基于系统建模的四像限光电探测器对准与微位移测量系统

通过对基于四像限光电探测器的对准系统的光路分析,将系统的输入输出关系的确定转化为平面光照面积的计算,并给出了探测器各像限光照面积的求取方法,从而构建了该系统的数学模型。对该系统进行了仿真,并给出了系统的实测结果。仿真结果表明,通过设置不同的米字型标记参数,系统的输入输出关系具有不同的线性度。证明的确存在一个最佳结构参数组合,存在优化的可能。实测结果表明,该系统的最大对准偏差小于2 μm,实测偏差小于2 μm。佐证了模型的正确性,表明四像限光电探测器的对准应用可扩展到微量位移的测量。模型省去了繁杂的标定工作,消除了标定引入的非线性误差,提高了探测器的应用效率和准确度,因此具有较高的实际意义。