CN112857564A - 光电探测器电路***和光电探测方法 - Google Patents

光电探测器电路***和光电探测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光电探测器电路***，包括，第一平衡探测器的平衡探测模块，用于对所获取的待检测干涉光信号进行处理，以生成检测信号；和锁相放大模块，包括锁相环和锁相放大器，所述锁相环用于对所述检测信号进行跟踪处理，以生成跟踪所述检测信号频率变化的参考信号，所述锁相放大器用于基于所述参考信号对所述检测信号进行处理，以从所述检测信号中提取与所述参考信号相同频率相同相位的目的信号。本发明所提供的所述光电探测器电路***能够有效地对微弱光电信号进行处理。

Description

光电探测器电路***和光电探测方法
技术领域
本发明涉及光电探测领域，进一步地涉及光电探测器电路***和光电探测方法。
背景技术
光电探测器(Photodetector，PD)是检测光信号(光强度)以产生电信号的装置，广泛地被应用于激光干涉仪、激光雷达领域。
参考说明书附图1，传统的平衡探测技术利用光学元件将一束光分成满足干涉条件的两束光，其中一束为携带待测信息的信号光ES，一束为参考光EL，经过同一分束镜1P的处理之后，所述信号光ES被分为两束信号光ES1和ES2，所述参考光EL被分为参考光EL1和EL2，其中所述信号光ES1和所述参考光EL1发生干涉后进入第一光电管2P，生成第一电流信号I1；其中所述信号光ES2和所述参考光EL2发生干涉后进入第二光电管3P，生成第二电流信号I2。所述第一电流信号I1和所述第二电流信号I2在经过差分放大器4P处理后输出检测信号。
需要指出的是，传统平衡探测器的电路设计方案虽然在一定程度上提高了信噪比(SIGNAL-NOISE RATIO，SNR或S/N)，但是往往不能够对高速微弱光电信号进行检测，在使用过程中具有极大的局限性。
因此，需要对传统平衡探测器的电路***进行改进。
发明内容
本发明的一个优势在于提供一光电探测器电路***和光电探测方法，与传统光电探测器电路***相比其能够有效地对光电信号进行处理。
本发明的另一个优势在于提供一光电探测电路***和光电探测方法，其对待检测干涉光信号依次进行平衡探测处理和锁相放大处理，从而能够有效地滤除噪声，有效地提高对光电信号的处理效果。
本发明的另一个优势在于提供一光电探测电路***和光电探测方法，其采用双路平衡探测器对带检测干涉光信号进行处理，以提高对光电信号的处理能力。
本发明的另一个优势在于提供一光电探测电路***和光电探测方法，其对两路平衡探测器所生成的两路检测信号进一步进行差分放大处理，以供抑制两路平衡探测器所产生的检测信号之间的共模噪声，加倍有用信号。
相应地，为了实现以上至少一个优势，本发明提供一种光电探测器电路***，包括：
包括第一平衡探测器的平衡探测模块，用于对所获取的待检测干涉光信号进行处理，以生成检测信号；和
锁相放大模块，包括锁相环和锁相放大器，所述锁相环用于对所述检测信号进行跟踪处理，以生成跟踪所述检测信号频率变化的参考信号，所述锁相放大器用于基于所述参考信号对所述检测信号进行处理，以从所述检测信号中提取与所述参考信号相同频率相同相位的目的信号。
在本发明的一些优选实施例中，所述锁相放大器包括相敏检测器，用于基于所述参考信号对所述检测信号进行处理，以从所述检测信号中提取与所述参考信号相同频率相同相位的目的信号。
在本发明的一些优选实施例中，所述锁相放大器包括鉴相器，用于基于所述参考信号对所述检测信号进行处理，以从所述检测信号中提取与所述参考信号相同频率相同相位的目的信号。
在本发明的一些优选实施例中，所述锁相放大器进一步包括低通滤波器，用于对所述目标信号进行处理，以滤除所述目标信号中高于截止频率的信号和允许所述目标信息中低于截止频率的信号通过。
