Eindimensionale Silizium-PSDs

Ein positionsempfindlicher Detektor (PSD – position sensitive detector) arbeitet ähnlich wie eine normale Photodiode. Das auf das aktive Gebiet fallende Licht generiert einen Photostrom, der in Richtung des p- und des n- Gebietes abfließt. Im Gegensatz zu einer Photodiode verfügt ein PSD jedoch über mehrere elektrische Kontakte. Dadurch kommt es zu einer Aufteilung des Photostromes unter den Kontakten, in Abhängigkeit von der Position des Lichtflecks.

Ermittlung der Position

Die Position ermittelt man durch Bildung der Stromdifferenz zwischen zwei gegenüberliegenden Kontakten. Durch Normierung auf den Gesamtstrom wird das Positionssignal unabhängig von der einfallenden Lichtintensität. Im Gegensatz zu Pixelelementen (CCD) ist bei positionsempfindlichen Detektoren die Auflösung nicht durch die Pixelgröße begrenzt und keine aufwendige Bildanalyse durch einen Computer nötig. Segmentierte Positionsdetektoren wie Differential- und Quadrantendetektoren können nur Wege bis zur Größe des Strahldurchmessers erfassen.

Vorteile der PSD

Ein PSD eignet sich dagegen zur Messung größerer Wege über die gesamte aktive Fläche. Form, Größe und Intensitätsverteilung des Lichtflecks sind weitgehend unbedeutend. Der Leistungsschwerpunkt eines Lichtflecks bestimmt dessen Position.

Messungen mit 1-dimensionalen PSDs

Ein eindimensionaler PSD erlaubt die kontinuierliche Positionsbestimmung eines Lichtfleckes entlang einer Achse. Er verfügt über 3 Kontakte.

Die Position ergibt sich aus: Y = L/ 2 x (Y₁-Y₂ / Y₁+Y₂)

PSD-Typen

Neben den Standard PSD mit einer Kantenlänge von 2,5 mm bis 60 mm werden auch UV- und YAG- optimierte Detektoren, PSDs mit integrierter Streulichtunterdrückung (NT-Serie) und PSDs mit erhöhter spektraler Empfindlichkeit (ES-Serie) angeboten.

Außerdem können die positionsempfindlichen Detektoren mit einer Antireflexbeschichtung versehen werden. Zu allen PSDs kann der Hersteller Kalibrationsdaten zur Verfügung stellen, aus denen die Linearität des Detektors hervorgeht.

Technische Daten

Die sehr langen eindimensionalen PSDs haben eine Positionslinearität von typisch ± 0.1% und Anstiegszeiten von einigen wenigen µs. Sie ermöglichen somit einen großen Messbereich bei der Positionsbestimmung nach dem Triangulationsverfahren.

Der Partner SiTek

Unser schwedischer Partner SiTek ist Marktführer bei der Herstellung von qualitativ hochwertigen positionsempfindlichen Detektoren. Neben der unschlagbaren guten Qualität bzgl. Linearität und Schnelligkeit setzt nun SiTek neue Maßstäbe bei der Größe. Der eindimensionale PSD 1L45_SU69 misst 45 mm x 3 mm, der 1L60_SU43 sogar eine Kantenlänge von 60 mm x 3 mm.