四象限探測器作為一種基于光電效應(yīng)工作的位置定位器件,可以較準(zhǔn)確地定位激光光束中心的位置。介紹了一種用于微弱光束探測的四象限探測器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法,首先對(duì)四象限探測器的光斑位置檢測原理進(jìn)行了介紹,然后對(duì)該四象限探測器的放大電路、四路同步數(shù)據(jù)采集處理電路及電源模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)介紹,并在實(shí)驗(yàn)室用搭建的測試平臺(tái)驗(yàn)證了該四象限探測器的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該四象限探測器增益5檔可調(diào),各檔位靜態(tài)噪聲均小于10mV,4個(gè)通道一致性較好,具有高分辨率、低靜態(tài)噪聲、裝置結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn),已應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目,該裝置滿足項(xiàng)目對(duì)光電檢測系統(tǒng)的精度需求。 

【文章來源】：國外電子測量技術(shù). 2020,39(05)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

四象限探測器工作原理

本文系統(tǒng)采用的是將激光信號(hào)通過探測器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，四象限光電探測器輸出的電流信號(hào)幅度和接受的幅通量成正比。探測器輸出的微弱光電流經(jīng)過前置放大、次級(jí)放大、輸出緩沖、模/數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)變成適合單片機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)。單片機(jī)將模數(shù)轉(zhuǎn)換后的電壓數(shù)據(jù)采集后經(jīng)過處理，通過串口傳輸?shù)接|摸屏上進(jìn)行顯示，同時(shí)也可通過觸摸屏將系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)通過串口返回給單片機(jī)，通過單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)控制[6-9]。系統(tǒng)的總體組成如圖2所示，本文系統(tǒng)用做光束準(zhǔn)直，在實(shí)驗(yàn)室理想光斑的情況下，直接通過探測器四路輸出電壓的一致性即可判斷光束是否在光軸中心。2 各功能模塊具體實(shí)現(xiàn)

本文系統(tǒng)中使用的四象限探測器是上海歐光電子的OSQ50-IT，四象限探測器OSQ50-IT實(shí)物如圖3所示。OSQ50-IT光敏面為?8mm的圓形，象限間溝道為42μm，其光譜響應(yīng)范圍為400～1 100nm，其峰值響應(yīng)波長為940nm，峰值響應(yīng)靈敏度為0.60A/W，在10V工作電壓下暗電流的典型值為0.2nA，關(guān)于暗電流的溫度系數(shù)為1.18倍/℃。OSQ50-IT的光譜響應(yīng)如圖4所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]10-4 V級(jí)微弱脈沖信號(hào)放大電路設(shè)計(jì)研究[J]. 石苗,吳永仁,管德賽,桂龍剛.  國外電子測量技術(shù). 2019(02)
[2]微弱直流電流放大電路的比較研究[J]. 王朋凱,楊文明.  電子測量技術(shù). 2018(11)
[3]基于四象限探測器的光斑中心高精度定位算法[J]. 郭小康,張彥梅,賀仕杰.  激光與紅外. 2017(11)
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[5]高速高分辨率ADC有效位測試方法研究[J]. 李海濤,李斌康,阮林波,田耕,田曉霞,渠紅光,王晶,張雁霞.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2013(05)
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[7]微小信號(hào)放大電路設(shè)計(jì)[J]. 孟麗霞,于林麗,濮鈺麒,王斌,林燕凌,居滋培.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2006(S1)

博士論文
[1]基于四象限探測器的高精度激光光斑位置檢測技術(shù)研究[D]. 吳佳彬.中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2016

碩士論文
[1]基于四象限探測器的高精度定位算法研究[D]. 孫曉林.大連海事大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3438752