Матриця фоточутливих елементів для визначення координат джерела оптичного випромінювання

Автори В.Г. Вербицький , В.С. Антонюк , А.О. Воронько, Л.М. Королевич, Д.В. Вербицький, Д.О. Новіков
Приналежність

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут Ігоря Сікорського», проспект Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна

Е-mail a7@ukr.net
Випуск Том 13, Рік 2021, Номер 4
Дати Одержано 22 червня 2021; у відредагованій формі 10 серпня 2021; опубліковано online 20 серпня 2021
Посилання В.Г. Вербицький, В.С. Антонюк, А.О. Воронько, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 13 № 4, 04029 (2021)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.13(4).04029
PACS Number(s) 42.79.Bh
Ключові слова Оптичний координатор, Позиційночутлива матриця, Фотодіод (5) , Пристрій з чутливістю до положення (ПЧП), Метод визначення координат, Квадрантні фотодіоди (КФ), Характеристики визначення напрямку.
Анотація

У роботі представлені результати досліджень щодо розробки конструкції матриці світлочутливих елементів на основі твердих розчинів Si та сполук A3B5 у вигляді p-n-фотодіодів, pin-фотодіодів або лавинних фотоприймачів. Основною перевагою запропонованої матриці є особлива топологія з'єднання чутливих елементів. Переплетене з’єднання рядків і стовпців дозволяє значно скоротити кількість вихідних даних, розширити динамічний діапазон і досягти більшої технологічності пристрою без значних втрат компонента сигналу. Періодичність топології дозволяє знаходити положення світлової плями, визначати її центр і точно відстежувати рух плями вздовж координатора без використання мікромеханічних пристроїв. Обговорюється топологія «шахової дошки» чутливих елементів та спосіб генерування вихідних сигналів. Таке розташування дає можливість визначати дві координати одночасно. Представлені також методи визначення центру світлової плями. Перекриття області чутливого елемента світловою плямою пропорційне сигналу вихідного струму. Показано, що центр світлової плями можна визначити, вирішивши двовимірну геометричну задачу. Розподіл похибок при визначенні центру розраховувався за допомогою методу знаходження барицентру в динамічному та статистичному режимах для різних конфігурацій світлових плям. Проаналізовано характеристики визначення напрямку сигналу. Представлена топологія з'єднання для розширення динамічного діапазону вимірювань.

Перелік посилань