01
光电系统概述
什么是光电系统、典型架构（发射、传输、接收）以及信噪比（SNR）的定义与重要性。
基础概念系统架构
02
噪声源基础
热噪声（Johnson-Nyquist）、散粒噪声（Shot Noise）、闪烁噪声（1/f Noise）的物理起源与数学描述。
物理噪声数学模型
03
光电探测器基础
PIN光电二极管与APD雪崩光电二极管的工作原理、响应度、暗电流与量子效率。
探测器PIN/APD
04
放大器噪声模型
运算放大器的电压噪声密度、电流噪声密度、噪声带宽（ENB）与总噪声计算。
放大器噪声模型
05
信噪比基本公式
信号功率与噪声功率的比值、dB表示法、SNR与误码率（BER）的关系。
SNRBER
06
噪声等效功率（NEP）
NEP的定义、与探测率（D*）的关系、如何用NEP评估探测器性能。
NEP探测率
07
带宽与噪声的关系
系统带宽对噪声的影响、噪声等效带宽（NEB）的计算、时间常数与截止频率。
带宽NEB
08
光电系统链路预算
发射功率、链路损耗、接收功率、噪声基底与最终SNR的逐级计算。
链路预算功率
09
散粒噪声极限
散粒噪声的泊松统计特性、散粒噪声极限下的SNR、量子极限探测。
散粒噪声量子极限
10
热噪声极限
热噪声的功率谱密度、阻抗匹配下的热噪声、热噪声主导系统的SNR分析。
热噪声阻抗匹配
11
相对强度噪声（RIN）
激光器的RIN定义、RIN对系统SNR的影响、如何测量RIN。
RIN激光器
12
暗电流与背景噪声
暗电流的温漂特性、背景辐射噪声、如何通过制冷降低暗电流。
暗电流背景噪声
13
前置放大器设计
跨阻放大器（TIA）的噪声分析、反馈电阻与噪声的权衡、TIA带宽与稳定性。
TIA前置放大
14
匹配滤波与最佳接收
匹配滤波器的原理、在光电系统中实现最佳信噪比、脉冲响应与噪声白化。
匹配滤波最佳接收
15
数字域信噪比
ADC量化噪声、过采样与噪声整形、数字滤波对SNR的提升。
ADC数字滤波
16
相干探测系统SNR
外差探测与零差探测的SNR优势、本振光功率对SNR的影响、平衡探测。
相干探测外差
17
直接探测系统SNR
直接探测的平方律特性、信号-信号拍频噪声、直接探测的SNR极限。
直接探测平方律
18
空间光通信链路SNR
大气湍流引起的闪烁噪声、光束漂移与功率耦合、自适应光学对SNR的改善。
空间光通信湍流
19
光纤通信系统SNR
光纤损耗、色散与非线性效应对SNR的影响、光放大器ASE噪声、OSNR的定义。
光纤通信OSNR
20
光放大器噪声
掺铒光纤放大器（EDFA）的ASE噪声、噪声系数（NF）、级联放大器的噪声累积。
EDFAASE
21
光电系统动态范围
动态范围的定义、与SNR的关系、大动态范围系统的设计策略。
动态范围设计
22
噪声测量技术
频谱分析仪测量噪声谱、锁定放大器测量微弱信号、噪声系数的Y因子测量法。
测量Y因子
23
蒙特卡洛仿真
用蒙特卡洛方法仿真光电系统噪声、随机数生成与噪声样本、统计收敛性分析。
蒙特卡洛仿真
24
系统灵敏度分析
灵敏度与最小可探测信号、灵敏度与SNR的关系、灵敏度提升方法。
灵敏度最小可探测
25
温度对噪声的影响
温度对暗电流、热噪声、探测器增益的影响、温控系统设计。
温度温控
26
多通道系统串扰与噪声
通道间串扰的噪声耦合、多通道系统的SNR退化、解串扰技术。
串扰多通道
27
脉冲激光测距系统SNR
脉冲能量、峰值功率与SNR、时间抖动噪声、单光子探测的SNR。
激光测距单光子
28
成像系统SNR
CCD/CMOS图像传感器的读出噪声、光子散粒噪声、暗电流噪声、信噪比与动态范围。
成像CMOS
29
系统优化与权衡
带宽-噪声权衡、增益-噪声权衡、成本-性能权衡、实际工程中的折中方案。
优化权衡
30
综合案例：10km自由空间光通信
从器件选型到链路预算，最终评估SNR与误码率，完整工程设计实战。
综合案例自由空间