光电位置敏感器件的非线性分析及应用

阐述光电位置敏感器件(PSD)的结构、特性和工作原理,并根据PSD的原理和特性分析其产生非线性的几种主要因素。导出PSD的输出信号与光强无关的位置方程。设计出一种低温漂高精度的PSD非线性硬件调制电路。分析了插值算法、神经网络优化法以及解析法等对PSD的非线性进行修正的有效性,并对给出的部分实验数据进行了分析。最后对PSD在光学三角法测量、自动检测以及高精度测量中的应用作了进一步的讨论与展望。

一种光电位置敏感器件温度补偿方法研究

光电位置敏感器件(PSD)是一种可直接对其光敏面上光斑位置进行检测的光电器件,基于PSD可以构成多种非接触的高精度动态位移监测仪器。在PSD器件使用中的一个关键问题是如何克服温度的影响,以提高检测的精度和可靠性。分析了光电位置敏感器件(PSD)的温度特性,表明测量范围较宽时,传感器的输出易受环境温度的影响,并且成非线性。提出一种基于神经网络共轭梯度算法的光电位置敏感器件温度补偿方法.利用神经网络共轭梯度算法具有逼近任意非线性函数的特点,通过训练使神经网络建立在不同环境温度下传感器输出与其实际感受的电压值之间的非线性映射关系,实现光电位置敏感器件温度补偿。实验结果表明,该方法不仅能有效地消除温度的影响,而且能在神经网络的输出端得到期望的线性输出。

二维数字阵列光电位置敏感器件新式结构研究

简要阐述光电位置敏感器件的特点、工作原理,根据光电位置敏感器件的原理和光电位置方程,分析了背景光与测量精度的关系。在此基础上,利用低峰探测仪的双极性三极管将像素M(i,j)的行与列位线联系起来,用来检测最大光强度的像素,显示出最低输出电压,使位线与其输出电压相对应;采用分布图像的峰值检波器来模拟预处理光电信号,通过数字转换得到图像的重心位置;采用集中平行的模拟计算估算射到感光区的光分布的重心,并通过时钟比较器得到数字化图像。给出了检测位置的二维光电传感器阵列、显示与图像数量的平方根成正比功耗关系式以及几个重要结论。

数字阵列光电位置敏感器件新型结构的研究

简要阐述光电位置敏感器件的特点、工作原理,根据光电位置敏感器件的原理和光电位置方程,分析了背景光与测量精度的关系.在此基础上,采用分布图像的峰值检波器来模拟预处理光电信号,通过数字转换得到图像的重心位置;采用集中平行的模拟计算估算射到感光区的光分布的重心,并通过时钟比较器得到数字化图像.给出了检测位置的二维光传感器阵列、显示与图像数量的平方根成正比功耗关系式以及几个重要结论.

双层侧向位置敏感探测器的畸变研究

阐述了半导体光电位置敏感器件双层结构、特点,在此基础上,利用三层前置反馈网络对光电位置敏感器件的空间非线性以及畸变产生的机理进行了分析,尤其是对在位置敏感器件边缘的非线性作了分析研究;提出了一种适于位置敏感器件的敏感前置放大器电路和产生双极脉冲的分光滤波器;通过实验模拟,验证了上述理论和方法的正确性,并对双层结构的位置敏感器件在精密探测中的应用作了展望。

光电位置敏感器

本文介绍了位置敏感器件(PSD)的结构和原理。提出了利用“敏感器包”在近距离对目标的距离和姿态进行高精度测量的设计依据和试验模型。

神经网络在光电位置坐标传感器中的应用

光电位置敏感器件 (PSD)是一种可直接对其光敏面上的光斑进行检测的光电器件 ,基于PSD可以构成多种非接触的高精度动态位移监测仪器。在PSD器件使用中的一个关键问题是如何克服器件本身的非线性 ,以提高监测的精度和可靠性。提出一种基于神经网络的PSD非线性补偿方法 ,利用神经网络具有逼近任意非线性函数的特点 ,通过训练使神经网络建立在PSD输出与其理想值之间的非线性映射关系 ,实现PSD非线性补偿。计算机仿真表明 ,该方法不仅能有效地消除非线性的影响 。

