基于PSD的非均匀激光光斑中心定位研究

摘要

激光光斑中心定位是光学检测中的关键技术,大量应用在光学通信ATP系统、光路自准直控制系统、光学非接触位移角度测量系统中.针对传统电荷耦合器件(CCD)检测方法无法精准定位非均匀、非理想圆激光光斑的问题,提出一种基于位置敏感探测器(PSD)的旋转激光光斑中心检测的新方法.该方法依据PSD能够连续检测光敏面上光斑重心位置的工作原理,设计了一种定轴心旋转且角度可控的激光实验装置,通过对该装置投射到光敏面上的光斑重心的轨迹探测,经Kasa算法处理后得到光斑的中心位置,相较于CCD无需进行图像处理.实验中搭建了PSD光斑中心检测系统,并对旋转的激光光斑模式进行了分析.结果表明,激光光斑中心定位模型的线性度为-1.036、位置分辨率为0.1μm,精确定位了光斑中心的移动轨迹.该方法为非均匀光斑的实时高精度定位提供了一种新思路.