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四象限光电探测器定位误差分析

传感器与微系统 2009年第5期28卷 49-51页

作者：杨翠邹建刘得志重庆大学光电工程学院重庆400030

对四象限光电探测器定位误差进行了分析,提出了光斑中心与四象限光电探测器中心对准的方法,通过实验得出了光斑偏移量和输出电压在小范围内为线性关系的结论,并通过理论计算得到了证实。修正关系曲线后得到了理想条件下的偏移量与输出... 详细信息

对四象限光电探测器定位误差进行了分析,提出了光斑中心与四象限光电探测器中心对准的方法,通过实验得出了光斑偏移量和输出电压在小范围内为线性关系的结论,并通过理论计算得到了证实。修正关系曲线后得到了理想条件下的偏移量与输出电压的关系,为改善四象限定位系统以消除各项误差的影响,提高系统定位精度提供了一种方法。

关键词：四象限光电探测器光斑偏移量定位误差

基于圆形四象限光电探测器的条纹形状识别方法研究

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中国激光 2012年第7期39卷 181-187页

作者：周浩王选择翟中生杨练根刘文超湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 湖北省现代制造质量工程重点实验室湖北武汉430068

为了实现二维小角度的测量,采用压电陶瓷(PZT)驱动方式,获取运动的干涉条纹。利用数值积分法推导了理想干涉条纹下,条纹宽度、条纹方向角与光电探测器各象限信号相位的关系,解出了各象限相位等效点,并建立了激光光束夹角与条纹形状之间... 详细信息

为了实现二维小角度的测量,采用压电陶瓷(PZT)驱动方式,获取运动的干涉条纹。利用数值积分法推导了理想干涉条纹下,条纹宽度、条纹方向角与光电探测器各象限信号相位的关系,解出了各象限相位等效点,并建立了激光光束夹角与条纹形状之间的模型。应用椭圆最小二乘拟合算法,实现了四象限探测器相位信息的有效提取,达到识别条纹宽度和方向角的目的。二维偏转角的测量实验结果表明,该方法能够满足对工作台角度偏转量等精密测量的要求,即使是在干涉条纹形状不规则、工作台运动频率不严格一致的环境下,对条纹形状的识别精度也很高,重复性好。

关键词：测量四象限光电探测器条纹形状识别数值积分最小二乘椭圆拟合

空间激光通信中四象限光电探测器环形光斑检测及误差补偿

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中国激光 2017年第11期44卷 184-195页

作者：李生民张圆清陕西省复杂系统控制与智能信息处理重点实验室陕西西安710048 西安理工大学自动化与信息工程学院陕西西安710048

分析了以卡塞格林(卡式)望远系统作为光学天线时,大气激光通信捕获、对准和跟踪系统中四象限光电探测器光敏面上环形光斑位置检测的误差问题。基于光斑中心遮挡与死区感应光能量的等同效应,理论推导了入射环形光斑偏移量与光斑中心坐标... 详细信息

分析了以卡塞格林(卡式)望远系统作为光学天线时,大气激光通信捕获、对准和跟踪系统中四象限光电探测器光敏面上环形光斑位置检测的误差问题。基于光斑中心遮挡与死区感应光能量的等同效应,理论推导了入射环形光斑偏移量与光斑中心坐标、探测器死区宽度和环形光斑内外圆半径之间关系的数学模型。数值仿真和实验结果表明:与完整高斯光斑相比,环形光斑的探测线性范围较小,检测灵敏度较低。根据实验条件选择合适的卡式光学天线或光斑半径,使遮光比为30%时探测器的探测线性范围最大,不会出现非线性误差。所提环形光斑误差补偿算法克服了光斑中心遮挡带来的位置检测误差,探测器探测精度可达0.0015mm。

关键词：光通信捕获对准和跟踪系统环形光斑检测环形光斑误差补偿算法四象限光电探测器

基于四象限光电探测器的对准与测量系统优化设计--系统优化

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仪器仪表学报 2008年第7期29卷 1359-1364页

