基于微处理器的多结检测器系统及使用方法技术方案

本发明专利技术涉及一种包含多结检测器的光电检测器系统，所述多结检测器具有经配置以在用在第一光谱范围内的第一光学辐射分量辐照时产生第一电流的第一结及经配置以在用在不同于所述第一光谱范围的第二光谱范围内的第二光学辐射分量辐照时产生第二电流的至少第二结。所述光电检测器系统还包括适于基于所述第一电流而产生与所述第一光学辐射分量的第一特性相关的第一指示且基于所述第二电流而产生与所述第二光学辐射分量的第二特性相关的第二指示的微处理器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般来说涉及光电或光学检测，且明确地说涉及一种。
技术介绍
光电二极管是当今使用的最常用光电检测器。目前，光电二极管用于各种各样的应用中且正并入到众多额外应用中。一般来说，光电二极管提供光电倍增器的致密、坚固、低成本替代物。当前，光电二极管由若干种不同材料制造而成，每一材料提供在电磁光谱的经定义范围内的灵敏度。举例来说，基于硅的光电二极管通常在用具有从约ISOnm到约IlOOnm的波长的信号辐照时产生显著光电流。相比来说，基于锗的光电二极管在用具有从约400nm到约1700nm的波长的信号辐照时产生显著光电流。类似地，基于砷化铟镓的光电二极管通常用以检测具有从约SOOnm到约2600nm的波长的信号，而基于硫化铅的光电二极管用以检测具有约IOOOnm到约3500nm的波长的信号。此外，这些装置的响应率取决于入射信号的波长而变化。举例来说，尽管基于硅的光电检测器能够检测具有从约180nm到IlOOnm的波长的信号，但最高响应率为从约850nm到约lOOOnm。因此，宽广光谱范围的测量通常需要多个光电检测器，每一光电检测器使用由不同材料制造而成的光电二极管。因此，并入由各种材料制造而成的多个光电检测器的系统可为相当大的且具有不必要复杂性。因此，一直需要能够在多种波长下以高响应率检测入射信号的基于微处理器的多结检测器系统。
技术实现思路
本专利技术的一方面涉及一种包括多结光电检测器装置的光电检测器系统，所述多结光电检测器装置包括经配置以在用在第一光谱范围内的第一光学辐射分量辐照时产生第一电流的第一结及经配置以在用在不同于所述第一光谱范围的第二光谱范围内的第二光学辐射分量辐照时产生第二电流的至少第二结。所述光电检测器系统还包括适于基于所述第一电流而产生与所述第一光学辐射分量的第一特性相关的第一指示且基于所述第二电流而产生与所述第二光学辐射分量的第二特性相关的第二指示的微处理器。在本专利技术的另一方面中，所述第一光学辐射分量的所述第一特性包括所述第一光学辐射分量的第一功率电平，且所述第二光学辐射分量的所述第二特性包括所述第二光学福射分量的第二功率电平。在又一方面中，所述光电检测器系统包括适于基于所述第一电流而产生第一模拟电压的第一装置(例如，跨阻抗放大器、电荷放大器等)，及适于基于所述第二电流而产生第二模拟电压的至少第二装置(例如，跨阻抗放大器、电荷放大器等)。在本专利技术的另一方面中，所述微处理器适于控制第一跨阻抗放大器的第一增益且控制第二跨阻抗放大器的第二增益。在再一方面中，所述微处理器适于控制所述第一跨阻抗放大器的所述第一增益以便最小化所述第一跨阻抗放大器在所述第一光学辐射分量的第一经定义高功率电平下的压缩，且控制所述第二跨阻抗放大器的所述第二增益以便最小化所述第二跨阻抗放大器在所述第二光学辐射分量的第二经定义高功率电平下的压缩。在又一方面中，所述微处理器适于控制所述第一跨阻抗放大器的所述第一增益以便实现所述第一跨阻抗放大器在所述第一光学辐射分量的第一经定义低功率电平下的第一经定义灵敏度，且控制所述第二跨阻抗放大器的所述第二增益以便实现所述第二跨阻抗放大器在所述第二光学辐射分量的第二经定义低功率电平下的第二经定义灵敏度。 