A 4四分位の光検出器(4QPD)は、象限パターン{.に配置された4つの別々のフォトダイオードセグメントに分割された位置感受性フォトセクターの一種です。これは主に測定に使用されています。位置、アライメント、または動き各象限.の光電流を比較することにより、高精度で表面の軽いスポットの
で構成されています4つの独立したフォトダイオード要素4つの等しい象限(上部左、右上、下左、下部右)として配置.
軽いスポットが検出器に当たると、各象限の光の強度は、光電流を生成しますローカル照明に比例.
これらの電流を比較することにより、デバイスは検出できますビームの変位x(水平)とy(垂直)方向の両方で.
よく使用されますビームアライメント、光学追跡、振動センシング、およびポインティング安定性アプリケーション.
それがどのように機能するか
入ってくるライトスポットは、4つの象限の一部またはすべてを照らします{.
各象限は、それを打つ光強度に比例した電流を生成します.
対立する象限間の違いを計算することにより:
x位置=(右 - 左) /(すべての象限の合計)
y位置=(上 - 下) /(すべての象限の合計)
出力は、を表す正規化された信号ですビームスポット変位検出器中心と比較して.
重要なパラメーター
| パラメーター | 典型的な値/範囲 |
|---|---|
| アクティブなエリアサイズ | 1 mm² to >10mm² |
| 応答性 | 〜0.4〜0.7 A/W(波長に依存) |
| スペクトル範囲 | 通常、400 nm〜1100 nm(Siフォトダイオード) |
| 帯域幅 | DCからいくつかのMHz |
| ノイズ等価電力(NEP) | 高感度のために非常に低い |
| 位置解決 | サブミクロンからミクロンレベル |
| 暗い電流 | 低い、通常はNa範囲 |
利点
高い感度2次元のビーム変位.
ダイナミックアライメントに適した高速応答時間.
コンパクトで堅牢なデザイン.
直接位置の読み取りのために電子機器と組み合わせることができます.
制限
ビームスポットがアクティブ領域内に収まる測定に限定.
精度は、ビームサイズと均一性に依存します.
キャリブレーションなしで絶対パワーを測定するのに理想的ではありません.
ビームストラドルエッジ.の場合、象限の境界は非線形性を引き起こす可能性があります
典型的なアプリケーション
| 応用 | 説明 |
|---|---|
| レーザービームアライメント | レーザーシステムの正確なアラインメント |
| 光学追跡 | 次のビームまたはオブジェクトの動き |
| 振動と安定性センシング | 機械的振動または角度変位の検出 |
| 光学通信 | ビームステアリングとポインティングのフィードバック |
| 原子および量子実験 | 閉じ込められた粒子またはレーザービームの位置監視 |
統合
多くの場合統合されています位置感受性アンプまたは信号処理サーキット.
の一部にすることができます閉ループ制御システムビームポインティングを安定させる.
で使用されますピエゾステージの鏡ビームステアリングフィードバックの場合.













