本文選題：位置敏感探測器 + 相位法��； 參考：《重慶大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：位置敏感探測器(Position-Sensitive-Detector,簡稱PSD)是一種用來探測光點位置信息的半導(dǎo)體器件,在響應(yīng)速度、分辨率、抗干擾能力等方面具有突出優(yōu)勢。位置敏感探測器具有多種攜帶位置信息的載體,幅值和相位是比較常見的兩種。但是由于幅值在測試過程中容易受噪聲的影響,所以其使用范圍受到制約。而相位受背景光影響較小,且信號處理電路簡單、檢測精度高,因而在位置檢測領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。然而,目前對相位法的研究還不夠深入,尤其是信號采集和處理還不夠成熟,還需要進一步完善。因此,本文在分析和探討了現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出并設(shè)計了一種基于虛擬儀器的PSD相位法多光束同步檢測系統(tǒng)。本文開篇對PSD的發(fā)展和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了介紹,并對基于PSD相位法的多光束同步檢測技術(shù)研究的必要性進行了論證;根據(jù)位置敏感探測器的RC傳輸線模型,推導(dǎo)得出了相位法檢測原理公式;隨后,介紹了三種相位差測量方法,并對三種方法進行了分析和對比;在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了LED陣列、光點聚焦系統(tǒng)、信號處理電路及虛擬采集系統(tǒng);分別在單光束和多光束的條件下進行了實驗標定和位置測量,驗證了理論推導(dǎo)的正確性;最后,對實驗誤差進行了分析。實驗表明,PSD在受調(diào)制光照射時,電極會有電流信號輸出,且相應(yīng)電極輸出信號的相位差與光點位置存在線性關(guān)系,并且PSD相位法檢測的靈敏度隨著調(diào)制頻率的增加而增大,但線性度出現(xiàn)一定程度的下降。因而本文的研究工作為PSD相位法多光束同步檢測提供了一種新穎、可靠的解決方案,可為后續(xù)的進一步研究提供參考。
[Abstract]:Position-Sensitive-Detector (PSD) is a kind of semiconductor device used to detect the position information of light spot. It has outstanding advantages in response speed, resolution, anti-jamming ability and so on. Position-sensitive detectors have a variety of carriers carrying position information, amplitude and phase are more common. However, because the amplitude is easily affected by noise in the testing process, its scope of use is restricted. The phase is less affected by background light, and the signal processing circuit is simple and the detection accuracy is high, so it has a good application prospect in the field of position detection. However, the research of phase method is not deep enough, especially the signal acquisition and processing is not mature enough, and need to be further improved. Therefore, based on the analysis and discussion of the existing technologies, this paper proposes and designs a PSD phase multi-beam synchronous detection system based on virtual instrument. At the beginning of this paper, the development of PSD and the research status at home and abroad are introduced, and the necessity of research on multi-beam synchronous detection technology based on PSD phase method is demonstrated, and according to the RC transmission line model of position sensitive detector, The principle formula of phase detection is derived. Then, three phase difference measurement methods are introduced, and the three methods are analyzed and compared. On this basis, LED array and spot focusing system are designed. The signal processing circuit and virtual acquisition system are calibrated and measured under the condition of single beam and multi-beam respectively, which verify the correctness of the theoretical derivation. Finally, the error of the experiment is analyzed. The experimental results show that the current signal will be output at the electrode when the PSD is irradiated by modulated light, and the phase difference of the corresponding electrode output signal is linearly related to the position of the spot, and the sensitivity of the PSD phase method increases with the increase of the modulation frequency. But the linearity decreases to a certain extent. Therefore, the research work in this paper provides a novel and reliable solution for multi-beam synchronous detection by PSD phase method, which can be used as a reference for further research.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN303

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本文編號：2000539