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PSD探测器原理及使用方法

发布时间:2020-10-15 15:03:16 浏览量:64 作者:Paul


原理介绍

当光束落在探测器表面的时候,能够将光斑的位置转换为电信号。如下图所示,一个二维的PSD会产生四个电流,当以PSD的中心作为

原点时,电流与其位置成一定的关系。

 


其中L表示PSD的尺寸,x表示光斑的位置。根据上述公式可以得到x方向上的位置坐标。同理也可以得到y方向上的坐标。

 


数据采集卡

以德国TEM公司的PSD为例,表面直径达到4~10mm之间,分辨率小于1um,因此需要采集卡的分辨率达到4000~10000之间,输出

电压为-10V到10V之间,内含两个PSD,需要通道数为8个。TEM公司提供的数据采集卡,频率大概在几十Hz,如果需要更高频率的

采集速度,可以额外购买采集卡。对于采集卡的要求时输入范围为正负10V之间,最好时16bit的ADC,为同步采集,速度依据需要来

选择,通道数至少为8个。


这次我们选择的是一块国产数据采集卡,通过USB传输数据,采样率可以时250KSa/s/ch,同步采集,每个通道都能达到每秒采集

250K个数据的速度,8单端输入。另一种是异步采集的方式,每次采集只有一个通道在工作,所以采集的数据首先不是同一时间的,其

次每个通道的速度等于最够采集速度除以通道数目。


这款采集卡提供软件和开发包,软件运行时总是反应非常缓慢,但是在运行开发包中的例子,可以很流畅。

1.采集卡采集数据时,首先将数据放入设备的缓存中,大小为2M,然后通过电脑去读取数据,电脑每次读取一定数量的数据,缓存中可能还会剩余部分数据,剩余的部分可以在下次读取的过程中获得,不会丢失数据。


2. 其次,假设电脑需要读取每个通道的100个数据,采集卡返回的格式是第一通道返回100个,然后是第二通道返回100个,依次类推

的形式。


3. 最后,如果想要让采集卡显示的速度和示波器一样反应灵敏,可以适当的修改采集速度和每次电脑获取数据的个数,每次采集的时

间位置在几十个ms的级别。


如何采集TEM公司的PSD信号

 


TEM提供的PSD中,放置了两块PSD,第一块直径10mm,用于探测激光的位置。第二块前放置了一个透镜,光束聚焦后在PSD上,用

于测量光束的方向。每块PSD有四路信号,共8路。


TEM将八个信号,转化为给中其他接口,例如通过ADC转化后,经过RS232或者SPI等方式将数据传送到电脑,上述的电路板是将信号

转接为8个BNC接口。上方四个接口表示信号差,下方接口表示信号和,两个信号相除才是对应的正确的位置关系。


如果想要采集更快的速度,可以通过这块转接板,然后额外配一个数据采集卡,自行将数据采集到电脑中。