超外差金属探测器,超深金属探测器
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1、光电外差检测系统基本特性?
基本条件:
(1)信号光与本振光必须具有相同的模式结构,这意味着所用激光器应该单频基模运转。
(2)信号光和本振光在光混频面上必须相互重合,为了提供最大的信噪比,它们的光斑直径最好相等。因为不重合的部分对中频信号无贡献,只贡献噪声。
(3)信号光和本振光的能流矢量必须尽可能的保持一致,即两光波必须保持空间上的角准直。
(4)本振光和信号光在一定允许的角误差情况下,二者要尽可能保持垂直入射到探测器的光敏面上。
(5)在角准直情况下,信号光和本振光的波前还必须匹配。
(6)信号光与本振光必须同偏振,因为在光混频面上它们是矢量叠加。
特点:
(1)光外差探测有利于微弱信号的探测,灵敏度比直接探测提高了几个数量级。在一定条件下,只要本振光足够强,即使信号光功率很小,仍然可以得到所需的中频输出电流。
(2)转换增益高。从物理过程的观点来看,直接探测是光功率包络检波过程;而外差探测是把信号光频率转换成差频进行探测,这种转换过程是本振光的作用,它使光外差探测天然地具有一种“转换增益”。
(3)具有良好的滤波功能。在直接探测中,为了抑制杂散背景光的干扰,都需要在探测器前加置窄带滤光片。在相干探测中,只有那些与本振光混频后仍在中频带宽之内的杂光才能进入检测系统,其他杂光噪声被滤掉。而且,背景光、杂散光与信号光、本振光不相干不会产生相干叠加项。
(4)具有良好的空间和偏振鉴别能力。信号光和本振光必须沿同一方向射向光电探测器,而且要保持相同的偏振方向,这意味着光外差探测本身就具备了对探测光方向的高度鉴别能力和对探测光偏振方向的鉴别能力。
(5)在适当选取本振光功率的情况下,可以获得较高的信噪比。
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