A Photodetector bốn người (4QPD)là một loại photodetector nhạy cảm với vị trí được chia thành bốn phân đoạn photodiode riêng biệt được sắp xếp theo mẫu góc phần tư. Nó chủ yếu được sử dụng để đo lườngvị trí, căn chỉnh hoặc chuyển độngcủa một điểm ánh sáng trên bề mặt của nó với độ chính xác cao bằng cách so sánh các chất quang hóa từ mỗi góc phần tư.
Photodetector bốn phần tử là gì?
Nó bao gồmBốn yếu tố photodiode độc lậpSắp xếp thành bốn góc phần tư bằng nhau (trên cùng bên trái, trên cùng bên phải, dưới cùng bên trái, dưới cùng bên phải).
Khi một điểm sáng rơi vào máy dò,cường độ ánh sáng trong mỗi góc phần tư tạo ra một dòng quangTỷ lệ với chiếu sáng cục bộ.
Bằng cách so sánh các dòng này, thiết bị có thể phát hiệnsự chuyển vị của chùm tiatheo cả hai hướng x (ngang) và y (dọc).
Nó thường được sử dụng trongCăn chỉnh chùm, theo dõi quang học, cảm biến rung và các ứng dụng ổn định chỉ.
Cách nó hoạt động
Điểm sáng đến chiếu sáng một số hoặc tất cả bốn góc phần tư.
Mỗi góc phần tư tạo ra một dòng điện tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng đánh nó.
Bằng cách tính toán sự khác biệt giữa các góc phần tư đối lập:
X vị trí=(phải - trái) \/ (tổng của tất cả các góc phần tư)
Y Vị trí=(trên cùng - dưới) \/ (tổng của tất cả các góc phần tư)
Đầu ra là một tín hiệu được chuẩn hóa đại diện choBEAM SPOT DISCORMENTliên quan đến trung tâm máy dò.
Tham số chính
| Tham số | Giá trị\/phạm vi điển hình |
|---|---|
| Kích thước diện tích hoạt động | 1 mm² to >10 mm² |
| Đáp ứng | ~ {{0}}. 4 đến 0,7 a\/w (tùy thuộc vào bước sóng) |
| Phạm vi quang phổ | Thông thường 400nm đến 1100nm (Si Photodiodes) |
| Băng thông | DC đến vài MHz |
| Công suất tương đương tiếng ồn (NEP) | Rất thấp cho độ nhạy cao |
| Độ phân giải vị trí | Sub-micron đến cấp Micron |
| Dòng điện tối | Thấp, thường là phạm vi Na |
Thuận lợi
Độ nhạy cao vớisự dịch chuyển chùm theo hai chiều.
Thời gian phản hồi nhanh, phù hợp cho căn chỉnh động.
Thiết kế nhỏ gọn và mạnh mẽ.
Có thể được kết hợp với thiết bị điện tử để đọc vị trí trực tiếp.
Giới hạn
Giới hạn trong các phép đo trong đó điểm chùm tia phù hợp trong khu vực hoạt động.
Độ chính xác phụ thuộc vào kích thước chùm tia và tính đồng nhất.
Không lý tưởng để đo sức mạnh tuyệt đối mà không cần hiệu chuẩn.
Ranh giới góc phần tư có thể gây ra sự phi tuyến nếu các cạnh của chùm tia.
Các ứng dụng điển hình
| Ứng dụng | Sự miêu tả |
|---|---|
| Liên kết chùm tia laser | Sự liên kết chính xác của các hệ thống laser |
| Theo dõi quang học | Chuyển động theo chùm hoặc đối tượng theo dõi |
| Độ rung và cảm biến ổn định | Phát hiện các rung động cơ học hoặc chuyển vị góc |
| Truyền thông quang học | Phản hồi cho tay lái chùm tia và chỉ |
| Các thí nghiệm nguyên tử và lượng tử | Giám sát vị trí của các hạt bị mắc kẹt hoặc dầm laser |
Tích hợp
Thường được tích hợp vớiBộ khuếch đại nhạy cảm vị tríhoặc các mạch xử lý tín hiệu.
Có thể là một phần của mộtHệ thống điều khiển vòng kínĐể ổn định chỉ số chùm tia.
Được sử dụng vớiGương trên các giai đoạn PiezoĐối với phản hồi lái chùm tia.