二維PSD位置傳感器PCB封裝中西器材型號(hào):DR777-PSD-W203庫(kù)號(hào)：M45025

PSD（Position Sensitive Detectors）是一種能測(cè)量光點(diǎn)在探測(cè)器表面上連續(xù)位置的光學(xué)探測(cè)器。PSD由P襯底、PIN光電二極管及表面電阻組成。與CCD探測(cè)器相比，PSD有諸多優(yōu)點(diǎn)，如位置分辨率高，響應(yīng)速度快和處理電路簡(jiǎn)單等。另外，位置信號(hào)與落在探測(cè)器上的光斑形狀無(wú)關(guān)。

我公司可提供各種和規(guī)格尺寸的PSD探測(cè)器。

特點(diǎn)

●位置分辨率高

●光譜響應(yīng)寬

●響應(yīng)速度快

●位置和光強(qiáng)同時(shí)測(cè)量

●不受光斑的約束

●性高

應(yīng)用范圍

●光學(xué)位置和角度的探測(cè)

●光學(xué)遙測(cè)系統(tǒng)

●位移和振動(dòng)測(cè)量

●激光對(duì)中和準(zhǔn)直

●距離測(cè)試

●人類運(yùn)動(dòng)姿態(tài)分析

工作原理與PSD特點(diǎn)

1結(jié)構(gòu)

如圖1截面圖所示，PSD由在平面硅襯底上的三層組成：P型層在表面，N型層在另一面，I層在它們中間。落在PSD上的入射光轉(zhuǎn)換成光電子后由P型層上兩端電極探測(cè)并形成光電流。

圖1

2原理

當(dāng)一束光落在PSD上，相應(yīng)于光能量的電荷在入射點(diǎn)產(chǎn)生，電荷通過P型電阻層被電極收集。P型層是均勻一體的電阻層，被電極收集到的光電流與入射點(diǎn)和電極間距成反比。

由此可得出如下公式：I1和I2是電極的光電流，L和I0分別代表電極間距和總光電流。

圖2

當(dāng)PSD幾何設(shè)定為坐標(biāo)原點(diǎn)：

----------（1）----------（2）

----------（3）----------（4）

當(dāng)PSD一端設(shè)定為坐標(biāo)原點(diǎn)：

----------（5）-----------（6）

----------（7）----------（8）

由公式（3），（4），（7），（8）顯示，不同的比率可得出相應(yīng)的與光能量無(wú)關(guān)的入射光點(diǎn)的位置。

3一維PSD

PSD分兩種類型：一維PSD（稱1D-PSD）和兩維PSD（稱2D-PSD）探測(cè)器，圖3a是1D-PSD的結(jié)構(gòu)圖。

a b

圖3

圖3b是1D-PSD的等效電路圖。由于有寄生Cj和Rp，它們的時(shí)間常數(shù)決定了PSD的響應(yīng)速度。通過集成電路處理，1D-PSD可用于探測(cè)100ps脈沖寬度的激光光斑。

4 2D-PSD

2D-PSD是一種改進(jìn)型四側(cè)面結(jié)構(gòu)，包括改進(jìn)敏感面和電極。另外，器件暗電流小，響應(yīng)速度高和設(shè)置偏壓容易，邊緣畸變小。

圖5

5轉(zhuǎn)換公式

PSD光敏面上光點(diǎn)位置可由如下公式得出：這里X1和X2代表每一電極輸出信號(hào)（光電流），x是光點(diǎn)位置坐標(biāo)。

圖6

圖7

6電路

圖8是1D-PSD直流處理

電路原理圖。Vr是偏置電壓。

圖8

7 PSD處理電路

我所可提供1D-PSD和2D-PSD信號(hào)處理電路。1D-PSD，2D-PSD分別是1D-PSD和2D-PSD非調(diào)制信號(hào)處理板。只要簡(jiǎn)單地把處理板連接電源，位置信號(hào)就能得到。

本所研制開發(fā)了調(diào)制信號(hào)處理電路，數(shù)據(jù)可以液晶顯示，可以通過RS232口與計(jì)算機(jī)通訊。

本所還具有PSD應(yīng)用整機(jī)開發(fā)的實(shí)力。

PSD探測(cè)器

●W101（1D-PSD）

光敏面1×3mm

分辨率0.1μm

光譜響應(yīng)范圍380～1100nm

響應(yīng)時(shí)間0.5μs

工作溫度-10～60℃

●W203（2D-PSD）

光敏面21×21mm

分辨率2μm

光譜響應(yīng)范圍380～1100nm

響應(yīng)時(shí)間1μs

工作溫度-10～60℃