En ingeniería eléctrica , la detección homodina es un método de extracción de información codificada como modulación de la fase o frecuencia de una señal oscilante, comparando esa señal con una oscilación estándar que sería idéntica a la señal si llevara información nula. "Homodino" significa una sola frecuencia, en contraste con las frecuencias duales empleadas en la detección heterodina .
Cuando se aplica al procesamiento de la señal reflejada en teledetección para topografía , la detección homodina carece de la capacidad de la detección heterodina para determinar el tamaño de una discontinuidad estática en la elevación entre dos ubicaciones. (Si hay un camino entre las dos ubicaciones con una elevación que cambia suavemente, entonces la detección homodina puede, en principio, ser capaz de rastrear la fase de la señal a lo largo del camino si el muestreo es lo suficientemente denso). La detección homodina es más fácilmente aplicable a la detección de velocidad .
En interferometría óptica , homodino significa que la radiación de referencia (es decir, el oscilador local ) se deriva de la misma fuente que la señal antes del proceso de modulación . Por ejemplo, en una medición de dispersión láser , el haz láser se divide en dos partes. Una es el oscilador local y la otra se envía al sistema que se va a sondear. La luz dispersada se mezcla luego con el oscilador local en el detector. Esta disposición tiene la ventaja de ser insensible a las fluctuaciones en la frecuencia del láser. Por lo general, el haz disperso será débil, en cuyo caso el componente (casi) constante de la salida del detector es una buena medida de la intensidad instantánea del oscilador local y, por lo tanto, se puede utilizar para compensar cualquier fluctuación en la intensidad del láser. [1] [2] [ aclaración necesaria ] . La señal de corriente generada por el fotodetector a menudo es demasiado débil para medirla. Por lo tanto, se convierte en un voltaje utilizando un amplificador de transimpedancia .
En la tecnología de radio , la distinción no es la fuente del oscilador local, sino la frecuencia utilizada. En la detección heterodina, el oscilador local tiene una frecuencia desplazada, mientras que en la detección homodina tiene la misma frecuencia que la radiación que se va a detectar. Véase receptor de conversión directa .
Los amplificadores lock-in son detectores homodinos integrados en equipos de medición o empaquetados como equipos de laboratorio independientes para la detección sensible y el filtrado altamente selectivo de señales débiles o ruidosas. La detección homodina/lock-in ha sido uno de los métodos de procesamiento de señales más utilizados en una amplia gama de disciplinas experimentales durante décadas.
Las técnicas homodinas y heterodinas se utilizan comúnmente en las técnicas de termorreflectancia .
En el procesamiento de señales en algunas aplicaciones de imágenes por resonancia magnética , la detección homodina puede ofrecer ventajas sobre la detección de magnitud. La técnica homodina puede suprimir el ruido excesivo y los componentes de cuadratura no deseados (90° fuera de fase), y proporcionar un acceso estable a la información que puede estar codificada en la fase o polaridad de las imágenes. [3]
La detección de homodina fue una de las técnicas clave para demostrar el entrelazamiento cuántico . [4] Esto ha llevado a la posibilidad de proporcionar un sensor cuántico de temperatura ambiente con información cuántica variable continua . [5] Sin embargo, los desafíos incluyen la reducción del ruido, el aumento del ancho de banda y la mejora de la integración de componentes electrónicos y fotónicos. [6] Recientemente, estos desafíos se han superado para demostrar un sensor cuántico de temperatura ambiente acoplado al espacio libre con fotónica y electrónica integradas a gran escala. [5]
Un sistema de comunicación seguro y cifrado puede basarse en la distribución de claves cuánticas (QKD). Un esquema de receptor eficiente para implementar QKD es la detección homodina equilibrada (BHD) utilizando un diodo positivo-intrínseco-negativo ( PIN ). [2]