用于悬浮光力系统的低噪声四象限探测器研究

作     者：王颖颖 何沛彤 梁韬 高晓文 蒋静 陈杏藩 胡慧珠 Wang Yingying;He Peitong;Liang Tao;Gao Xiaowen;Jiang Jing;Chen Xingfan;Hu Huizhu

作者机构：之江实验室量子传感研究中心浙江杭州310023 浙江大学光电科学与工程学院浙江杭州310027 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2023年第43卷第11期

页      面：1-8页

核心收录：

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(62075193) 之江实验室科研攻关重大项目(2019MB0AD01) 之江实验室自立创新项目(2021MB0AL02) 

主　　题：探测器 光电探测器 悬浮光力系统 噪声分解 共模抑制 

摘      要：悬浮光力系统由于其出色的探测性能,已成为精密测量领域的研究热点。目前悬浮光力系统的探测方案主要包括平衡探测器方案和四象限探测器方案。平衡探测器噪声性能优越,但单个探测器只能测量一个方向的悬浮微粒位移信息,探测系统复杂。四象限探测器方案仅使用单个探测器即可同时探测微粒的三轴位移信息,探测系统简单,但噪声性能较差。本文根据悬浮光力系统的需求,设计了一种四象限探测器,实现了105量级跨阻增益,电学噪声达到商用平衡探测器水平,共模抑制比优于45 d B(50~250 k Hz),且入射光功率大于1 m W时,噪声性能只受散粒噪声限制。实验表明,该四象限探测器方案可替代平衡探测器方案,使探测系统小型化,并能很好地满足高探测灵敏度的需求。