在本发明的一些优选实施例中，所述锁相放大模块进一步包括带通滤波器，用于在所述检测信号进入所述锁相放大器之前滤除所述检测信号中的噪声。
在本发明的一些优选实施例中，所述平衡探测模块进一步包括第二平衡探测器和差分放大器；
所述第一平衡探测器，用于基于平衡探测技术对所述待检测干涉光信号中的第一干涉光信号进行处理，以生成第一检测信号；
所述第二平衡探测器，用于基于平衡探测技术对所述待检测干涉光信号中的第二干涉光信号进行处理，以生成第二检测信号；以及
所述差分放大器，用于对所述第一检测信号和所述第二检测信号进行处理，以抑制所述第一检测信号和所述第二检测信号之间的共模噪声，以生成所述检测信号。
在本发明的一些优选实施例中，所述差分放大器被实施为基于型号为AD8000的电流反馈型放大器搭建而成的差分放大器。
根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种光电探测方法，包括：
通过包括第一平衡探测器的平衡探测模块，对所获取的待检测干涉光信号进行处理，以生成检测信号；
通过锁相环对所述检测信号进行跟踪处理，以生成跟踪所述检测信号频率变化的参考信号；以及
通过锁相放大器基于所述参考信号对所述检测信号进行处理，以从所述检测信号中提取与所述参考信号相同频率相同相位的目的信号。
在本发明的一些优选实施例中，通过包括第一平衡探测器的平衡探测模块，对获取的待检测干涉光信号进行处理，以生成检测信号，包括：
通过所述第一平衡探测器，基于平衡探测技术对所述待检测干涉光信号中的第一干涉光信号进行处理，以生成第一检测信号；
通过第二平衡探测器，基于平衡探测技术对所述待检测干涉光信号中的第二干涉光信号进行处理，以生成第二检测信号；以及
通过差分放大器，对所述第一检测信号和所述第二检测信号进行处理，以抑制所述第一检测信号和所述第二检测信号之间的共模噪声，以生成所述检测信号。
在本发明的一些优选实施例中，所述锁相放大器，包括鉴相器或相敏检测器。
本发明的其他目的和优势将通过具体实施方式和权利要求的内容进一步体现。
附图说明
图1是现有技术的平衡探测原理示意图。
图2是根据本发明的一个优选实施例的光电探测器电路***的框图示意图。
图3是根据本发明的一个优选实施例的光电探测器电路***的电路示意图。
图4是根据本发明的一个优选实施例的光电探测器电路***的电路示意图。
图5是根据本发明的一个优选实施例的光电探测器的电路示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
参考说明书附图2至图5，本发明所提供的光电探测器电路***被阐述，与传统光电探测器电路***相比，本发明所提供的光电探测器电路***通过采用双路平衡探测和锁相放大设计，能够有效地对微弱光电信号进行检测。
具体地，本发明所提供的所述光电平衡探测器电路***包括一平衡探测模块10和一锁相放大模块20，其中所述平衡探测模块10用于对所获取的待检测干涉光信号进行处理，以生成检测信号，所述锁相放大模块20包括一锁相环21和一锁相放大器22，所述锁相环21用于对所述检测信号进行跟踪处理，以生跟踪所述检测信号频率变化的成参考信号，所述锁相放大器22用于基于所述参考信号对所述检测信号进行处理，以从所述检测信号中提取与所述参考信号相同频率相同相位的目的信号，其中所述目的信号用于计算待测物体的相关信息，举例但不限于，当所述光电探测器电路***被应用到激光雷达领域时，所述目的信号用于计算待测物体的运动速度、距离等信息。
所述锁相环21将对所述检测信号跟踪同步的信号作为所述参考信号，保证相敏检波器输出与所述参考信号具有相同的频率和相位。
