PSD（位置敏感探測(cè)器）概述

PSD 是一種基于光電效應(yīng)的光學(xué)傳感器，核心功能是實(shí)時(shí)測(cè)量光點(diǎn)在探測(cè)面上的連續(xù)位置坐標(biāo)（如 X、Y 軸坐標(biāo)），廣泛應(yīng)用于位移檢測(cè)、角度測(cè)量、光學(xué)對(duì)準(zhǔn)等領(lǐng)域。

PSD 的結(jié)構(gòu)組成

根據(jù)描述，其基本結(jié)構(gòu)包括：

P 襯底：作為探測(cè)器的基底，提供結(jié)構(gòu)支撐和電學(xué)連接基礎(chǔ)。

PIN 光電二極管：核心感光元件，當(dāng)光照射時(shí)，光子能量激發(fā)電子 - 空穴對(duì)，形成光電流，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。

表面電阻：通常為均勻分布的電阻層（如 N 型半導(dǎo)體薄層），光電流會(huì)沿電阻層向兩端電極流動(dòng)，其電流分配與光點(diǎn)位置直接相關(guān)，通過(guò)測(cè)量電極電流即可計(jì)算光點(diǎn)坐標(biāo)。

PSD 與 CCD 的核心差異及優(yōu)勢(shì)

CCD（Charge-Coupled Device，電荷耦合器件）是另一種常見(jiàn)的光學(xué)探測(cè)器，二者的核心區(qū)別體現(xiàn)在原理和性能上，PSD 的優(yōu)勢(shì)包括：

位置分辨率高：

PSD 通過(guò)電阻層的電流分布直接計(jì)算位置，理論分辨率可達(dá)納米級(jí)；而 CCD 依賴像素陣列，分辨率受限于像素尺寸和數(shù)量。

光譜響應(yīng)寬：

可響應(yīng)從紫外到紅外的較寬光譜范圍，適用場(chǎng)景更廣泛；CCD 的光譜響應(yīng)通常受限于感光材料（如硅基 CCD 在紅外波段響應(yīng)較弱）。

響應(yīng)速度快：

光電流的產(chǎn)生和傳輸幾乎無(wú)延遲，響應(yīng)時(shí)間可達(dá)微秒甚至納秒級(jí)；CCD 需要電荷轉(zhuǎn)移和讀出過(guò)程，響應(yīng)速度較慢。

位置信號(hào)與光斑形狀無(wú)關(guān)：

只要光斑能量集中在探測(cè)面上，即使形狀不規(guī)則（如彌散、畸變），也能準(zhǔn)確輸出位置信息；而 CCD 的位置測(cè)量依賴光斑在像素上的能量分布，易受形狀影響。

PSD 的典型應(yīng)用

由于上述特性，PSD 常用于對(duì)實(shí)時(shí)性、精度要求高的場(chǎng)景：

精密位移 / 振動(dòng)監(jiān)測(cè)（如機(jī)床校準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)變形測(cè)量）

光學(xué)系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)（如激光準(zhǔn)直、望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦）

機(jī)器人視覺(jué)導(dǎo)航（如通過(guò)光斑定位實(shí)現(xiàn)路徑跟蹤）

生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)（如微小物體運(yùn)動(dòng)軌跡記錄）

PSD 的局限性在于無(wú)法直接獲取光斑的灰度或圖像信息（僅輸出位置坐標(biāo)），因此需根據(jù)具體需求與 CCD 等探測(cè)器配合使用。