上海理工大学 医疗器械与食品学院 生物医学光学与视光学研究所，上海 200093
在眼内入射光安全的前提下，由于眼轴长度测量时角膜表面与视网膜色素上皮层2个反射面的反射率相差较大，反射的光信号强度属于微弱信号范畴。为了能够去除噪声，快速提取该信号的峰值用于眼轴长度起止点计算，采用PIN光电二极管接收微弱光信号并配合I-V转换电路、自动增益控制电路及后级处理电路搭建了一套弱光信号检测系统。实验采用ZIESS模拟眼进行测试，结果表明设计的检测系统最小能探测到0.77 nW左右的微弱光信号，最大光电转换能力可达4.5×108V/W，信噪比达到9 dB以上，测得眼轴长度结果与实际值最大存在0.05%的误差。系统具有低噪声、高增益、大动态范围等优点，为实现眼轴长度精准测量提供了一种有效方案。
信号提取 眼轴长度 电路设计 微弱光信号 signal extraction eye axial length circuit design weak optical signal
长距离高速微弱光电探测技术在激光通信中应用广泛。为了在未被噪声湮没的环境中检测出所需的微弱信号,采用平衡探测技术对单管探测和平衡探测进行对比,并且对具体的平衡探测器电路进行了理论分析和仿真,得出了在一致性系数较大(k>0.6)时平衡探测器的信噪比优于单管探测的结论。从理论上分析了单管和双管探测的最小可探测光功率。结果表明,把平衡探测技术用于高速微弱光信号探测具有很大的优越性。
探测器 高速微弱光信号 平衡探测 信噪比 detector high speed weak optical signal balanced detection signaltonoise ratio
安徽工业大学电气与信息工程学院， 安徽 马鞍山 243000
为了解决强噪声背景下微弱光信号检测难的问题，介绍了一种基于锁相放大原理的微弱光信号检测系统。系统采用对1 550 nm的DFB激光进行调制的方法产生前级信号，利用PIN光电二极管产生的电流信号作为原始信号，经过前级放大、锁相放大及低通滤波电路还原调制信号。系统采用OPA124作为前级运放，AD630作为锁相放大器，参考信号和调制信号均由DDS芯片AD9850产生。滤波电路、移相电路和调制电路均采用高精度运放OP07来设计。实验结果表明，该系统具有很高的线性度，灵敏度为4.51 V/V，精度大于0.05%，是一种高精度、高实用性的微弱光信号检测系统。
微弱光信号 前置放大 锁相放大 低通滤波 检测 weak optical signal pre-amplification lock-in amplifier low-pass filter detection
中国人民解放军军事医学科学院 卫生装备研究所,天津300161
微弱光信号检测电路应用在许多精密测量仪器中。针对微弱光强信号放大采样问题,分析了传统光电检测电路存在的不足,采用S2387系列光电二极管,结合多级放大电路与T型反馈电阻网络,设计了一种放大倍率可编程的微弱光强信号采样电路。基于对实验数据的分析,通过对前后级放大倍数的合理分配,该电路兼顾了提高响应速度与降低噪声的要求,简洁可靠,适合于光强和波长变化范围大的微弱荧光、散射光和反射光检测。
微弱光信号 T型反馈电阻网络 多级放大电路 可编程放大倍率 faint optical signal T-network of feedback resistance multistage amplifier circuit programmable magnification
中国电子科技集团公司光电研究院，天津 300000
雪崩光电二极管( APD)具备微弱光信号探测性能，其相关处理电路的设计直接关乎 APD探测能力的大小。分析了 APD光电探测器工作原理、自身特性及外界影响因素，研究了 APD工作电路的组成与最佳工作电路的设计问题。后期信号处理阶段，设计了 APD信号放大处理电路，满足了低噪声、带宽匹配 ,微弱信号放大的要求。在 APD微弱光信号探测领域具有一定的意义。
微弱光信号 处理电路 带宽匹配 信号放大 APD avalanche photodiodes (APD) weak light signal processing circuit bandwidth matching signal amplification