在本专利技术的另一方面中，所述光电检测器系统进一步包括适于将所述第一模拟电压转换成第一数字电压且将所述第二模拟电压转换成第二数字电压的模/数转换器。在又一方面中，所述光电检测器系统进一步包括适于将所述第一及第二数字电压多路复用到一输出上的多路复用器，其中所述微处理器适于从所述多路复用器的所述输出接收所述第一及第二数字电压。在本专利技术的另一方面中，所述光电检测器系统进一步包括适于促进所述微处理器与一个或一个以上外部装置之间的信息通信的通信装置。在再一方面中，所述微处理器适于借助于所述通信装置而将与所述第一及第二功率电平指示相关的数据提供到所述一个或一个以上外部装置。在又一方面中，所述通信装置包括通用串行总线(USB)端口。在再一方面中，所述通信装置包括无线通信装置。在本专利技术的另一方面中，所述光电检测器系统包括适于输出所述第一及第二模拟电压以供传输到一个或一个以上外部装置的模拟接口连接器。在又一方面中，所述微处理器适于经由所述模拟接口连接器而启用或停用所述第一及第二模拟电压的所述输出。在再一方面中，所述光电检测器系统包括适于输出所述第一及第二数字电压以供传输到一个或一个以上外部装置的数字接口连接器。在一额外方面中，所述微处理器适于经由所述数字接口连接器而启用或停用所述第一及第二数字电压的所述输出。在本专利技术的另一方面中，所述光电检测器系统包括包含可由所述微处理器读取及执行的一个或一个以上软件模块的存储器以执行其如本文中所描述的各种操作。在再一方面中，所述存储器进一步包括与分别对所述第一及第二光学辐射分量的所述第一及第二功率电平的所述第一及第二指示相关的数据。在又一方面中，所述光电检测器系统包括用以包封所述系统的各种组件中的任一者或一者以上的外壳，所述组件包含所述多结光电检测器装置、所述跨阻抗放大器、所述模/数转换器、所述多路复用器、所述微处理器、所述存储器及所述外部装置接口。在一额外方面中，所述外壳包含所述光电检测器系统经由其接收光学福射的孔隙。本专利技术的其它方面、优点及新颖特征将在与所附图式一起考虑时依据对本专利技术的以下详细说明变得显而易见。附图说明图1图解说明根据本专利技术的一方面的示范性基于微处理器的多结光电检测器单元的前透视图。图2图解说明根据本专利技术的另一方面的示范性基于微处理器的多结光电检测器单元的后透视图。图3图解说明根据本专利技术的另一方面的示范性基于微处理器的多结光电检测器系统的框图。图4图解说明根据本专利技术的另一方面的另一示范性基于微处理器的多结光电检测器系统的框图。图5图解说明根据本专利技术的另一方面的校准与示范性基于微处理器的多结光电检测器系统相关联的跨阻抗放大器的相应增益的示范性方法的流程图。图6图解说明根据本专利技术的另一方面的确定或校准与示范性基于微处理器的多结光电检测器系统相关联的功率/电压响应的示范性方法的流程图。图7以图形方式展示在用石英卤素灯照明时如本文中所描述的示范性Si结及Ge结光电检测器系统的性能的测试结果。图8以图形方式展示在用石英卤素灯照明时如本文中所描述的示范性Si结及InGaAs结光电检测器系统的性能的测试结果。具体实施例方式图1到3展示基于微处理器的多结检测器系统10的实施例的各种视图。如所展示，检测器系统10包含经配置以保护性地将检测器的各种组件含纳于其中的外壳12。在一个实施例中，外壳12由铝构造而成。任选地，可使用各种各样的材料来形成外壳12，包含但不限于铝、钢、合金、聚合物、复合材料等等。另外，可以各种各样的形状、大小及配置形成外壳12。再次参考图1到3，外壳12可在其中含纳各种各样的电子系统或装置。在所图解说明的实施例中，外壳12在其中包含至少一个多结光电检测器14。更具体地说，光电检测器14包含经配置以在用在第一光谱范围内的光学辐射辐照时产生第一光电流的第一结及经配置以在用在至少第二光谱范围内的光学辐射辐照时产生第二光电流的至少第二结。