Improvement of Balanced Homodyne Detector

1.2-GHz Balanced Homodyne Detector for Continuous-Variable Quantum Information Technology

“…The CMRR can be calculated based on the maximum difference of the fundamental harmonic spectral power. It is clear that the CMRR of our BHD reaches 57.9 dB which exceeds the CMRR in many reported detectors [1,17,21,22,25,26].…”

Balanced Homodyne Detector Based on Two-Stage Amplification

“…平衡零拍探测技术在量子噪声测量、 光谱测量、 外差探测、 太赫兹探测等领域有着重要的应用 [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14] 。在量 子光学实验中， 由于压缩态等非经典态均为弱光， 且其正交振幅或相位分量已经低于真空涨落， 因此要对压 缩 态 进 行 测 量 ， 必 须 使 用 对 相 位 敏 感 的 探 测 技 术 并 突 破 量 子 噪 声 极 限 [1] 。 平 衡 零 拍 探 测 技 术 即 是 一 种 具 有 高敏感度、 且对入射光振幅、 相位均敏感的探测技术 [2][3] 。自 1985 年 Slusher 等 [4] 首次将平衡零拍探测技术应 用于光学压缩态的测量以来， 平衡零拍探测技术已经被广泛用于各类光学实验中 [5][6][7][8][9][10] ， 并成为测量量子噪声 与突破量子噪声极限的标准方法 [11] 。2010 年周倩倩等 [12] 研制了一种宽带低噪声探测器， 交流信号经过一级 跨阻运算放大器 LMH6624 放大输出， 在带宽 2~31 MHz 范围内， 其共模抑制比大于 30 dB。之后王金晶等 [13] 对平衡零拍探测器进行了改进 ， 交流信号经过一级运算放大器 AD829 放大输出 ， 这种方案提高了入射 光 饱…”

“…进行探测， 实际输出的电流信号为两个光电管输出电流信号的差值 [13][14][15] 。这种设计的优点是免去了减法器， 同时可以抑制两束光的共模噪声。 图 1 平衡零拍探测器示意图。(a) 采用两个探测器的平衡零拍探测系统; (b) 基于基尔霍夫定律的平衡零拍探测器 (b) balanced homodyne detector based on the kirchhoff′s law…”

“…一般来说， 平衡零拍探测器的放大电路分为交流和直流两部分 [13,16] ， 其中直流部分用于监视入射光功率 并提供参考， 交流部分则将所需的待测信号或光学噪声放大并输出。探测器详细的原理图如图 2 所示。其 中， 光电流被电感 L2 分为交流与直流两部分。L2 的大小决定了直流部分的低频响应特性 [12] 。为了过滤交流 [17] iˉ2 Np = 2 e 2 η hv PΔf ,…”