优选地，所述锁相放大器22包括一相敏检测器221，用于基于所述参考信号对所述检测信号进行处理，以从所述检测信号中提取与所述参考信号相同频率相同相位的目的信号。
所述相敏检测器221是自相关元器件，能够将所述检测信号中的有用信号与所述参考信号做自相关乘法运算，从噪声的背景中分理出目的信号。根据锁相放大理论，所述相敏检测器221只能够分理处与所述参考信号相同频率和相同相位的信号，由于噪声的频率与相位是随机的，而且与目的信号的频率和相位相一致的概率很小，因此，其输入信号的信噪比很高。
在另一些优选实施例中，所述锁相放大器22包括一鉴相器222，用于基于所述参考信号对所述检测信号进行处理，以从所述检测信号中提取与所述参考信号相同频率相同相位的目的信号。
所述锁相放大器22进一步包括一低通滤波器223，用于对所述目标信号进行处理，以滤除所述目标信号中高于截止频率的信号和允许所述目标信息中低于截止频率的信号通过。所述低通滤波器223以直流电压的形式输出所述目的信号，当所述目的信号与所述参考信号之间的相位差为0°，也就是说，所述目的信号与所述参考信号之间的相位相同时，所述低通滤波器223能够将所述目的信号以最大的电压输出，达到放大所述目的信号的电压有效值的目的。
所述锁相放大模块20进一步包括带通滤波器23，用于在所述检测信号进入所述锁相放大器22之前滤除所述检测信号中的噪声。具体地，所述带通滤波器23用于滤除所述检测信号中带低频和高频的噪声。
参考说明书附图2，所述平衡探测模块10包括一第一平衡探测器11、一第二平衡探测器12以及一差分放大器13，其中所述第一平衡探测器11用于基于平衡探测技术对所述待检测干涉光信号中的第一干涉光信号进行处理，以生成第一检测信号；所述第二平衡探测器12用于基于平衡探测技术对所述待检测干涉光信号中的第二干涉光信号进行处理，以生成第二检测信号；所述差分放大器13用于对所述第一检测信号和所述第二检测信号进行处理，以抑制所述第一检测信号和所述第二检测信号之间的共模噪声，以生成所述检测信号。
本发明所提供的所述平衡探测模块10采用双路平衡探测器模块设计，所述第一平衡探测器11所生成的所述第一检测信号和所述第二平衡探测器12所生成的所述第二检测信号经过所述差分放大器13进一步消除由于光学***误差及光学相位不能完全反相位而引起的噪声干扰，进一步抑制所述第一检测信号和所述第二检测信号之间的共模噪声，加倍有用信号。
参考说明书附图2和附图3，具体地，所述第一平衡探测器11包括两第一光电管111、112、一第一跨阻放大器113以及一第一差分放大器114，其中两所述第一光电管111、112用于将待测干涉光信号中的两第一待测干涉光信号分别转换为第一电信号和第二电信号，所述第一电信号和所述第二电信号在依次经过所述第一跨阻放大器113和所述第一差分放大器114进行差分放大处理后生成所述第一检测信号。
所述第二平衡探测器12包括两第二光电管121、122、一第二跨阻放大器123以及一第二差分放大器124，其中两所述第二光电管121、122用于将待测干涉光信号中的两第二待测干涉光信号分别转换为第三电信号和第四电信号，所述第一电信号和所述第二电信号在依次经过所述第二跨阻放大器123和所述第二差分放大器124进行差分放大处理后生成所述第二检测信号。
在所述第一平衡探测器11中，两个所述第一光电管111、112相互串联，所述第一跨阻放大器113和所述第一差分放大器114能够将所述第一电信号和所述第二电信号做减法运算，经过减法运算之后，有用信号加倍，噪声相减，实际输出的所述第一检测信号中的电流是所述第一电信号和所述第二电信号的差值。可以理解的是，这种结构设计能够避免使用减法器，同时最大程度地抑制两所述第一待测干涉光信号之间的共模噪声，从而能够进一步提高信噪比。也就是说，所述第一路平衡探测器11检测方案基于“先差分后放大”的原则，使用两个性能接近的光电管对两束入射光进行探测，然后通过采用光电管串联的方式,将两路光电流直接做减法运算，经过减法之后的有用信号加倍，噪声相减。实际输出的电流信号为两个光电管输出电流信号的差值E1-E2。