在一个实施例中，光电检测器14包括基于娃的结及基于锗的结。在另一实施例中,众多多结光电检测器14定位于外壳12内。任选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电检测器系统，其包括：外壳，其具有形成于其中的至少一个孔隙；至少一个多结光电检测器装置，其定位于所述外壳内，所述光电检测器具有经配置以在用在第一光谱范围内的光学辐射辐照时产生第一光电流的第一结且具有经配置以在用在至少第二光谱范围内的光学辐射辐照时产生第二光电流的至少第二结；第一跨阻抗放大器及至少第二跨阻抗放大器，所述第一及第二跨阻抗放大器定位于所述外壳内且与所述光电检测器通信；至少一个模/数转换器，其定位于所述外壳内且与所述第一及第二跨阻抗放大器通信；至少一个微处理器，其定位于所述外壳内且与所述模/数转换器通信；至少一个存储器装置，其与所述微处理器通信；及至少一个装置接口，其定位于所述外壳内且与所述微处理器通信。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.05 US 61/380,2491.一种光电检测器系统，其包括: 外壳，其具有形成于其中的至少一个孔隙； 至少一个多结光电检测器装置，其定位于所述外壳内，所述光电检测器具有经配置以在用在第一光谱范围内的光学辐射辐照时产生第一光电流的第一结且具有经配置以在用在至少第二光谱范围内的光学辐射辐照时产生第二光电流的至少第二结； 第一跨阻抗放大器及至少第二跨阻抗放大器，所述第一及第二跨阻抗放大器定位于所述外壳内且与所述光电检测器通信； 至少一个模/数转换器，其定位于所述外壳内且与所述第一及第二跨阻抗放大器通f目; 至少一个微处理器，其定位于所述外壳内且与所述模/数转换器通信； 至少一个存储器装置，其与所述微处理器通信 '及 至少一个装置接口，其定位于所述外壳内且与所述微处理器通信。2.根据权利要求1所述的光电检测器系统，其中所述装置接口包括通信装置。3.根据权利要求1所述的光电检测器系统，其中所述装置接口包括无线通信装置。4.一种光电检测器系统，其包括: 多结光电检测器装置，其包括:` 第一结，其经配置以在用在第一光谱范围内的第一光学辐射分量辐照时产生第一电流；及 至少第二结，其经配置以在用在不同于所述第一光谱范围的第二光谱范围内的第二光学辐射分量辐照时产生第二电流；及微处理器，其适于: 基于所述第一电流而产生与所述第一光学辐射分量的第一特性相关的第一指示；及 基于所述第二电流而产生与所述第二光学辐射分量的第二特性相关的第二指示。5.根据权利要求4所述的光电检测器系统，其中所述第一光学辐射分量的所述第一特性包括所述第一光学辐射分量的第一功率电平。6.根据权利要求5所述的光电检测器系统，其中所述第二光学辐射分量的所述第二特性包括所述第二光学辐射分量的第二功率电平。7.根据权利要求4所述的光电检测器系统，其进一步包括: 第一装置，其适于基于所述第一电流而产生第一模拟电压；及 至少第二装置，其适于基于所述第二电流而产生第二模拟电压。8.根据权利要求7所述的光电检测器系统，其中所述微处理器适于控制所述第一装置的第一增益且控制所述第二装置的第二增益。9.根据权利要求8所述的光电检测器系统，其中所述微处理器适于控制所述第一装置的所述第一增益以便最小化所述第一装置在所述第一光学辐射分量的第一经定义高功率电平下的压缩，且控制所述第二装置的所述第二增益以便最小化所述第二装置在所述第二光学辐射分量的第二经定义高功率电平下的压缩。10.根据权利要求8所述的光电...

【专利技术属性】
技术研发人员：勒兹安·玛丽安·乔坎，多梅尼·阿萨罗内，杰克·多诺霍，达埃·韩，桌云·李，
申请(专利权)人：新港公司，
类型：发明
国别省市：美国;US