[发明专利]基于双PSD的信号处理装置、光斑重心检测装置和方法

说明书

本申请公开了一种基于双PSD的信号处理装置、光斑重心检测装置和方法，采用两个PSD位置敏感检测器分别进行激光电流信号与干扰光电流信号的叠加电流信号的采集和干扰光电流信号的采集，利用第一减法电路对干扰光电流信号进行抵消，再通过加法电路和第二减法电路进行加减法运算，达到了对激光电流信号降噪的目的，不受窄带滤光片的波长通带限制，解决了现有的为了滤除环境干扰光带来的噪声电流，在PSD位置敏感检测器的感光面贴一片窄带滤光片，将激光波长以外的干扰光屏蔽掉，当干扰光源与激光相近时，无法对其进行屏蔽，导致干扰光源引起的噪声电流无法滤除，无法提高测量精度的技术问题。

技术领域

本申请涉及光学信号处理技术领域，特别涉及一种基于双PSD的信号处理装置、光斑重心检测装置和方法。

背景技术

PSD(Position Sensitive Detectors)位置敏感检测器是一种可以照射在感光面上的光斑重心位置进行连续测量的传感器，当入射光斑落在器件感光面的不同位置时，PSD位置敏感检测器将对应输出不同的电流信号，通过对输出的电流信号进行处理，可确定入射光斑在PSD的位置。

入射光斑在PSD的位置可以依据公式计算得到,公式中I_x1、I_x2分别为PSD位置敏感检测器输出的两路电流信号，x为光斑重心距离PSD位置敏感检测器中心点的位置，L_x为PSD位置敏感检测器感光面长度。硬件加减法的电路构成比较简单,而且器件成本较低,而硬件除法所需的器件成本比较高,所以一般情况下都会选择把I_x2-I_x1和I_x1+I_x2用硬件电路计算出来，最后再用软件计算除法，现有的加减法电路框图如图1所示。

由于PSD的感应光波长范围通常在320nm～1100nm，包含可见光和不可见光，而在实际应用中会有环境干扰光如太阳光、日光灯光等各种频率的光照射到PSD上，产生噪声电流，对PSD测量精度产生影响。际应用中一般使用TTL调制激光作为PSD的光源，现有的PSD传感信号采集方案的原理框图如图2所示，在干扰光打在PSD上时，PSD上的电流信号将是TTL调制激光和环境干扰光的电流信号的叠加，而由于环境干扰光是随机出现的，叠加后会导致计算结果出现偏差，降低了信号的测量精度。

目前，为了滤除环境干扰光带来的噪声电流，现有的做法是在PSD位置敏感检测器的感光面贴一片窄带滤光片，将激光波长以外的干扰光屏蔽掉，但是这种方式由于滤光片的波长通带不能无限收窄，当干扰光源与激光相近时，无法对其进行屏蔽，导致干扰光源引起的噪声电流无法滤除，无法提高测量精度。

发明内容

本申请的目的是提供一种基于双PSD的信号处理装置、光斑重心检测装置和方法，用于解决现有的为了滤除环境干扰光带来的噪声电流，在PSD位置敏感检测器的感光面贴一片窄带滤光片，将激光波长以外的干扰光屏蔽掉，当干扰光源与激光相近时，无法对其进行屏蔽，导致干扰光源引起的噪声电流无法滤除，无法提高测量精度的技术问题。

本申请第一方面提供了一种基于双PSD的信号处理装置，包括：第一PSD位置敏感检测器、第二PSD位置敏感检测器、第一减法电路、第二减法电路和加法电路；

所述第一PSD位置敏感检测器用于接收TTL激光和干扰光；

所述第二PSD位置敏感检测器用于接收所述干扰光；

所述第一PSD位置敏感检测器与所述第二PSD位置敏感检测器相邻设置；

所述第一减法电路与所述第一PSD位置敏感检测器、所述第二PSD位置敏感检测器电连接，用于将所述第一PSD位置敏感检测器产生的两路TTL激光电流信号与干扰光电流信号的叠加电流信号分别与所述第二PSD位置敏感检测器产生的两路干扰光电流信号做减法运算，得到两路去干扰电流信号；