1 光纤通信技术和网络国家重点实验室，湖北 武汉430074
2 武汉光迅科技股份有限公司，湖北 武汉430205
为了解决光电检测系统检测微弱光信号时的噪声问题，通过建立等效电路模型，推导出了光电检测电路输出信噪比公式并分析了影响系统噪声性能的关键因素。设计了一种可探测微弱光信号、具有宽动态范围和自动换档功能的光电检测系统。实验结果表明，该系统可对微弱光信号进行精确探测。
光电检测 微弱光信号 电路设计 photoelectric detection weak optical signal circuit design
福建师范大学 光电与信息工程学院 医学光电科学与技术教育部重点实验室, 福州 350007
运用ZEMAX设计了一款大孔径、小畸变微弱光信号检测镜头, 与高灵敏近红外CCD图像传感器匹配, 实现了对微弱单态氧1O2信号的实时、快速、高准确度的检测.检测镜头相对孔径1∶0.86, 半像高为6.3 mm, 光谱范围为1 250～1 290 nm, 放大倍率为1X, 畸变小于0.1%.运用AutoCAD设计光学系统的机械结构, 采用双高斯对称式结构以降低成本, 手动聚焦、直插式滤片切换机构方便实验的调节, 检测镜头研制成功并在实验中采集到较好的微弱单态氧1O2信号.
近红外微弱光信号 光学系统 机械机构 检测镜头 单态氧1O2 Near infrared weak optical signal Optical system Mechanical structure Detection lens Singlet oxygen 1O2
中国兵器工业第213研究所 火工品安全性可靠性技术国防科技重点实验室，西安 710061
针对激光起爆系统可能会出现起爆光路的不完整从而影响正常的起爆，设计了激光起爆系统自相关检测和互相关检测两种不同的光路完整性检测结构，并对两种结构进行了理论分析和对比。结果表明，自相关检测结构可以检测到激光起爆器回馈光纤中回波信号的最小功率为100nW，互相关检测结构能检测到激光起爆器回馈光纤中回波信号的最小功率为0.1nW。在满足检测激光功率最大为0.2mW的条件下，前者不能实现起爆光路完整性的检测，而后者可实现起爆光路完整性的检测。
激光技术 激光起爆 微弱光信号 光纤传能 相关检测 双光纤 laser technique laser initiator feeble light signal fiber delivery energy correlation detection dual-fiber
1 郑州大学信息工程学院，河南郑州450001
2 新乡学院物理系, 河南新乡453000
为将微弱光信号有效地转换为电信号以方便后级电路处理，设计了微弱光信号检测电路。电路由光电转换和前置放大两部分组成。光电转换电路采用低输入偏置电流运算放大器AD549实现；前置放大电路使用对称三极管组成的对数比率放大电路实现，并在同等条件下与集成电路LOG100组成的前置放大电路相比较。实际测量表明，该放大电路设计可有效放大低于1nW的微弱输入信号，同时对噪声也有很强的抑制作用，而由LOG100组成的电路对噪声的抑制能力明显衰减。
微弱光信号 光电检测 前置放大 对数电路 weak optical signal photoelectric detection pre-amp logarithmic circuit
1 燕山大学信息科学与工程学院,河北 秦皇岛 066004
2 燕山大学电气工程学院,河北 秦皇岛 066004
提出了一种将扩频通信原理用于聚合物光纤性能测量的新方法，使用伪随机序列对注入测量系统的光信号进行调制,实现输入光信号的扩展频带，输出光信号经光电转换后，用伪随机序列对信号进行解扩处理，根据扩频原理，解扩后的信号的信噪比会有较大提高.对测量系统的性能进行了仿真分析并与实验结果进行了比较，结果表明该方法可以精确地测量信噪比低于-20 dB的有用信号波形.
扩频通信 伪随机序列 微弱光信号 信噪比 Spread spectrum communication Pseudo-random sequence Weak optical signal Sigal-Noise Ratio(SNR)