作者：汤晓君李玉军刘君华梁琨西安交通大学电气工程学院西安710049 西安理工大学计算机科学与工程学院西安710048

在构建四象限光电探测器的测量/对准系统数学模型的基础上,提出了一种搜寻算法,以优化系统,使得对准模型具有线性化的输入输出关系,且具有非常高的选择性。系统仿真结果表明,在四象限光电探测器光电转换系数为常数情况下,所提出的模型... 详细信息

在构建四象限光电探测器的测量/对准系统数学模型的基础上,提出了一种搜寻算法,以优化系统,使得对准模型具有线性化的输入输出关系,且具有非常高的选择性。系统仿真结果表明,在四象限光电探测器光电转换系数为常数情况下,所提出的模型优化方法正确可行。掩模板位置偏移量与光电探测器的输出具有线性关系,不论是在横向方向还是纵向方向,而且消除了x、y两个方向偏移量的交叉敏感,这使得消除四象限光电探测器安装位置偏差带来的影响成为可能,提高了探测器的应用效率和测量/对准的准确度。模型的实测结果表明,经优化后的系统微位移检测误差与对准误差均小于2μm。

关键词：四象限光电探测器对准线性化设计优化

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用四象限光电探测器获得光斑参数

光学精密工程 2009年第4期17卷 764-770页

作者：林志琦李会杰郎永辉尹福昌长春理工大学光电工程学院吉林长春130022 长春工业大学电气与电子工程学院吉林长春130012

对四象限光电探测器的信号处理方法进行了研究。分析了用四象限光电探测器获得光斑参数的方法,研究了其各项指标及误差来源,提出了一种新的采用微动法的四象限光电探测器光斑参数的计算方法,并与传统方法进行了比较。采用微动法获取四... 详细信息

对四象限光电探测器的信号处理方法进行了研究。分析了用四象限光电探测器获得光斑参数的方法,研究了其各项指标及误差来源,提出了一种新的采用微动法的四象限光电探测器光斑参数的计算方法,并与传统方法进行了比较。采用微动法获取四象限光电探测器的光斑参数,不仅能够得到光斑的光心坐标,还能够计算出传统方法得不到的光斑的半径,增加了信息量。与传统的方法相比,该方法具有误差与光斑中心位置、光斑半径无关的优点。理论分析、仿真和实验都证明,采用四象限光电探测器获得光斑参数的方法具有相当多的优点。获得的参数由两个增加到三个,采用Φ30mm的GaAs-PIN四象限探测器时,最大误差由18%减小到1.2%以下,将其应用于车辆间大气激光通信光电精定位系统中证明,响应时间可减少30.75%。

关键词：四象限光电探测器光电定位光电跟踪光斑

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四象限光电探测器研究

四象限光电探测器研究

作者：刘畅北京邮电大学

学位级别：硕士

四象限光电探测器具有位置分辨的能力,是空间位置分辨和追踪定位中的核心器件,在民用和军事领域具有广泛应用。本论文在研制出高性能四象限光电探测器的基础上,提出并实现了基于n-p-n结构的精细光斑位置分辨方法,为解决光斑定位精度和... 详细信息

四象限光电探测器具有位置分辨的能力,是空间位置分辨和追踪定位中的核心器件,在民用和军事领域具有广泛应用。本论文在研制出高性能四象限光电探测器的基础上,提出并实现了基于n-p-n结构的精细光斑位置分辨方法,为解决光斑定位精度和捕获光斑能力的矛盾提供了一种技术方案;研究了硅光电探测器的辐照损伤机理,提出了加固方案以提高器件的抗辐照特性。具体研究内容如下:1、根据四象限光电探测器工作原理,光电流与接收到的光斑面积成正比,通过电路处理四个象限的电流大小获得光斑位置。然而,为提高空间捕获光斑的能力,需要提高光敏面积,因此当光斑面积小于一个象限探测器光敏面积时,导致无法准确定位。在制备出硅四象限光电探测器的基础上,提出基于n-p-n结构的精确位置分辨方法,实现了直径为1 mm的单个象限内光斑准确定位。2、利用吸杂工艺,采用国产材料和技术,有效地将暗电流降低1个数量级。制备出光敏面直径为11.3 mm的四象限光电探测器,暗电流在180V时约为11 nA,暗电流密度为3.63×10-8A/cm2,响应度峰值位于920 nm@0.58 A/W,相应的量子效率达78.2%。3、仿真研究了硅光电探测器辐照损伤产生的原因,初步开展了辐照损伤机理实验验证,提出了三种辐照加固方案:减小氧化层厚度、提高掺杂浓度、电极引出噪声电流。

