一种用于微光探测的四象限探测器设计

发布时间：2021-10-15 22:45

　　四象限探测器作为一种基于光电效应工作的位置定位器件,可以较准确地定位激光光束中心的位置。介绍了一种用于微弱光束探测的四象限探测器的设计和实现方法,首先对四象限探测器的光斑位置检测原理进行了介绍,然后对该四象限探测器的放大电路、四路同步数据采集处理电路及电源模块的设计实现进行了详细介绍,并在实验室用搭建的测试平台验证了该四象限探测器的性能。实验结果表明该四象限探测器增益5档可调,各档位静态噪声均小于10mV,4个通道一致性较好,具有高分辨率、低静态噪声、装置结构简单等优点,已应用于实际项目,该装置满足项目对光电检测系统的精度需求。 

【文章来源】：国外电子测量技术. 2020,39(05)

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

四象限探测器工作原理

本文系统采用的是将激光信号通过探测器转换成电信号，四象限光电探测器输出的电流信号幅度和接受的幅通量成正比。探测器输出的微弱光电流经过前置放大、次级放大、输出缓冲、模/数转换，转变成适合单片机处理的数字信号。单片机将模数转换后的电压数据采集后经过处理，通过串口传输到触摸屏上进行显示，同时也可通过触摸屏将系统设置参数通过串口返回给单片机，通过单片机进行系统控制[6-9]。系统的总体组成如图2所示，本文系统用做光束准直，在实验室理想光斑的情况下，直接通过探测器四路输出电压的一致性即可判断光束是否在光轴中心。2 各功能模块具体实现

本文系统中使用的四象限探测器是上海欧光电子的OSQ50-IT，四象限探测器OSQ50-IT实物如图3所示。OSQ50-IT光敏面为?8mm的圆形，象限间沟道为42μm，其光谱响应范围为400～1 100nm，其峰值响应波长为940nm，峰值响应灵敏度为0.60A/W，在10V工作电压下暗电流的典型值为0.2nA，关于暗电流的温度系数为1.18倍/℃。OSQ50-IT的光谱响应如图4所示。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]基于四象限探测器的光斑中心高精度定位算法[J]. 郭小康,张彦梅,贺仕杰.  激光与红外. 2017(11)
[4]四象限探测器位置检测精度的主要影响因素研究[J]. 张辉,陈云善,耿天文,吴佳彬,陈涛.  中国激光. 2015(12)
[5]高速高分辨率ADC有效位测试方法研究[J]. 李海涛,李斌康,阮林波,田耕,田晓霞,渠红光,王晶,张雁霞.  电子技术应用. 2013(05)
[6]用于FAIMS系统的微电流检测电路[J]. 闫书江,唐飞,王晓浩,王帆,杨涛.  电子测量与仪器学报. 2011(08)
[7]微小信号放大电路设计[J]. 孟丽霞,于林丽,濮钰麒,王斌,林燕凌,居滋培.  仪器仪表学报. 2006(S1)

博士论文
[1]基于四象限探测器的高精度激光光斑位置检测技术研究[D]. 吴佳彬.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2016

硕士论文
[1]基于四象限探测器的高精度定位算法研究[D]. 孙晓林.大连海事大学 2012



本文编号：3438752