四象限探測器作為一種基于光電效應工作的位置定位器件,可以較準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計和實現方法,首先對四象限探測器的光斑位置檢測原理進行了介紹,然后對該四象限探測器的放大電路、四路同步數據采集處理電路及電源模塊的設計實現進行了詳細介紹,并在實驗室用搭建的測試平臺驗證了該四象限探測器的性能。實驗結果表明該四象限探測器增益5檔可調,各檔位靜態(tài)噪聲均小于10mV,4個通道一致性較好,具有高分辨率、低靜態(tài)噪聲、裝置結構簡單等優(yōu)點,已應用于實際項目,該裝置滿足項目對光電檢測系統(tǒng)的精度需求。 

【文章來源】：國外電子測量技術. 2020,39(05)

【文章頁數】：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通過探測器轉換成電信號，四象限光電探測器輸出的電流信號幅度和接受的幅通量成正比。探測器輸出的微弱光電流經過前置放大、次級放大、輸出緩沖、模/數轉換，轉變成適合單片機處理的數字信號。單片機將模數轉換后的電壓數據采集后經過處理，通過串口傳輸到觸摸屏上進行顯示，同時也可通過觸摸屏將系統(tǒng)設置參數通過串口返回給單片機，通過單片機進行系統(tǒng)控制[6-9]。系統(tǒng)的總體組成如圖2所示，本文系統(tǒng)用做光束準直，在實驗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 各功能模塊具體實現

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，其光譜響應范圍為400～1 100nm，其峰值響應波長為940nm，峰值響應靈敏度為0.60A/W，在10V工作電壓下暗電流的典型值為0.2nA，關于暗電流的溫度系數為1.18倍/℃。OSQ50-IT的光譜響應如圖4所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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[7]微小信號放大電路設計[J]. 孟麗霞,于林麗,濮鈺麒,王斌,林燕凌,居滋培.  儀器儀表學報. 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研究[D]. 吳佳彬.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 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 2012



本文編號：3438752