一种激光主动探测的回波信号检测方法

微弱激光回波信号探测是远距离激光主动探测的难点问题.本文提出了一种应用四象限探测器进行激光回波信号相关检测的新方法.经仿真计算表明,将四象限探测器接收到的4路回波信号送入相关处理器进行相关处理,可以检测出信噪比为-21.07dB的信号,其信号检测能力比二元相关检测要高出5.68dB.在4个象限中信号分布越均匀,信号检测能力越强.     

用望远系统和离轴全息透镜实现四象限探测的新型光学系统

本文提出一种新型的用于四象限探测的光学系统,该系统可以用点探测器代替面探测器。本文分析了系统原理,给出了初步实验结果。     

基于四象限探测的激光粒度仪自动对中技术

针对激光粒度仪手动对中自动化程度低、不易调整等问题,提出了基于四象限对中单元的新型50通道光电探测器的自动对中方法。该方法根据光束是否处于四象限探测器的感光范围,将自动对中过程分为粗对中和精对中两部分。当光束不在四象限探测器的感光范围内时,可根据探测器的特定结构进行粗对中;当光束处于四象限探测器感光范围内时,根据四象限探测器产生的光电流强弱判断探测器的运动方向进行精对中。在粗对中过渡到精对中后采取变步长方式,通过比较对中精度和对中所需时间确定算法的最佳截止条件。完成了激光粒度仪自动对中系统硬件和软件的设计,实验验证了对中系统的可靠性与准确性。结果表明,最终的对中分辨率高于5μm。使用该技术对标准颗粒样品进行了测量实验,结果证实自动对中后的测量数据符合国家激光粒度仪校准规范的要求。     

四象限探测器的特性测试

研究了用四象限探测器检测光斑中心位置时,入射光斑的各种特性和外部环境对象限探测器输出产生的影响。通过理论推导得出了入射椭圆高斯光斑时光斑中心位置与探测器输出的关系公式及检测灵敏度公式;搭建实验系统完成了室内及野外测试实验。实验结果表明,室内环境下探测器具有较高的检测精度与细分能力;在极限灵敏度下通过数字滤波可以使器件具有36细分的能力;测量了象限探测器的电压特性,完成了背景光特性、光斑大小特性、信噪比特性测试实验。野外实验表明,光强闪烁对探测器影响很大,当大气折射率结构常数为10-16时,距离在830 m时器件仅具有7细分能力,距离在12.5 km时基本没有细分能力,已经无法进行光斑检测。     

用四象限光电探测器获得光斑参数

对四象限光电探测器的信号处理方法进行了研究.分析了用四象限光电探测器获得光斑参数的方法,研究了其各项指标及误差来源,提出了一种新的采用微动法的四象限光电探测器光斑参数的计算方法,并与传统方法进行了比较.采用微动法获取四象限光电探测器的光斑参数,不仅能够得到光斑的光心坐标,还能够计算出传统方法得不到的光斑的半径,增加了信息量.与传统的方法相比,该方法具有误差与光斑中心位置、光斑半径无关的优点.理论分析、仿真和实验都证明,采用四象限光电探测器获得光斑参数的方法具有相当多的优点.获得的参数由两个增加到三个,采用Φ30 mm的GaAs-PIN四象限探测器时,最大误差由18%减小到1.2%以下,将其应用于车辆问大气激光通信光电精定位系统中证明,响应时间可减少30.75%.     

微动法获得四象限光电探测器光斑参数的研究

摘要：对四象限光电探测器的信号处理方法进行了研究,分析了目前采用的四象限光电探测器获得光斑参数的方法,研究了 其各项指标及误差的来源,提出了一种新的采用微动法的四象限光电探测器光斑参数的计算方法,并与传统的方法进行了比 较。采用微动法获取四象限光电探测器的光斑参数,不仅能够得到光斑的光心坐标,还能够计算出传统方法得不到的光斑的 半径,增加了信息量。该方法与传统的方法相比,还具有误差与光斑中心位置、光斑半径无关的优点。理论分析、仿真和实 验都证明,采用的四象限光电探测器获得光斑参数的方法具有相当多的优点。获得的参数由两个增加到三个,采用Φ30mm 的GaAs-PIN四象限探测器时,最大误差由18%减小到1.2%以下。本方法在车辆间大气激光通信的光电精定位系统中实际应 用证明,该方法速度快,精度高,收敛性好。     

基于像散原理的并行共聚焦探测曲线灵敏度研究

为了高效、快速的实现微结构三维可视化,对基于像散原理并行共聚焦光学系统中探测曲线过零点灵敏度的影响因素进行了研究.从几何光学的角度,建立探测曲线过零点的灵敏度与柱面镜组参数之间的关系,然后利用Zemax对结论进行仿真,其结果提供了获得最佳柱面镜参数及其设计方法.同时,为了进一步提高探测曲线灵敏度,对已有的四象限法进行改...     

