HOLD en el analizador de espectro y el vistazo comienza a moverse hacia el lado derecho a medida que aumento la frecuencia. cambio en pasos de 0,05 GHz. Soo línea superior (el rojo se alcanza con un total de 100 pasos)
@Andyaka Estos dos láseres se combinan usando el acoplador 3dB. Obtuve la hoja de datos de mi profesor. El fotodiodo que estoy usando es ERP1402GT. Es de la compañía Eudyna. Dice confidencial. Su hoja de datos solo tiene algunas propiedades eléctricas/ópticas, máximos absolutos y algunas características mecánicas. Nada mas. En Internet he intentado mucho pero no pude encontrar nada relacionado con este dispositivo.
@FahadRaza, edite su pregunta para incluir esta información importante. Los futuros lectores deberían poder entender toda la pregunta sin leer los comentarios.

Respuestas (1)

Hay caídas (altibajos). ... ¿Cuál puede ser la razón para esto? ¿Es por el PCB?

Las caídas y los picos se repiten aproximadamente cada 500 MHz en su gráfico de dominio de frecuencia,

Eso sugiere que está buscando una característica en su diseño que tenga una longitud eléctrica de aproximadamente 0,3 m (por lo que un viaje de ida y vuelta lleva 2 ns).

Estos podrían ser los cables que conectan su PCB al analizador de espectro.

Pero creo que es más probable que suceda en la parte óptica de su sistema. Si una de las fibras ópticas de su sistema tiene unos 20 cm de largo, mire allí primero. Mi primera suposición sería que las fibras entre su láser y el combinador tienen aproximadamente esta longitud. En este caso, las retroreflexiones del extremo de la fibra pueden retroalimentar al láser y cambiar su potencia de salida.

Como prueba rápida, doble una fibra firmemente una o dos veces alrededor de su pulgar para crear un atenuador tosco. Si las ondas en su diagrama SA cambian, probablemente haya encontrado la fuente de su problema.

¿Puede sugerir cómo hacerlo más suave?

Si la causa principal son los reflejos de retorno en el láser, debe reducir los reflejos de retorno que regresan al láser. Si no ha tenido cuidado con el tipo de terminación de fibra que utiliza, esto podría solucionarse fácilmente. Simplemente volvería a terminar la fibra con un acabado de mayor calidad, por ejemplo, APC ("contacto físico en ángulo"), y asegúrese de usar el mismo tipo de terminación para todas las fibras con las que la empareje.

Si ya está utilizando terminaciones de fibra APC o UPC y aún necesita reducir la retro-reflexión, hay algunos pasos más que puede seguir:

  • Reemplace las conexiones de fibra acopladas a tope con empalmes de fusión
  • Recubrimientos antirreflectantes (AR) en las facetas de fibra
  • Agregue un atenuador óptico en línea con la fibra de salida (pero luego tenga cuidado de no introducir nuevos reflejos en la entrada del atenuador)
  • Agregue un aislador óptico en línea con la fibra de salida.

Probablemente el fabricante de su láser ya haya utilizado uno de estos métodos para reducir este efecto, y usted solo está viendo el residuo después de que se haya tratado la mayor parte. En ese caso, su mejor solución podría ser elegir un láser diferente, por ejemplo, usar un aislador en lugar de una atenuación para este propósito. Sin embargo, eso probablemente costará más de lo que tiene ahora.

Muchas gracias por toda la información. En realidad, mi PCB está directamente conectado al analizador de espectro sin ningún cable.
Creo que esto tiene algo que ver más con la parte eléctrica porque tengo otros dos fotodiodos (en laboratorio hechos por unos viejos alumnos para sus experimentos). Conecté sus fotodiodos al final de mi configuración. Ambos tienen frecuencia plana. respuesta. Como frecuencia la amplitud de respuesta no cambia. permanece constante para todas las frec. cambio de 0-10GHz. Otra cosa es que este es un circuito HF y componentes muy pequeños (tamaño 0402) cada vez que cambio la soldadura y trato de que sea más limpia la frecuencia. la respuesta cambia un poco. Entonces, ¿piensa que una soldadura más limpia/fina lo mejorará?
Es posible que haya un problema eléctrico; por ejemplo, ese paquete de fotodiodos se ve bastante dañado. Pero también es posible, por ejemplo, que Eudyna cambiara el diseño del PD ya que los "viejos alumnos" hicieron sus circuitos, y cambiaron el comportamiento óptico. O que su fotodiodo está dañado de alguna manera que cambia sus propiedades ópticas. Un rasguño en la faceta de la fibra, por ejemplo.
Seguramente aún podría ser óptico si hay una reflexión inversa significativa de este diodo pero no de los demás. ¿Cuál es la longitud de las fibras entre los láseres y el acoplador y el acoplador al PD?
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