优选地，所述第二平衡探测器12与所述第一平衡探测器11为相同的结构设计，各个期间的参数相一致。也就是说，所述第二平衡探测器12的两所述第二光电管121、122与所述第一平衡探测器11的两所述第一光电管111、112是相同型号的光电管；所述第二平衡探测器12的所述第二跨阻放大器123与所述第一平衡探测器11的所述第一跨阻放大器113是相同型号的运算放大器；所述第二平衡探测器12的所述第二差分放大器124与所述第一平衡探测器11的所述第一差分放大器114是相同信号的运算放大器。
值得一提的是，所述第一平衡探测器11和所述第二平衡探测器12能够有效地抑制噪声，所述锁相放大器22相当于一个检测器和一个窄带通滤波器的组合，能够将较微弱的信号从噪声的背景中提取出来进行放大。
在获取所述待测干涉光信号的过程中，首先将一束待测光经过光学元件分为两束参考光和两束信号光。然后将一束参考光和一束信号光经过一分束镜后生成两所述第一待测干涉光信号，将另一束参考光和另一束信号光经过一分束镜后生成两所述第二待测干涉光信号。其中所生成的两所述第一待测干涉光信号分别适于被两所述第一光电管111、112探测，分别生成所述第一电信号和所述第二电信号；所生成的两所述第二待测干涉光信号分别适于被两所述第二光电管121、122探测，分别生成所述第三电信号和所述第四电信号。
本领域的技术人员可以理解的是，在经过分束镜作用后，所述两束信号光与所述两束参考光之间具有180°的相位差。
需要指出的是，本发明所提供的所述光电探测器电路***与一光学元件和两分束镜能够形成一光电探测器，所述光学元件和两所述分束镜能够对待测光进行光学处理，以使得一束光变成两所述第一待测干涉光信号和两所述第二待测干涉光信号。
具体地，两所述第一光电管111、112和两所述第二光电管121、122分别是近红外雪崩光电二极管。
还需要指出的是，在本发明所提供的所述光电探测电路***中，所述第一跨阻放大器113和所述第二跨阻放大器123能够对相应的电信号进行第一级放大，所述第一差分放大器114和所述第二差分放大器124能够对相应的所述第一检测信号和所述第二检测信号进行第二级放大。所述差分放大器13对所述第一检测信号和所述第二检测信号进行第三级放大。
需要指出的是，所述第一差分放大器114、所述第二差分放大器124以及所述差分器13能够分三次放大差模信号，抵消共模信号，有效地抑制噪声，提高信噪比。
所述锁相放大器实质上是超窄带的带通滤波器，带宽可以设置到很低几个Hz，其Q值也特别高，是任何传统滤波器都无法实现的，能够有效地完成对微弱光电信号的检测。
优选地，所述第一跨阻放大器113和所述第二跨阻放大器123使用ADI公司(AnalogDevices,Inc，亚德诺半导体技术有限公司)所生产的型号为AD8000电流反馈型高速运算放大器搭建而成。所述第一差分放大器123和所述第二差分放大器124同样地也使用ADI公司(Analog Devices,Inc，亚德诺半导体技术有限公司)所生产的型号为AD8000电流反馈型超低噪声高速放大器构建而成。相应地，所述差分放大器13也是使用ADI公司(AnalogDevices,Inc，亚德诺半导体技术有限公司)所生产的型号为AD8000型运算放大器搭建而成。
ADI公司(Analog Devices,Inc，亚德诺半导体技术有限公司)所生产的型号为AD8000型运算放大器拥有高达1.5GHz的增益带宽积，4100V/μs转换速率。