光电探测技术及器件

TN29 96042616InP系波导和光电探测器单片集成=Monolithicintegration of InP optical waveguide and photodetector[刊,中]/杨易,陈兴国,程宗权,王惠民,吕章德,蒋惠英,王晨,施惠英,吴学海(中科院上海冶金所.上海(200233)),朱祖华(浙江大学电信系.浙江,杭州(310008))∥半导体学报.—1996,17(1).—51—

光电位置敏感器件背景光补偿的研究

光电位置敏感器件 (PSD)是一种可直接对其光敏面上光斑位置进行检测的光电器件 ,基于光电位置敏感器件可以构成多种非接触的高精度动态位移监测仪器。根据光电位置敏感器件的原理及特征方程 ,分析了存在背景光时它的输出信号是非线性的。提出一种基于神经网络的光电位置敏感器件背景光非线性补偿方法。利用神经网络具有逼近任意非线性函数的特点 ,通过训练使神经网络建立在不同背景光下光电位置敏感器件输出与其标准值之间的非线性映射关系 ,对其实现全程跟踪补偿。计算机仿真表明 ,该方法能有效地消除背景光的影响 。

一维PSD器件及其在测量中的应用

PSD是一种新型位置传感器。介绍了PSD器件的检测原理,并以理论推导的方式给出了其等效电路及光点坐标位置与输出电流的函数表达式。重点讨论了PSD器件在位移测测试和大型回转构件空间角度测试中的应用,分析结果表明该器件具有接口简单、测试精度高,不受光束和焦点偏离的影响等优点,可广泛应用于精密测试领域当中。

高精度红外光点位置检测分析系统

高精度红外光点位置检测分析系统是基于光电位置敏感器件、立体测量学研制而成的运动物体分析系统。它能快速、准确地测出运动物体各特征点的瞬时位置 ,并在此基础上进行分析计算 ,给出三维坐标及针对具体应用领域的特征曲线和参数。该系统可应用于人体运动检测。

入射光强和背景光对二维光电位置敏感器件干扰的影响

光电位置敏感器件（ＰＳＤ）是一种可直接对其光敏面上的光斑位置进行检测的光电器件，可构成非接触高精度动态测量系统。光电位置敏感器件在使用中的关键问题是如何定量确定入射光强的大小和克服各种背景光干扰，以提高检测的精度和可靠性。根据光电位置敏感器件的原理和光点位置方程，找到有背景光作用于光电位置敏感器件上位置输出的关系及背景光导致的位置误差的实验数据，同时研究入射光强对光电位置敏感器件位置输出误差最小的定量关系。

光探测与器件

TN364.2 99021144砷注入碲镉汞光电二极管及其电学特性的等效分析=As+ implanted HgCdTe photodiodes and equivalentanalysis of the Ⅰ—Ⅴ characteristics[刊,中]/李向阳,陆慧庆,胡晓宁,方家熊（中科院上海技术物理所.上海（200083））//激光与红外.—1998,28（3）.—176-179通过对碲镉汞材料进行As+注入以及退火,成功地制备了P—on—N型光伏器件。器件的截止波长为5.5μm,黑体探测率D*（500K,1K,100）可达2.1×1010cmH21/2W-1。图6参10（李瑞琴）TN364.2 99021145结型光电二极管等效电参数的物理分析与测量=Physical analysis and measurement for the e-

光探测与器件

TL181.5 2001053443一维光电位置敏感器的应用研究=Application research on one-dimensional photoelectric position sensitive detectors[刊,中]/漆新民,周鞠宁,余拱信(南昌航空工业学院测控工程系.江西,南昌(330034))//光电工程.—2000,27(5).—66-68叙述了一维光电位置敏感器的工作原理,以及采用光学三角法测量构成的尺寸测量传感器。

