psd測小角度

1、PSD 測小角度 測小角度摘要 摘要本文對 PSD 器件的基本原理以及二維 PSD 器件的原理方法和性能特點(diǎn)做了介紹，同時(shí)對利用二維 PSD 器件用于二維小角度測量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也有較詳細(xì)的分析論述。PSD 是一種能夠連續(xù)監(jiān)測光點(diǎn)位置的非分割型光電轉(zhuǎn)換元件，目前常利用 PSD 位置傳感器測試振動信號。它是一種模擬器件，具有響應(yīng)時(shí)間快，外圍電路簡單，分辨率高以及不受入射光束和焦點(diǎn)偏離的影響等特點(diǎn)。以測量石英擺片的振動為例。石英擺片是加速度計(jì)的

2、核心敏感元件，它廣泛應(yīng)用于航天、航空、航海等各種飛行器艦船的慣性導(dǎo)航、遙控、遙測系統(tǒng)中，因此對石英加速度計(jì)的性能提出了很高的要求，而石英擺片的各項(xiàng)參數(shù)，如幾何尺寸、撓性剛度、擺動頻率與振幅、扭動頻率與振幅等都將對加速度計(jì)的性能產(chǎn)生影響。因此，實(shí)現(xiàn)對石英擺片各項(xiàng)參數(shù)的綜合測試，是我們面臨的新問題?；?PSD傳感器的諸多優(yōu)點(diǎn)，在了解其檢測原理之后特設(shè)計(jì)一套檢測系統(tǒng)以滿足我們的測量要求。隨著傳感技術(shù)、激光技術(shù)、精密儀器技術(shù)、電子技術(shù)等飛速的

3、發(fā)展，目前國內(nèi)外對傾斜角測量技術(shù)的要求越來越高，越來越要求功能齊、全實(shí)時(shí)在線、高可靠性、高速、高精度等。傾斜角測量技術(shù)將在建筑工程、空間技術(shù)、航空航天事業(yè)以及機(jī)械加工等方面有良好的應(yīng)用前景。而 PSD 作為一種位置敏感探測器，憑借其自身的高響應(yīng)度、高分辨率、信號處理簡單等特點(diǎn)，在位移測量、三維運(yùn)動測量、微小角度測量以及平行度測量中顯示了廣闊的應(yīng)用前景，在測距系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、光通信、信號處理等眾多尖端領(lǐng)域被廣泛青睞。本文所闡述的就是利用

4、PSD 對物體來進(jìn)行二維小角度的測量。自從1930年 Schottkey 發(fā)現(xiàn)了橫向光電效應(yīng)后，許多研究者對這種效應(yīng)及其應(yīng)用潛力作了深入的探討，其中要數(shù) Wallmark 和 Lucovskey 的貢獻(xiàn)突出。Wallmark 利用內(nèi)部載流子傳輸理論基本解釋了橫向光電效應(yīng)。而系統(tǒng)的解釋并建立起橫向光電效應(yīng)方程的是 Lucovskey，他從電流連續(xù)性方程出發(fā)，導(dǎo)出了一維 PSD 器件兩電極的垂直方向在設(shè)置一對電極，就是二維 PSD 器件。表

5、面 P型電阻層的1、2和3、4兩對電極提供 X 方向的位置信息，1、4和2、3兩對電極提供 Y 方向的位置信息，光生電流在表面電阻薄層位置向四面八方流動，被一對或兩對電極所收集，形成兩個(gè)或四個(gè)電流分量，這些電流分量與總的光生電流有關(guān)，與光點(diǎn)位置和光強(qiáng)也有關(guān)。為了怕消除光點(diǎn)位置與光強(qiáng)度的依賴關(guān)系，必須把電流分量通過相應(yīng)的運(yùn)算放大電路來歸一化，找出坐標(biāo)位置與歸一化電流的關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)位置的測量，這就是光點(diǎn)位置傳感器測量位置的基本原理。二維

6、PSD 器件一般具有方形的敏感接收面，當(dāng)光斑信號打在接收面上時(shí)，四個(gè)電極 X1、X2、Y1、Y2將有不同的光電流輸出，大小取決于光斑在接受面上的具體位置。二維 PSD 分為雙面分離型和分離改進(jìn)型等幾種，下面將簡單予以介紹：雙面分離型 PSD 在 X,Y 兩個(gè)方向上感光層是獨(dú)立的，一層感受 X 方向上光點(diǎn)的位置變化，另一層則感受 Y 方向上光點(diǎn)的位置變化。二維分離改進(jìn)型的 PSD 對 X,Y 兩個(gè)方向上的感光層在同一表面，只是在制造器件的