本领域的技术人员应当理解的是，所述第一跨阻放大器113、所述第二跨阻放大器123、所述第一差分放大器114以及所述第二差分放大器124还能够其他型号的运算放大器，只要能够达到本发明的发明目的，所述第一跨阻放大器113、所述第二跨阻放大器123、所述第一差分放大器114以及所述第二差分放大器124的具体型号和生产公司不应当构成对本发明的限制。
参考说明书附4，所述相敏检测器221被实施为AD630型号的相敏检测器，以实现锁相放大的功能。所述相敏检测器221的输入信号是所述检测信号和所述参考信号，所述检测信号同时被输入到两个放大器中。被实施为AD630的所述相敏检测器的第9引脚连接于所述锁相环21，用于自所述锁相环21接收所述参考信号。被实施为AD630的所述相敏检测器的输出接OP07型运算放大器组成一个低通滤波器，以形成所述低通滤波器223。
本领域的技术人员应当理解的是，所述相敏检测器221还能够被实施为其他型号的相敏检测器，只要能够达到本发明的发明目的，所述相面检测器221的具体类型不应当构成对本发明的限制。
参考说明书附图5，所述锁相环21被实施为TI公司(Texas Instruments，德州仪器)所生产的型号为74HC4046单片集成锁相环***，其能够搭建两个电信号相位同步的自动控制闭环***，以供保证输入的被检测的所述检测信号与所述参考信号具有相同的频率和相位。
具体地，所述锁相环21可用来实现输出和输入两个信号之间的相位同步。当没有基准(参考)输入信号时，环路滤波器的输出为零(或为某一固定值)。这时，压控振荡器按其固有频率fv进行自由震荡。当有频率为fR的参考信号输入时，uR和uv同时加到鉴相器进行鉴相。如果fR和fv相差很大，鉴相器对uR和uv进行鉴相的结果，输出一个与uR和uv的相位差成正比的误差电压ud，再经过环路滤波器滤去ud中的高频成分，输出一个控制电压uc，uc将使压控振荡器和频率fv(和相位)发生变化，朝着参考输入信号的频率靠拢，最后使fv＝fR，环路锁定。环路一旦进入锁定状态后，压控振荡器的输出信号与环路的输入信号(参考信号)之间只有一个固定的稳态相位差，而没有频差存在。这这时环路被锁定。
环路的锁定状态时对输入信号的频率和相位不变而言的，若环路输入的是频率和相位不断变化的信号，而且环路能使压控振荡器的频率和相位不断地跟踪输入信号的频率和相位变化，则这时环路所处的状态称为跟踪状态。
锁相环在锁定后，不仅能使输出信号频率与输入信号频率严格同步，而且还具有频率跟踪特性，所以在电子技术的各个领域中都有着广泛的应用。
所述检测信号(single input)分为两路，一路输入OP07的锁相放低部分，另一路自所述锁相环21的CD4046的14引脚输入所述锁相环21。所述锁相环21所生成的所述参考信号经过所述第四引脚和所述相敏检测器221的第9引脚传输至被实施为AD630的所述相敏检测器221。
根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种光电探测方法，包括：
通过包括第一平衡探测器11的平衡探测模块10，对所获取的待检测干涉光信号进行处理，以生成检测信号；
通过锁相环21对所述检测信号进行跟踪处理，以生成跟踪所述检测信号频率变化的参考信号；以及
通过锁相放大器22基于所述参考信号对所述检测信号进行处理，以从所述检测信号中提取与所述参考信号相同频率相同相位的目的信号。
在本发明的一些优选实施例中，通过包括第一平衡探测器11的平衡探测模块10，对获取的待检测干涉光信号进行处理，以生成检测信号，包括：
通过所述第一平衡探测器11，基于平衡探测技术对所述待检测干涉光信号中的第一干涉光信号进行处理，以生成第一检测信号；
通过第二平衡探测器12，基于平衡探测技术对所述待检测干涉光信号中的第二干涉光信号进行处理，以生成第二检测信号；以及
