杨应平,陈梦苇,贾信庭

(武汉理工大学 理学院 物理实验教学示范中心，湖北 武汉 430070)

1 引 言

随着光电技术的发展，光电探测的应用也越来越广泛，由于四象限光电探测器(four-quadrant photoelectric detector，QPD)能够探测光斑中心在四象限工作平面的位置，因此在激光准直、激光通信、激光制导等领域得到了广泛的应用[1-4]. 据此，开发了用于学生实验的四象限光电探测器综合实验仪，该实验仪能够完成系统组装调试，激光器直流、脉冲驱动，四象限探测器输出信号放大，脉冲展宽，基于单片机的信号采集系统设计，以及使用LCD和上位机显示各象限光斑能量信息和光斑中心位置. 通过实验，学生可以掌握四象限光电探测器原理及利用实验仪进行设计性实验等内容. 作为高等院校应用物理、光电信息科学与工程、电子科学与技术、测绘工程、机械电子工程、测控技术与仪器等理工科专业的实验教学仪器，对提高学生对光电定向及其实际应用的认识和提高教师的教学质量都有积极的作用[5].

2 四象限光电探测器原理与实验装置

2.1 四象限光电探测器原理

象探测器是一种常用的精跟踪探测器，其基本原理是光电效应，利用半导体材料吸收光子能量引起的电子跃迁，将光信号转换为电信号. 通常是利用集成光路光刻技术将完整的PN结光电二极管的光敏面分割成几个具有相同形状和面积、位置对称的区域，每个区域可以看作1个独立的光电探测器，其背面仍为一整片. 理想情……