二维PSD位置传感器 PCB封装 PSD-W203

二维PSD位置传感器 PCB封装 PSD-W203

PSD（Position Sensitive Detectors）是一种能测量光点在探测器表面上连续位置的光学探测器。PSD由P衬底、PIN光电二极管及表面电阻组成。与CCD探测器相比，PSD有诸多优点，如位置分辨率高，响应速度快和处理电路简单等。另外，位置信号与落在探测器上的光斑形状无关。
我公司可提供各种精度和规格尺寸的PSD探测器。
特点
●位置分辨率高
●光谱响应宽
●响应速度快
●位置和光强同时测量
●不受光斑的约束
●性高
应用范围
●光学位置和角度的探测
●光学遥测系统
●位移和振动测量
●激光对中和准直
●距离测试
●人类运动姿态分析

工作原理与PSD特点
1 结构
如图1截面图所示，PSD由在平面硅衬底上的三层组成：P型层在表面，N型层在另一面，I层在它们中间。落在PSD上的入射光转换成光电子后由P型层上两端电极探测并形成光电流。
图1
2 原理
当一束光落在PSD上，相应于光能量的电荷在入射点产生，电荷通过P型电阻层被电极收集。P型层是均匀一体的电阻层，被电极收集到的光电流与入射点和电极间距成反比。
由此可得出如下公式：I1和I2是电极的光电流，L和I0分别代表电极间距和总光电流。


图2

当PSD几何中心设定为坐标原点：
----------（1） ----------（2）
----------（3） ----------（4）
当PSD一端设定为坐标原点：
----------（5） -----------（6）
----------（7） ----------（8）
由公式（3），（4），（7），（8）显示，不同的比率可得出相应的与光能量无关的入射光点的位置。
3一维PSD
PSD分两种类型：一维PSD（称1D-PSD）和两维PSD（称2D-PSD）探测器，图3a是1D-PSD的结构图。





a b
图 3
图3b是1D-PSD的等效电路图。由于有寄生Cj和Rp，它们的时间常数决定了PSD的响应速度。通过集成电路处理，1D-PSD可用于探测100ps脉冲宽度的激光光斑。
4 2D-PSD
2D-PSD是一种改进型四侧面结构，包括改进敏感面和电极。另外，器件暗电流小，响应速度高和设置偏压容易，边缘畸变小。








图 5
5 转换公式
PSD光敏面上光点位置可由如下公式得出：这里 X1和X2代表每一电极输出信号（光电流），x是光点位置坐标。



图 6






图 7
6 电路
图8是1D-PSD直流处理
电路原理图。Vr是偏置电压。





图8

7 PSD处理电路
我所可提供1D-PSD和2D-PSD信号处理电路。1D-PSD，2D-PSD分别是1D-PSD和2D-PSD非调制信号处理板。只要简单地把处理板连接电源，位置信号就能得到。
本所研制开发了调制信号处理电路，数据可以液晶显示，可以通过RS232口与计算机通讯。
本所还具有PSD应用整机开发的实力。
PSD探测器
●W101（1D-PSD）
光敏面 1×3mm
分辨率 0.1μm
光谱响应范围 380～1100nm
响应时间 0.5μs
工作温度 -10～60℃


●W203（2D-PSD）
光敏面 21×21mm
分辨率 2μm
光谱响应范围 380～1100nm
响应时间 1μs
工作温度 -10～60℃