Zweidimensionale 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.

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.

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.

Ein zweidimensionaler PSD erlaubt die kontinuierliche Positionsbestimmung eines Lichtfleckes entlang zweier Achsen. Er verfügt über 4 Kontakte.

Die Position ergibt sich aus

X = LX/2 x (X1-X2 / X1+X2)

Y = LY/2 x (Y1-Y2 / Y1+Y2)

Neben den Standard PSD mit einer Kantenlänge von 2 mm x 2 mm bis 45 mm x 45 mm werden auch UV- und YAG- optimierte Detektoren 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.

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 2L45_SU24 hat Abmessungen von 45 mm x 45 mm und ist somit der größte zweidimensionale PSD weltweit. Mit einer Positionslinearität von typisch ± 0.3% und einer Anstiegszeit von lediglich 7 µs ist der PSD somit optimal geeignet für schnelle Positionier- und Ausrichtaufgaben im Spektralbereich von 400 nm bis 1100 nm.