[发明专利]一种超大动态范围的光信号探测系统

说明书

本发明公开一种超大动态范围的光信号探测系统，光电探测器模块用于接收光信号并将其转变为光电流，光电流采集模块用于接收光电探测器模块转变的光电流并进行计算光电流数值和电信号转变，信号处理模块基于InGaAs雪崩光电探测器的雪崩电压生成调节指令并对转变的电信号进行信息处理，偏压自适应调节模块用于根据信号处理模块生成的调节指令调节光电探测器模块的工作模式，系统显示模块用于显示信号处理模块进行信息处理后的电信号；本发明采用偏压自适应模块调节光电探测器的工作模式使其可以在单光子计数模式和线性模式间切换，以实现对超大动态范围变化的光信号的探测，大大增加系统对光信号探测的灵敏度，适用性更强。

技术领域

本发明涉及光信号探测技术领域，尤其涉及一种超大动态范围的光信号探测系统。

背景技术

光电子技术是一个系统的科学技术体系，包含激光测距、成像、信息传输、光纤通信、空间光通信等，目前，光电技术快速发展，与许多新兴学科交叉发展出许多重要研究课题，为解决一系列实际问题提供了技术方案，在日常生活与尖端科技中的应用日益广泛，伴随计算机技术、光电子技术、激光运用技术的发展,以及各类光电转换器件的研发运用,推动了光信号的检测技术的发展；

目前光信号探测系统主要包括线性探测系统和单光子探测系统两大类，其中线性探测系统采用的是线性光电探测器，这种探测系统可以接收较高的光功率，但是由于线性探测器件的暗电流等因素的影响使得其很难探测微弱光信号；单光子探测系统采用的是工作在单光子计数模式的光电探测器，其可以探测极微弱(单光子)的光信号，但是由于其死时间的影响当接收到较大光信号时，容易引起器件饱和，进而无法探测更强的光信号，因此，本发明提出一种超大动态范围的光信号探测系统以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种超大动态范围的光信号探测系统，该超大动态范围的光信号探测系统实现对超大动态范围变化的光信号的探测，大大增加系统对光信号探测的灵敏度，适用性更强。

为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种超大动态范围的光信号探测系统，包括光电探测器模块、光电流采集模块、信号处理模块、偏压自适应调节模块和系统显示模块，所述光电探测器模块用于接收光信号并将其转变为光电流，所述光电流采集模块用于接收光电探测器模块转变的光电流并进行计算光电流数值和电信号转变，所述信号处理模块基于InGaAs雪崩光电探测器的雪崩电压生成调节指令并对转变的电信号进行信息处理，所述偏压自适应调节模块用于根据信号处理模块生成的调节指令调节光电探测器模块的工作模式，所述系统显示模块用于显示信号处理模块进行信息处理后的电信号。

进一步改进在于：所述光电探测器模块包含光信号接收子模块和光信号转换子模块，所述光信号接收子模块用于接收来自其他终端发出的光信号，所述光信号转换子模块用于通过接收的光信号产生光生载流子，载流子通过扩散和漂移形成光电流。

进一步改进在于：所述光电流采集模块包含光电流计算子模块和光电流转变子模块，所述光电流计算子模块通过内置的电压采集固定阻值的电阻连端的电压，计算出光电流大小并记录光电流的数值，所述光电流转变子模块用于将采集的光电流转变为电信号。

进一步改进在于：所述信号处理模块包含调节指令生成子模块和信息处理子模块，所述调节指令生成子模块用于根据接收的信号强弱生成调节光电探测器模块工作模式的调节指令，所述信息处理子模块用于将光电流采集模块转换成的电信号进行信息处理并输出到系统显示模块。

进一步改进在于：所述偏压自适应调节模块包含高压门控子模块和直流偏压子模块，所述高压门控子模块在接收弱信号时发出高压门控信号，控制光电探测器模块工作在单光子计数模式下进行弱功率光信号探测，所述直流偏压子模块在接收强信号时发出直流偏压信号，控制光电探测器模块工作在线性模式下进行强功率的光信号探测。