半导体位置敏感探测器新型结构研究

在分析半导体光电位置敏感探测器(PSD)二维枕形结构特性的基础上,采用光敏面与边缘区域分别注入不同离子剂量的方法,研究了一种PSD新型结构,这种结构的PSD边缘采用了带宽很窄的正方形状的离子注入电阻带形式,输出电极附加了一个较小的正方形框架作为阳极,通过在PSD边缘电阻带中注入较高离子剂量的元素,改变PSD边缘电阻带的电阻和有效感光面区域电阻的比值;实验模拟结果显示:新型结构的PSD可获得较高的位置分辨率、较大的有效光敏面积以及较小的非线性。     

负载电阻对四边形PSD的影响实验研究

通过实验研究了负载电阻对四边形PSD的影响规律。实验结果表明,负载电阻对四边形PSD的总光电流没有影响,但对光斑定位有影响。其对PSD四个角位置附近定位误差的影响最大。随着负载电阻值的增大,计算光斑位置不断向PSD几何中心收缩,位置测量均方根误差及非线性度呈现先减小后增大的变化规律。研究还发现适当的负载电阻还可以改善PSD中央大部区域的枕形失真并减小定位误差。     

四边形电极结构PSD的特性测试与分析

根据单面分流四边形电极结构的正方形PSD的原理 ,测试并分析我们研制的 3mm×3mm正方形PSD的性能。给出反偏电压、光谱响应、暗电流、极间电容、极间阻抗、位置分辨率和位置线性特性等性能的测试结果。并在分析位置特性的非线性失真机理的基础上 ,给出位置特性非线性失真的修正方法。     

一种基于位置敏感器相位检测的振动测量方法

针对微机械系统和精细加工技术中现有的振动测量方法存在易受电磁干扰、动态和线性范围窄等诸多问题,本文提出了一种基于一维位置敏感器(PSD)相位检测的振动测量方法,通过激光三角法将被测物体的振动信号转换为光斑在PSD的位置变化,PSD两电极输出的电流相差信号经PSD相位法的信号处理电路转换为与光斑位置成线性关系的直流电压信号,由此确定光斑的位置变化,进而测量物体的振动,且实时信号可以通过示波器或在上位机界面中显示。本文实验测量的平均相对误差为0.89%,最大误差为1.75%,线性度优于1.2%,实现了振动的高精度、高线性度和不受电磁干扰的测量。     

位置敏感探测器的响应时间分析

位置敏感探测器(PSD)的响应时间直接影响其动态探测入射光位置的准确性.分析了电势堆积现象,以四边形二维PSD为例,建立了PSD响应时间的仿真模型,分析了对响应时间的影响因素.结果表明,PSD响应时间随着光敏面大小、p型层电阻值以及级间电容的增大而同比例增大;在PSD器件的结构参数和物性参数不变的情况下,光源入射能量与器件的响应时间无关.     

一维位置敏感探测器的相位响应特性

基于位置敏感探测器(PSD)的相位法探测入射光点的原理,利用RC等效模型得到一维PSD两电极输出电流信号的相位和相位差。分析了相位与调制频率和入射光点位置x的关系,并得出相位差在不同调制频率下的响应特性。在一维PSD上的实验测试结果表明,利用相位差测量的线性关系显著,并且随着调制频率的增大测量灵敏度提高。     

光源连续扫描下一维PSD位置特性研究

基于RC传输线模型,推导出移动光源照射下一维PSD的位置特性的理论解,从光源扫描速度、起始点位置和轨迹倾斜角度分析一维位置敏感器(PSD)的位置特性。结果表明,当光源匀速直线扫描PSD的光敏面时．光生电流的输出与扫描速度的Y方向分量无关,并且在光源扫描的初始阶段PSD不能够真实反映光的入射位置;随着扫描速度减慢,光源照射的初始位置接近坐标系原点、以及扫描轨迹与X轴倾斜角度的增大,光入射位置的计算值接近于真实值。     

位置敏感探测器光斑脱靶误差补偿方法研究

为了提高位置敏感探测器(PSD)的位置检测范围,解决光斑在探测器光敏面脱靶时无法准确定位光斑的问题,提出一种光斑脱靶误差补偿方法,分析了脱靶前后PSD检测光斑能量重心变化规律,建立了PSD光强信号与位置检测误差间的函数关系。实验结果表明:当PSD光敏面尺寸为12mm×12mm时,对于半径为5mm的高斯光斑,通过所提出的光斑补偿方案补偿后PSD的X轴检测范围提高了66.7%,位置检测平均相对误差不超过5%,该方法对提高PSD位置检测性能具有重要的意义。     

激光位置检测中PSD的误差分析与实验研究

通过实验研究了激光光束质量对PSD输出位置精度的影响。基于PSD工作原理分析并得出了背景光强与输出结果的关系,实验中采用与测量光源匹配的滤光片来消除背景光干扰,极大提高了PSD的测量精度。并通过双一次插值算法修正PSD的非线性误差,修正后结果表明B区测量误差显著减小,线性度和测量精度明显提高。     

