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二维位置敏感探测器
资料介绍
一、基本概念与工作原理
核心定义
二维位置敏感探测器（Two-Dimensional Position Sensitive Detector，简称二维PSD）是一种基于半导体光电效应的连续位置传感器，能够对入射光斑在探测器感光面上的连续二维坐标位置进行实时检测，不同于传统离散像素阵列探测器，PSD输出的位置信号是连续模拟信号，可实现亚微米级的高分辨率位置测量。
基本工作原理
二维PSD基于横向光电效应工作：当一束激光照射到PSD感光面的某一位置时，入射光子会在半导体耗尽层激发产生电子-空穴对，光生载流子在耗尽层内建电场作用下快速漂移到电极，最终通过感光面四周的电极输出光电流，光电流的大小与入射光斑到对应电极的距离成反比关系，通过对四个电极输出的光电流信号进行运算，即可解算出入射光斑的精确二维坐标。
对于常见的四边结型二维PSD，坐标计算公式如下：
设PSD感光面为正方形，边长为$2L$，四个电极分别为
、（X方向两端）和、（Y方向两端），四个电极输出的光电流分别为、、、，则入射光斑坐标$(X,Y)$满足：
另一种常见结构是分离电极型二维PSD，也被称为枕型PSD，其采用四个分离的象限电极，通过不同象限输出电流的差值与和值的比值计算坐标，原理与四边结型一致，结构更简单但位置线性度略低于四边结型。
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