基于二象限探测器的离焦探测

为同时获取离焦方向和离焦量,二象限探测器是最简探测器。在由二象限探测器构成的离焦探测系统中,当光斑移动方向与探测器分界线有一固定或变动夹角时,将引起离焦曲线变化或不稳定。此外,实际的探测器所具有的死区也会影响离焦曲线,同时还限制离焦动态范围。由除法构建的离焦算法,已被用于激光直写中离焦探测部分的设计。     

四象限红外探测器光电参数测试技术研究

针对四象限红外探测器的特点,设计了基于双光路替换法的光学系统。该系统可测试探测器的脉冲响应灵敏度、光电响应均匀度以及相邻象元之间的串扰并可以有效地避免光源输出功率波动和光学分光器件分光比的测量不确定度等因素带来的误差,在相同的硬件条件下可实现更高的测量精度。实验结果证明:该测量系统具有较低的测量误差(≤5%),并且结构简单紧凑,可适用于对光源要求较高的检测系统进行实时检测。     

掺铂环楔阵列光电探测器

一、引言环楔阵列光电探测器是光学计算机混合型功率谱分析系统的关键器件。它的作用是对傅里叶功率谱采样,然后输入计算机进行处理。环楔阵列探测器由64个探测单元组成,它们的形状和分布是根据傅里叶变换的特点设计的。一般图像的空间函数为实函数,其傅里叶功率谱是中心对称的,所以在半个谱面上就包含了输入图像的全部信息。因此在圆形硅片的半圆内设置了32个同心的半圆环形探测单元,用以检测径向分布的功率谱;而在另外半圆内设置了32个楔形探测单元,用以检测角向分布的功率谱。为了定中心,在探测器的中心部分设置了四象限探测单元。图1示出该探测器的     

CCD作为探测器用于激光角跟踪系统的研究

本文讨论了 CCD 激光角跟踪系统的工作原理,分析了 CCD 激光角跟踪系统的探测距离和测角精度,并将 CCD 系统与传统的四象限系统作了比较,同时论述了用于CCD 系统的电子快门技术和像增强器技术。文章最后提出了 CCD 系统比传统的四象限系统,具有较大的优越性。     

激光精密跟踪测角误差分析与计算

叙述了用四象限探测器进行激光精密跟踪测角的原理,并对其误差进行了分析和计算.     

High speed two-dimensional optical beam position detector

Disclosed is the design of a high speed two-dimensional optical beam position detector which outputs the X and Y displacement and total intensity linearly. The experimental detector measures the displacement from DC to 123 MHz and the intensity of an optical spot in a similar way as a conventional quadrant photodiode detector. The design uses four discrete photodiodes and simple dedicated optics for the position decomposition which enables higher spatial accuracy and faster electronic processing than conventional detectors. Measurements of the frequency response and the spatial sensitivity demonstrate high suitability for atomic force microscopy, scanning probe data storage applications, and wideband wavefront sensing. The operation principle allows for position measurements up to 20 GHz and more in bandwidth.     

Measurement of probe displacement to the thermal resolution limit in photonic force microscopy using a miniature quadrant photodetector

A photonic force microscope comprises of an optically trapped micro-probe and a position detection system to track the motion of the probe. Signal collection for motion detection is often carried out using the backscattered light off the probe-however, this mode has problems of low S/N due to the small backscattering cross sections of the micro-probes typically used. The position sensors often used in these cases are quadrant photodetectors. To ensure maximum sensitivity of such detectors, it would help if the detector size matched with the detection beam radius after the condenser lens (which for backscattered detection would be the trapping objective itself). To suit this condition, we have used a miniature displacement sensor whose dimensions makes it ideal to work with 1:1 images of micrometer-sized trapped probes in the backscattering detection mode. The detector is based on the quadrant photo-integrated chip in the optical pick-up head of a compact disc player. Using this detector, we measured absolute displacements of an optically trapped 1.1 μm probe with a resolution of ～10 nm for a bandwidth of 10 Hz at 95% significance without any sample or laser stabilization. We characterized our optical trap for different sized probes by measuring the power spectrum for each probe to 1% accuracy, and found that for 1.1 μm diameter probes, the noise in our position measurement matched the thermal resolution limit for averaging times up to 10 ms. We also achieved a linear response range of around 385 nm with cross talk between axes ?4% for 1.1 μm diameter probes. The detector has extremely high bandwidth (few MHz) and low optical power threshold-other factors that can lead to its widespread use in photonic force microscopy.     

二维电子动态自准直仪

利用四象限光电探测器制成一种电子自准直仪，它具有自动测量，速度快，精度较高，能同时测量二维角位移的特点。文中介绍此种自准直仪的工作原理，以及检测和使用的情况。     

透气性测试装置密封结构的优化

基于压差法的薄膜透气性测试装置,其测试结果受测试装置的密封性能、测试的环境温度及压力和温度检测器检测性能的影响.在压力和温度检测器的检测性能给定和环境温度相对稳定的情况下,影响测试结果的主要因素是测试装置的密封性能,以目前现有的密封材料和密封技术,测试装置的密封性能主要与其密封结构和相应的结构比有关.基于此,给出测试装置双密封结构的系统临界时间求解表达式；分析测试装置双密封结构压力变化特性和时间流阻容量常数特性；得出在总密封体积限定的条件下双密封结构的优化结构比;给出相应的仿真结果和试验结果.结果表明:该双密封结构的优化是正确和合理的.为透气性测试装置双密封结构优化设计的实际应用提供了理论依据.     

焊接中特定轨迹跟踪装置的研制

本文介绍了一种以四象限光电管为核心、光电二极管的匹配优化以氦氖激光器为光源的主动式特定轨迹跟踪装置，具有抗强光和振动干扰的特性，适用于焊接类工业环境的特定轨迹的跟踪。