四象限光電探測(cè)器

使用四象限探測(cè)器來(lái)完成掩模的預(yù)對(duì)準(zhǔn)是一種行之有效并且經(jīng)濟(jì)適用的方法，對(duì)于實(shí)現(xiàn)掩模版的預(yù)對(duì)準(zhǔn)完全可行，通過(guò)初步的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)可以完成在10mm的對(duì)準(zhǔn)精度，在改變環(huán)境為凈化間環(huán)境以及提高安裝精度后，該值可以滿足最終的要求。

為束斑在四象限上的位置。圖中四象限探測(cè)器光敏面的半徑為R。四象限中心與直角坐標(biāo)的零點(diǎn)O重合。圖中四象限的對(duì)稱軸分別與坐標(biāo)的x、y軸重合。束斑中心為O?。當(dāng)O?位于四象限中心時(shí)，四個(gè)象限上接收到的光信號(hào)強(qiáng)度相等，經(jīng)計(jì)算處理后得到的誤差信號(hào)為零。當(dāng)O?逐漸偏離O時(shí)，Er逐漸增大。Ex、Ey分別代表Er在x、y方向上的分量。為消除束斑光強(qiáng)(光能量或功率)波動(dòng)對(duì)Er的影響，通常要對(duì)Er進(jìn)行歸一化處理。即在Er計(jì)算過(guò)程中除以一個(gè)與束斑光強(qiáng)度相關(guān)的量值。根據(jù)不同的應(yīng)用目的，束斑半徑r相對(duì)于四象限光敏區(qū)半徑R存在一個(gè)最佳值ropt。對(duì)大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合ropt取1/2R。

四象限光電探測(cè)器是把四個(gè)性能完全相同的光電二極管按照直角坐標(biāo)要求排列而成的光電探測(cè)器件，常用于激光制導(dǎo)或激光準(zhǔn)直中。目前在光電探測(cè)系統(tǒng)中廣為使用的多元非成像光電探測(cè)器多為四象限光電探測(cè)器件(以下簡(jiǎn)稱四象限)。它包括各種規(guī)格的硅光電池以及類型各異的四象限光電二極管，如四象限PIN光電二極管、四象限雪崩光電二極管等。優(yōu)質(zhì)廠商主要有上海歐光OTRON品牌等 。

使用四象限來(lái)完成掩模的預(yù)對(duì)準(zhǔn)可以使系統(tǒng)更經(jīng)濟(jì)、緊湊。該系統(tǒng)的精度要求在7mm，可以用四象限來(lái)實(shí)現(xiàn)。該預(yù)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)由光源、透鏡組，掩模版以及四象限組成，如圖3所示，A為L(zhǎng)D光源，發(fā)射近紅外準(zhǔn)直激光，波長(zhǎng)為650nm，帶寬10nm，發(fā)散角0.1~0.2mrad，準(zhǔn)直擴(kuò)束后的光束直徑為5mm，其具體型號(hào)為Sanyo(SD650-80G3)。B為直角棱鏡，C為掩模版，D為窄帶濾波片，主要作用為濾去背景雜散光，提高系統(tǒng)信噪比;E為直角棱鏡;F為四象限，其有效直徑為2mm，峰值波長(zhǎng)為820nm，具體型號(hào)為CentrONic(QD7-5)。其輸出功率?40mw，工作溫度范圍在-25℃~+75℃之間。