引用本文:

张超,彭怀敏,李海波,等. OTDR设计中APD偏置电压的自适应精确控制[J]. 光通信技术,2020,44(4):33-36.

OTDR设计中APD偏置电压的自适应精确控制

张 超1,彭怀敏1,李海波2,杨 斌3

(1.中国电子科技集团公司 第三十四研究所,广西 桂林 541004; 2.中国人民解放军96713部队;3. 科技部高技术研究发展中心,北京 100044)

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摘要:针对相同偏置电压下雪崩光电二极管(APD)的增益会随温度变化,从而影响到光时域反射仪(OTDR)的动态范围的问题,提出了一种APD偏置电压自适应精确控制的方案。在各个适宜的工作温度下,该方案可以保证偏置电压始终工作在接近雪崩电压,使APD在最佳增益时稳定工作,从而提高OTDR的动态指标,并解决OTDR高低温测试时动态范围波动大的问题,使得动态范围波动被控制在0.3 dB以内。

关键词:雪崩光电二极管;精确温补;自适应;光时域反射仪

中图分类号:TN256 文献标志码:文章编号:1002-5561(2020)04-0033-04

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.04.008

0 引言
      雪崩光电二极管(APD)是一种高速、高灵敏度的光电二极管,其光电流的产生机制与PIN光电二极管相同。两者的不同之处在于APD具有内部电流增益,可以产生雪崩倍增效应,能将信号倍增至上百倍,从而实现比PIN更高的信噪比,以至于被广泛应用于光时域反射仪(OTDR)、光纤传感、光纤通信和激光测距等领域[1,2]。然而,APD的雪崩倍增效应在放大所需信号的同时,也会对光电二极管中的暗电流产生影响,且APD的雪崩倍增效应还会随温度的变化而变化,进而影响到OTDR的动态指标及其在温度变化时的稳定性。因此,如何使APD的雪崩倍增效应得到最大化利用的同时而不受倍增噪声的影响[3],又如何保证APD在各个适宜温度下工作状态的稳定性,是APD应用在OTDR中的一个重要问题。本文提出一种APD偏置电压自适应精确控制方案。

5 结束语
       本文设计的APD偏置电压自适应精确控制系统,可以保证APD在各种适宜的工作温度下,其偏置电压始终稳定地保持工作在接近雪崩电压或其它所需的工作状态,从而提高OTDR的动态指标。在试验中,该系统使OTDR在高低温测试时的动态范围波动被控制在0.3 dB之内,有效地解决了OTDR在高低温测试时动态范围波动大的问题。该系统同样适宜于应用在各种对APD性能要求较高、对APD增益一致性要求较好、需要各温度下精确控制不同增益或者是对APD性能的检测等场合。