- 上一篇：复合推进剂两相流点火数值模拟
- 下一篇：51单片机的超声波测距系统设计+电路图+代码
半导体光电位置敏感器件（Position Sensitive Detector 简称PSD）是一种新型的光电器件，它对入射到其感光面上的光点的位置极其敏感[2]。PSD对不同光电位置能输出不同的电信号，且电信号与光点位置成一定对应关系。PSD具有很多的优点，比如响应速度非常快（一般只有微秒级别）、位置分辨率高、处理信号较为简单、对光源要求较低等等。PSD以其优越的性能在工业检测、自动聚焦、航空对接、三文空间运动物体的位置检测、液体浓度测量和生物医学等领域有着非常广泛的应用前景[3]。
1.2 PSD测量系统的发展现状
随着技术的不断革新，PSD测量系统的进展主要体现在两个方面：
一个方面是对PSD元器件性能的提升[3]。随着PSD在各个领域的应用越来越广泛，其性能要求也不断地被刷新。在此大环境下，各大PSD生产单位不断研究制造适用于不同要求的不同结构的PSD。
另一个方面是对硬件电路和计算机软件性能的提升[3]。PSD探测器本身自带的某些缺陷可以通过硬件电路或是计算机软件进行补偿，这就使得PSD测量系统的测量精度进一步得到提高。在实现高速信号测量方面，PSD测量系统可以轻松实现，但是PSD模拟器件所带有的不稳定性却严重制约了其精确度。现在，这个问题可以通过后端更有效的数字电路来解决。
本文的目标位置探测系统就是在此基础上开展的。
1.3 本文的主要工作和内容安排
本毕业设计的目的是设计基于PSD的光电位移测量系统，搭建出可在一定范围内探测目标位置的光电位移测量系统。为了方便说明，下面给出大致的系统框图。
图1.1 系统框图
目标光源我们采用频率1 kHz，占空比10%，波长905 nm的半导体激光器。根据大学物理所学知识，我们知道905 nm波长的光源具有较高大气透过比，在空气中传播的过程中受到大气的削弱作用小，能以较小的损耗进入我们的探测器。另外也能有效避免大量的杂散光干扰，提高了系统的精度。
光学系统分为激光发射镜和激光接受镜面。激光发射镜为双焦镜，快轴切面焦距37.4毫米，慢轴切面焦距33毫米。激光慢轴方向与柱面镜柱面母线平行。调节激光器与柱面镜的距离，使发射光束张角小于2毫弧度。由于我们采用的光源的波长是905纳米，所以对镜头进行了905纳米增透。激光发射光学系统快慢轴有效焦距分别是37.4011 mm，33.0295 mm。后焦距分别是6.6008 mm，5.5969 mm。前焦距分别是-27.8227 mm，-87878 mm。
PSD位置传感器是我们这个系统中核心器件，它的精度直接影响到整个系统的精度。目前市面上有多家PSD厂商，比如日本滨松、深圳达瑞鑫、上海欧光等等。经过对比选择，因为目前我们暂时还是处于试验阶段，受资金等方面限制，我们最终选择了欧光的一款产品。型号是PSD049-LC。