位置敏感探測器的微弱光電流檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、電子測量技術與儀器是現(xiàn)代信息技術的基礎。當前信息化高速發(fā)展過程中，無論是科學研究還是工業(yè)生產，都經常需要對被測物體表面的相對距離和方位進行測量，而目前的測量方式主要有接觸式和非接觸式兩種。其中光電位置敏感探測器(Position Sensitive Detector，PSD)是一種非接觸式檢測投射在其表面的光斑中心位置的簡單器件，只需要少數(shù)幾個光電輸出信號便可從其相對程度計算出被探測的位置信息。
　　 PSD可以工作在較寬的光照

2、范圍內，在毫瓦級功率激光的照射下，PSD可以產生數(shù)百微安的光電流，但隨著光強的減弱，PSD輸出光電流的大小也會大大減弱，甚至低至數(shù)納安，此時對PSD每個電極的輸出信號進行放大及檢測都需要用到弱電流檢測技術。眾所周知，微弱電流的測量是目前測試測量領域的一項難顥，因為微弱電流狀態(tài)下的噪聲和干擾將極大影響到測試系統(tǒng)的分辨率、動態(tài)范圍、信噪比和結果重復性，因此微弱電流測量技術成為測試測量領域里非常重要的方面。
　　 本文首先對目前國內外

3、微弱電流測試理論及方法進行了分析研究，對常見的硬件和軟件檢測方法各自的優(yōu)缺點進行了對比分析，在此基礎上設計了軟硬件結合的微弱電流檢測電路。針對以PSD為信號源的微弱光電流輸出，本文設計了位置敏感探測器輸出光電流檢測系統(tǒng)，最終實現(xiàn)了在弱光(光照度約為11x)條件下，對微小位移的精確測量，并通過編寫的上位機軟件計算分析和顯示入射光斑的中心位置及其運動參數(shù)。另外，在進行微弱電流檢測系統(tǒng)的設計中，本文也從測量精確度、可靠性和經濟性等角度進行了相

4、關考慮，合理的設計了微弱信號測量電路，從系統(tǒng)的設計、制作、調試和軟件技術等方面綜合提高了系統(tǒng)的測量精度和抗干擾性能，并降低了生產成本。
　　 本文設計了基于位置敏感探測器的微弱光電流信號檢測系統(tǒng)，同時實現(xiàn)了對微小位移的實時檢測，可以廣泛應用于遠程光學控制系統(tǒng)、位移和振動監(jiān)測、自動范圍探測系統(tǒng)以及機器人運動及分析系統(tǒng)等。另外，本系統(tǒng)的模塊化結構設計也對類似的測量儀器的研制開發(fā)提供了借鑒的經驗和思路。
　　 最后本文在設計的