光点位置测试装置

光点位置测试装置是由西安工业大学研制的，采用二维位敏探测器（PSD）作为测试元件，探测光点重心位置坐标的一套高精度光电测试设备．可根据PSD传感器芯片的大小，合理地选择光学镜头，可以在50mm×50mm到1000mm＋1000mm的范围之间探测光点重心．精度可以达到±25μm．PSD是一种新型的半导体位置敏感探测器，它除了具有光电二极管阵列和电荷耦合器件（CCD）器件所具有的定位性能外，还具有灵敏度高、分辨率高、响应速度快、电路简单的特点．

位置敏感器件(PSD)的杂光干扰研究

光电位置敏感器件（ＰＳＤ）是一种可直接对其光敏面上的光斑位置进行检测的光电器件，基于ＰＳＤ可构成多种非接触的高精度动态位移监测仪器。在ＰＳＤ器件使用中的一个关键问题是如何克服各种杂光干扰，以提高检测的精度和可靠性。根据ＰＳＤ的原理及其特征方程，分析了杂光在ＰＳＤ上的两类作用模式，并根据ＰＳＤ特征方程推导了存在杂光干扰时ＰＳＤ输出信号与杂光的关系，及杂光导致的位置误差方程。根据上述推导，文章给出了３种克服杂光干扰的实用方法。

二维PSD非线性修正共轭梯度算法

根据光电位置敏感器件的原理和光点位置方程分析了PSD的非线性成因,并根据PSD的非线性特点,提出用神经网络的共轭梯度算法对PSD的非线性进行补偿·利用神经网络共轭梯度算法具有逼近任意非线性函数的特点,通过神经网络建立PSD实际输出与其理想值之间的非线性映射关系,实现光电位置敏感器件非线性补偿·计算机仿真表明,该方法不仅能有效地消除非线性的影响,而且在神经网络的输出端得到期望的线性输出·从而使PSD的B区获得了与A区近似的线性度,故在不增加成本,不改变测量设备复杂度的情况下,扩大了测量范围,提高了B区的测量准确度及数据的置信度·

枕型二维位置敏感探测器的研制

证明了枕型二维位置敏感探测器设计的基本原理———Gear定理,并推导了适用于枕型二维位置敏感探测器的位置计算公式,此外还提出了枕型二维位置敏感探测器的制作工艺和测试结果。采用集成电路工艺所研制的枕型二维位置敏感探测器(光敏面为8 mm×8 mm)表现出良好的光电特性,当反偏为5 V时其暗电流约为15 nA,峰值时的光谱灵敏度超过了0.6 A/W。在所测量的 75%光敏区域内,均方根位置误差约为 0.135 mm,而以均方根位置误差表示的非线性度在1.1%左右,比四边形二维位置敏感探测器的位置线性度提高了近一个数量级。

改进型PSD非线性误差分析及其应用研究

阐述半导体光电位置敏感器件(PSD)的横向光电效应,改进型2D-PSD的结构、特点、工作原理,在此基础上,提出一种新的电桥理论分析2D-PSD的中心与边缘产生非线性及其误差的原因。采用高精度低温漂高输入阻抗的前置放大器、加法器、减法器、除法器等元器件设计了一种改进型2D-PSD的信号调理电路,用于高精度的激光准直系统中。该信号调理电路将激光束经光学透镜、光阑、滤光器等光学元器件处理的光信号转换为电信号后,送入数据采集系统,利用直线度测评软件直接在计算机上将被测件的直线度测量显示。系统特点是:响应速度快;位置分辨率高;能实时检测等优点。最后给出测量实验结果和几个重要结论。

PSD空间定位的非线性误差补偿模型及归一化

PSD是一种高分辨率、实时性好的光电位置敏感器件,因而具有广泛应用的前景.但在光照度变化条件下,输出信号存在非线性飘移,因而影响了作为位置检测传感器的检测精度,尤其在3D测量时适用性受到了限制.针对这个问题,提出了一种PSD位置传感器的非线性误差补偿方法.该方法针对目标的空间距离变化所产生的PSD输出非线性飘移,采用归一化模型进行误差修正,很大程度上改进了PSD的输出一致性,使基于PSD的3D测量系统性能得以提高.