四象限光電探測器,四象限光電探測器概述,預(yù)對(duì)準(zhǔn),信號(hào)處理算法
使用四象限來完成掩模的預(yù)對(duì)準(zhǔn)可以使系統(tǒng)更經(jīng)濟(jì)、緊湊。該系統(tǒng)的精度要求在7mm，可以用四象限來實(shí)現(xiàn)。該預(yù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)由光源、透鏡組，掩模版以及四象限組成，如圖3所示，A為LD光源，發(fā)射近紅外準(zhǔn)直激光，波長為650nm，帶寬10nm，發(fā)散角0.1~0.2mrad，準(zhǔn)直擴(kuò)束后的光束直徑為5mm，其具體型號(hào)為Sanyo（SD650-80G3）。B為直角棱鏡，C為掩模版，D為窄帶濾波片，主要作用為濾去背景雜散光，提高系統(tǒng)信噪比；E為直角棱鏡；F為四象限，其有效直徑為2mm，峰值波長為820nm，具體型號(hào)為CentrONic（QD7-5）。其輸出功率?40mw，工作溫度范圍在-25℃～+75℃之間。
圖４所示為束斑在四象限上的位置。圖中四象限探測器光敏面的半徑為R。四象限中心與直角坐標(biāo)的零點(diǎn)O重合。圖中四象限的對(duì)稱軸分別與坐標(biāo)的x、y軸重合。束斑中心為O?。當(dāng)O?位于四象限中心時(shí)，四個(gè)象限上接收到的光信號(hào)強(qiáng)度相等，經(jīng)計(jì)算處理后得到的誤差信號(hào)為零。當(dāng)O?逐漸偏離Ｏ時(shí)，Er逐漸增大。Ex、Ey分別代表Er在x、y方向上的分量。為消除束斑光強(qiáng)（光能量或功率）波動(dòng)對(duì)Er的影響，通常要對(duì)Er進(jìn)行歸一化處理。即在Er計(jì)算過程中除以一個(gè)與束斑光強(qiáng)度相關(guān)的量值。根據(jù)不同的應(yīng)用目的，束斑半徑r相對(duì)于四象限光敏區(qū)半徑R存在一個(gè)最佳值ropt。對(duì)大多數(shù)應(yīng)用場合ropt取1/2R。