关键词：四象限光电探测器位置分辨暗电流开启电压辐照特性

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一种引力波探测用高灵敏度四象限光电探测器

半导体光电 2021年第2期42卷 174-178页

作者：崔大健李星海余沛玥陈扬任丽刘河山重庆光电技术研究所重庆400060 中国科学院力学研究所北京100190

针对引力波探测空间天线激光干涉仪对四象限光电探测器提出的低噪声、高灵敏度、高带宽的要求,设计了一种四象限光电探测器芯片与读出电路混合集成的低噪声光电探测器。四象限光电探测器芯片采用四个性能一致的双耗尽区InGaAs PIN光电... 详细信息

针对引力波探测空间天线激光干涉仪对四象限光电探测器提出的低噪声、高灵敏度、高带宽的要求,设计了一种四象限光电探测器芯片与读出电路混合集成的低噪声光电探测器。四象限光电探测器芯片采用四个性能一致的双耗尽区InGaAs PIN光电二极管单片集成结构,以降低二极管电容,减小象限间隔,提高灵敏度。通过PSPICE软件对由探测器芯片、低噪声跨阻放大读出电路构成的探测器模块进行了仿真,优化了电路参数,计算出相应的增益、带宽、噪声功率密度。性能测试表明,研制的集成式探测器模的-3dB带宽为28.3MHz,等效噪声功率密度为1.7pW/Hz^(1/2),象限增益一致性为0.76%,基本满足空间激光干涉仪的需求。

关键词：四象限光电探测器引力波 InGaAs PIN 等效噪声功率密度跨阻放大器

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一种基于四象限光电探测器的对准新方法

传感器与微系统 2006年第7期25卷 11-14页

作者：王秀青徐德谭民刘云中国科学院自动化研究所复杂系统与智能科学实验室

在分析四象限光电探测器工作原理的基础上,提出了一种利用2个四象限光电探测器实现掩模板对准的新方法。激光器与四象限探测器位置固定,掩模板处于激光器与四象限探测器之间。透过掩模板上的2个透光米字形标记,激光光束照射到四象限探... 详细信息

在分析四象限光电探测器工作原理的基础上,提出了一种利用2个四象限光电探测器实现掩模板对准的新方法。激光器与四象限探测器位置固定,掩模板处于激光器与四象限探测器之间。透过掩模板上的2个透光米字形标记,激光光束照射到四象限探测器的光敏面。根据2个四象限探测器的输出,计算出掩模板的位置和姿态偏差,通过运动平台调整掩模板的位置和姿态,实现对准。

关键词：四象限光电探测器对准掩模板误差

四象限光电探测器在激光光学系统中的典型应用分析

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光机电信息 2009年第1期26卷 43-49页

作者：刘宁柴金华中国人民解放军炮兵学院安徽合肥230031

分析了四象限光电探测器在激光制导、光镊、扫描探针显微镜和空间光通信等激光光学系统中的典型应用。结果表明,四象限光电探测器应用在激光制导中具有高制导精度的优势;应用在光镊系统和扫描探针显微镜中具有纳米级分辨率;应用在空间... 详细信息

分析了四象限光电探测器在激光制导、光镊、扫描探针显微镜和空间光通信等激光光学系统中的典型应用。结果表明,四象限光电探测器应用在激光制导中具有高制导精度的优势;应用在光镊系统和扫描探针显微镜中具有纳米级分辨率;应用在空间光通信中具有较高跟踪和定位精度。

关键词：四象限光电探测器激光制导光镊扫描探针显微镜空间光通信