通过差分放大器13，对所述第一检测信号和所述第二检测信号进行处理，以抑制所述第一检测信号和所述第二检测信号之间的共模噪声，以生成所述检测信号。
在本发明的另一些优选实施例中，其中，通过所述第一平衡探测器11，基于平衡探测技术对所述待检测干涉光信号中的第一干涉光信号进行处理，以生成第一检测信号；和通过第二平衡探测器12，基于平衡探测技术对所述待检测干涉光信号中的第二干涉光信号进行处理，以生成第二检测信号之前，进一步包括：
通过一光学元件将一束带测光分成满足干涉条件的两束参考光和两束信号光；
通过第一分束镜将第一参考光和第一信号光分为两第一待测干涉光信号，供所述第一平衡探测器11处理生成所述第一检测信号；
通过第二分束镜将第二参考光和第二信号光分为两第二待测干涉光信号，供所述第二平衡探测器12处理生成所述第二检测信号。
本领域的技术人员可以理解的是，在经过所述第一分束镜和所述第二分束镜之后，两束所述信号光所产生的干涉光信号与两束所述参考光所产生的干涉光信号之间具有180°的相位差。
本发明所提供的所述平衡探测模块10采用双路平衡探测器模块设计，所述第一平衡探测器11所生成的所述第一检测信号和所述第二平衡探测器12所生成的所述第二检测信号经过所述差分放大器13进一步消除由于光学***误差及光学相位不能完全反相位而引起的噪声干扰，进一步抑制所述第一检测信号和所述第二检测信号之间的共模噪声，加倍有用信号。
具体地，所述第一平衡探测器11包括两第一光电管111、112、一第一跨阻放大器113以及一第一差分放大器114，其中两所述第一光电管111、112用于将待测干涉光信号中的两第一待测干涉光信号分别转换为第一电信号和第二电信号，所述第一电信号和所述第二电信号在依次经过所述第一跨阻放大器113和所述第一差分放大器114进行差分放大处理后生成所述第一检测信号。
所述第二平衡探测器12包括两第二光电管121、122、一第二跨阻放大器123以及一第二差分放大器124，其中两所述第二光电管121、122用于将待测干涉光信号中的两第二待测干涉光信号分别转换为第三电信号和第四电信号，所述第一电信号和所述第二电信号在依次经过所述第二跨阻放大器123和所述第二差分放大器124进行差分放大处理后生成所述第二检测信号。
在所述第一平衡探测器11中，两个所述第一光电管111、112相互串联，所述第一跨阻放大器113和所述第一差分放大器114能够将所述第一电信号和所述第二电信号做减法运算，经过减法运算之后，有用信号加倍，噪声相减，实际输出的所述第一检测信号中的电流是所述第一电信号和所述第二电信号的差值。可以理解的是，这种结构设计能够避免使用减法器，同时最大程度地抑制两所述第一待测干涉光信号之间的共模噪声，从而能够进一步提高信噪比。也就是说，所述第一路平衡探测器11检测方案基于“先差分后放大”的原则，使用两个性能接近的光电管对两束入射光进行探测，然后通过采用光电管串联的方式,将两路光电流直接做减法运算，经过减法之后的有用信号加倍，噪声相减。实际输出的电流信号为两个光电管输出电流信号的差值E1-E2。
优选地，所述第二平衡探测器12与所述第一平衡探测器11为相同的结构设计，各个期间的参数相一致。也就是说，所述第二平衡探测器12的两所述第二光电管121、122与所述第一平衡探测器11的两所述第一光电管111、112是相同型号的光电管；所述第二平衡探测器12的所述第二跨阻放大器123与所述第一平衡探测器11的所述第一跨阻放大器113是相同型号的运算放大器；所述第二平衡探测器12的所述第二差分放大器124与所述第一平衡探测器11的所述第一差分放大器114是相同信号的运算放大器。
值得一提的是，所述第一平衡探测器11和所述第二平衡探测器12能够有效地抑制噪声，所述锁相放大器22相当于一个检测器和一个窄带通滤波器的组合，能够将较微弱的信号从噪声的背景中提取出来进行放大。