二维四边形位置敏感探测器实验研究

位置敏感探测器（PSD）是一种可以探测光斑重心位置的光学传感器,具有响应速度快、位置分辨率高和处理电路简单等优点,在角度测量、位置检测等精密测量系统中具有广泛的应用。介绍了在实验室内光学平台上搭建光路,选用A823数据采集卡,并在DOS操作系统Borland C++ builder环境下编写C程序连续实时采集模拟电压信号,实现AD转换,计算光斑位置坐标并进行误差分析。实验选用瑞典SiTek公司型号为2L10_SU65_SPC02的四边形位置敏感探测器,通过误差分析得出主要结论,包括PSD存在边缘效应,室内实验影响传感器位置坐标的主要因素是自然光和日光灯,去除影响因素后精度明显提高。     

四边形电极结构二维PSD非线性及失真分析

对单面分流四边形电极结构二维位置敏感探测器（ＰＳＤ）的场分布及输出电流进行了理论分析与计算,并按照该结构的位置公式计算得到了与实际结果基本一致的非线性和失真网格图。从而证实;该结构ＰＳＤ的非线性及失真主要来源于位置公式本身,改善这种结构ＰＳＤ的非线性及失真的切实有效措施是寻找与理论计算结果尽可能一致又相对容易实现运算的位置公式。     

一维PSD的光电性能解析研究

位置敏感探测器（ＰＳＤ）是一种基于横向光电效应的光敏器件,本文从描述横向光电效应的Ｌｕｃｏｖｓｋｙ方程出发,分析了几种不同情况下一维ＰＳＤ输出信号的解析解,讨论了一维ＰＳＤ的响应特性、线性条件及位置公式。     

双面位置敏感器件的特性与畸变研究

阐述了半导体光电位置敏感器探测器(PSD)的特性及定位理论,在此基础上,分析了双面PSD的空间分辨率与引起畸变的原因,建立了双面PSD的模型;采用敏感前置放大器的信号波形,对双面PSD内的非线性与模拟的结果进行分析与对比,提出了利用电荷灵敏前置放大器改善PSD的内在畸变的方法.最后给出了关于双面PSD的几个重要结论.     

基于半导体横向光电效应的位置敏感探测器

综述了基于半导体横向光电效应的位置敏感探测器（PSD）的发展、工作原理及应用,展望了PSD的研究动态和发展前景。     

光电位敏探测器的现状及发展

基于横向光电效应的位置敏感探测器（PSD）是一种非分割型的、可测量入射光能量重心的光电器件。本文回顾了光电位置敏感探测器的发展过程,分析了常用的几种类型PSD的结构和工作原理,对PSD的性能指标进行了分析和归纳,并对PSD的国际及国内研究现状进行了阐述,最后对PSD的关键技术及发展趋势进行了扼要分析及展望。     

光子晶体在消除PSD背景光干扰中的应用

根据光子晶体带隙对光波长或频率的选择性特征,将一维二元和三元光子晶体用于滤除位置敏感探测器的背景光。通过比较位置敏感探测器感光光谱和背景光的差异,对二元和三元光子晶体的参数进行合理设置,利用特征矩阵法计算了反射率和透射率,结果表明光子晶体可以从根本上解决背景对位置敏感探测器的干扰。     

基于相敏检波和位置探测器的位移检测系统

为了实现对微小位移的测量,研制了一套基于单模光纤输出半导体激光器和2维位置敏感探测器的位移检测系统,可以有效地抑制环境光噪声。对半导体激光器的注入电流进行1kHz的调制,实现输出光功率的调制。在信号处理电路中,采用相敏检波技术,解调探测器的输出交流信号,得出光斑能量中心位置,消除外界干扰。结果表明,测量精度优于1μm。这一结果对于多自由度误差检测是有帮助的。     

脉冲光照射下一维PSD响应特性的研究

研究一维位置敏感探测器(PSD)的脉冲响应特性及脉冲光照射下光生电流输出的规律,对准确计算光的入射位置有着十分重要的意义。给出脉冲光函数的表达式,讨论了4种脉冲光模式照射下的PSD脉冲响应特性,并详细研究了“脉冲堆积”现象。结果表明,如果脉冲光照射时间远远大于PSD的响应时间时,光的入射位置满足一维PSD的转化公式;如果光照射时间小于PSD的响应时间时,只要满足照射时间大于2.5倍的时间响应常数,则停止照射的时间越短,光入射位置与PSD输出电流之间越接近线性关系。     

基于小波理论的PSD测试系统的数据分析

位敏探测器(PSD)技术作为光电技术的重要组成部分,在各学科领域得到广泛应用.随着对PSD系统信号精度的要求越来越高,要求研究出更好的去噪效果的方法.针对PSD系统信号的特性,选择db8、sym8、coif8对含噪的信号进行处理和对比,并通过MATLAB中的小波GUI软件进行数字仿真,并对仿真结果进行比较,从而得出最适...     

负载电阻及其对称性对光位敏器线性及精度的影响

通过对一维光位敏器（PSD）等效电路的分析,得出与具体系统无关的光位移普遍表达式。该式表明,负载电阻对于PSD内阻的比值及两边负载电阻的不对称性将极大地影响测量的线性及精确度,而PSD内阻随光源光强有数量级的变化,因此一般的光位移公式在用强光源（如激光）时应加以修正。