A Négy-kvadráns fotodetektor (4QPD)egyfajta helyzet-érzékeny fotodetektor, amely négy különálló fotodiode szegmensre oszlik, amelynek kvadráns mintázatában van elrendezve .helyzet, igazítás vagy mozgásnagy pontossággal a felületén lévő könnyűfolttal, összehasonlítva az egyes . kvadránsok fényáramlásait
Mi az a négy kvadráns fotodetektor?
Beleegyezik aNégy független fotodiod elemNégy egyenlő négyzetként elrendezve (bal felső, jobb felső, bal alsó, jobb alsó) .
Amikor egy könnyű folt esik az érzékelőre, aA fény intenzitása minden kvadránsban fényáramot generálarányos a helyi megvilágítással .
Ezen áramok összehasonlításával az eszköz képes felismernia gerenda elmozdulásamind x (vízszintes), mind y (függőleges) irányban . irányban
Gyakran használjákgerenda igazítása, optikai nyomon követés, rezgésérzékelés és a stabilitási alkalmazások mutatása.
Hogyan működik
A bejövő fényfolt megvilágítja a négy negyedét vagy mindegyikét .
Minden négyzet elektromos áramot hoz létre, amely arányos a fényintenzitással, amely eltalálja .
Az ellenkező negyedek közötti különbségek kiszámításával:
X pozíció=(jobbra - bal) / (az összes negyed összege)
Y pozíció=(felső - alsó) / (az összes kvadráns összege)
A kimenet egy normalizált jel, amely agerendahely -elmozdulásAz érzékelő központhoz viszonyítva .
Kulcsfontosságú paraméterek
| Paraméter | Tipikus érték/tartomány |
|---|---|
| Aktív területméret | 1 mm² to >10 mm² |
| Érzékenység | ~ 0,4 - 0,7 A/W (a hullámhossztól függően) |
| Spektrális tartomány | Általában 400 nm és 1100 nm (Si fotodiodák) |
| Sávszélesség | DC több MHz -ig |
| Zaj -egyenértékű teljesítmény (NEP) | Nagyon alacsony a magas érzékenység érdekében |
| Helyzetfelbontás | Almikron-mikron szintű |
| Sötét áram | Alacsony, jellemzően NA tartomány |
Előnyök
Nagy érzékenység agerenda elmozdulása két dimenzióban.
Gyors válaszidő, alkalmas dinamikus igazításra .
Kompakt és robusztus tervezés .
Kombinálható az elektronikával a közvetlen helyzet leolvasásához .
Korlátozások
A mérésekre korlátozva, ahol a sugárfolt illeszkedik az aktív területen .
A pontosság a sugár méretétől és egységességétől függ .
Nem ideális az abszolút teljesítmény mérésére kalibrálás nélkül .
A négyzethatárok nemlinearitásokat okozhatnak, ha a gerenda szélei .
Tipikus alkalmazások
| Alkalmazás | Leírás |
|---|---|
| Lézernyaláb -igazítás | A lézerrendszerek pontos igazítása |
| Optikai követés | A sugárzás vagy az objektummozgás után |
| Rezgés és stabilitási érzékelés | Mechanikai rezgések vagy szögeltolódás észlelése |
| Optikai kommunikáció | Visszajelzés a gerenda kormányzásához és mutatásához |
| Atom- és kvantumkísérletek | A csapdába esett részecskék vagy lézernyalábok helyzetmegfigyelése |
Integráció
Gyakran integrálvahelyzetérzékeny erősítőkvagy jelfeldolgozó áramkörök .
Része lehet azárt hurkoló vezérlő rendszerA gerenda mutatásának stabilizálása .
FelhasználvaTükrök a piezo szakaszokonA gerenda kormányzási visszacsatolásához .