在本发明的另一些优选实施例中，所述锁相放大器，包括鉴相器或相敏检测器，所述鉴相器或所述相敏检测器用于基于所述参考信号对所述检测信号进行处理，以从所述检测信号中提取与所述参考信号相同频率相同相位的目的信号。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述无须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种光电探测器电路***，其特征在于，包括：
包括第一平衡探测器的平衡探测模块，用于对所获取的待检测干涉光信号进行处理，以生成检测信号；和
锁相放大模块，包括锁相环和锁相放大器，所述锁相环用于对所述检测信号进行跟踪处理，以生成跟踪所述检测信号频率变化的参考信号，所述锁相放大器用于基于所述参考信号对所述检测信号进行处理，以从所述检测信号中提取与所述参考信号相同频率相同相位的目的信号。
2.根据权利要求1所述的电路***，其中，所述锁相放大器包括相敏检测器，用于基于所述参考信号对所述检测信号进行处理，以从所述检测信号中提取与所述参考信号相同频率相同相位的目的信号。
3.根据权利要求1所述的电路***，其中，所述锁相放大器包括鉴相器，用于基于所述参考信号对所述检测信号进行处理，以从所述检测信号中提取与所述参考信号相同频率相同相位的目的信号。
4.根据权利要求2或3所述的电路***，其中，所述锁相放大器进一步包括低通滤波器，用于对所述目标信号进行处理，以滤除所述目标信号中高于截止频率的信号和允许所述目标信息中低于截止频率的信号通过。
5.根据权利要求4所述的电路***，其中，所述锁相放大模块进一步包括带通滤波器，用于在所述检测信号进入所述锁相放大器之前滤除所述检测信号中的噪声。
6.根据权利要求1所述的电路***，其中，所述平衡探测模块进一步包括第二平衡探测器和差分放大器；
所述第一平衡探测器，用于基于平衡探测技术对所述待检测干涉光信号中的第一干涉光信号进行处理，以生成第一检测信号；
所述第二平衡探测器，用于基于平衡探测技术对所述待检测干涉光信号中的第二干涉光信号进行处理，以生成第二检测信号；以及
所述差分放大器，用于对所述第一检测信号和所述第二检测信号进行处理，以抑制所述第一检测信号和所述第二检测信号之间的共模噪声，以生成所述检测信号。
7.根据权利要求6所述的电路***，其中，所述差分放大器被实施为基于型号为AD8000的电流反馈型放大器搭建而成的差分放大器。
8.一种光电探测方法，其特征在于，包括：
通过包括第一平衡探测器的平衡探测模块，对所获取的待检测干涉光信号进行处理，以生成检测信号；
通过锁相环对所述检测信号进行跟踪处理，以生成跟踪所述检测信号频率变化的参考信号；以及
通过锁相放大器基于所述参考信号对所述检测信号进行处理，以从所述检测信号中提取与所述参考信号相同频率相同相位的目的信号。
9.根据权利要求8所述的光电探测方法，其中，通过包括第一平衡探测器的平衡探测模块，对获取的待检测干涉光信号进行处理，以生成检测信号，包括：
通过所述第一平衡探测器，基于平衡探测技术对所述待检测干涉光信号中的第一干涉光信号进行处理，以生成第一检测信号；
通过第二平衡探测器，基于平衡探测技术对所述待检测干涉光信号中的第二干涉光信号进行处理，以生成第二检测信号；以及
通过差分放大器，对所述第一检测信号和所述第二检测信号进行处理，以抑制所述第一检测信号和所述第二检测信号之间的共模噪声，以生成所述检测信号。
10.根据权利要求9所述的光电探测器，其中，所述锁相放大器，包括鉴相器或相敏检测器。
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