В электротехнике гомодинное детектирование — это метод извлечения информации, закодированной как модуляция фазы и /или частоты колебательного сигнала, путем сравнения этого сигнала со стандартным колебанием, которое было бы идентичным сигналу, если бы оно несло нулевую информацию. «Гомодин» означает одну частоту, в отличие от двух частот, используемых в гетеродинном детектировании .
Применительно к обработке отраженного сигнала в дистанционном зондировании топографии гомодинное обнаружение не обладает способностью гетеродинного обнаружения определять размер статического разрыва в высоте между двумя точками. (Если между двумя точками есть путь с плавно изменяющейся высотой, то гомодинное обнаружение в принципе может отслеживать фазу сигнала вдоль пути , если выборка достаточно плотная). Гомодинное обнаружение более применимо к измерению скорости .
В оптической интерферометрии гомодин означает , что опорное излучение (т. е. локальный генератор ) получено из того же источника, что и сигнал до процесса модуляции . Например, при измерении рассеяния лазера лазерный луч разделяется на две части. Одна из них является локальным генератором, а другая отправляется в систему для зондирования. Затем рассеянный свет смешивается с локальным генератором на детекторе. Преимущество такого расположения заключается в том, что он нечувствителен к колебаниям частоты лазера. Обычно рассеянный луч будет слабым, и в этом случае (почти) постоянный компонент выходного сигнала детектора является хорошей мерой мгновенной интенсивности локального генератора и, следовательно, может использоваться для компенсации любых колебаний интенсивности лазера. [1] [2] [ необходимо разъяснение ] . Генерируемый токовый сигнал от фотодетектора часто слишком слаб для измерения. Поэтому он преобразуется в напряжение с помощью трансимпедансного усилителя .
В радиотехнике различие заключается не в источнике гетеродина, а в используемой частоте. При гетеродинном детектировании гетеродин смещен по частоте, тогда как при гомодинном детектировании он имеет ту же частоту, что и обнаруживаемое излучение. См. приемник прямого преобразования .
Усилители с синхронизацией — это гомодинные детекторы, интегрированные в измерительное оборудование или упакованные как отдельное лабораторное оборудование для чувствительного обнаружения и высокоселективной фильтрации слабых или шумных сигналов. Гомодинное/синхронизированное обнаружение было одним из наиболее часто используемых методов обработки сигналов в широком спектре экспериментальных дисциплин на протяжении десятилетий.
В методах термоотражения обычно используются гомодинные и гетеродинные методы .
При обработке сигналов в некоторых приложениях магнитно-резонансной томографии гомодинное обнаружение может иметь преимущества по сравнению с обнаружением величины. Метод гомодина может подавлять чрезмерный шум и нежелательные квадратурные компоненты (90° вне фазы) и обеспечивать стабильный доступ к информации, которая может быть закодирована в фазе или полярности изображений. [3]
Гомодинное обнаружение было одним из ключевых методов в демонстрации квантовой запутанности . [4] Это привело к возможности обеспечения квантового датчика комнатной температуры непрерывно изменяющейся квантовой информацией . [5] Однако проблемы включают снижение шума, увеличение полосы пропускания и улучшение интеграции электронных и фотонных компонентов. [6] Недавно эти проблемы были преодолены для демонстрации связанного со свободным пространством квантового датчика комнатной температуры с крупномасштабной интегрированной фотоникой и электроникой. [5]
Зашифрованная безопасная система связи может быть основана на квантовом распределении ключей (QKD). Эффективная схема приемника для реализации QKD — это сбалансированное гомодинное детектирование (BHD) с использованием положительно-собственно-отрицательного ( PIN ) диода. [2 ]