Исследование высокочувствительного фотоприемного устройства на основе лавинного фотодиода для оптоэлектронных измерительных систем

Abstract

Рассмотрены требования к фотоприемным устройствам (ФПУ) оптических систем на базе лазерных дальномеров для измерения линейных перемещений диффузно-отражающих объектов. Исследована схема ФПУ на основе лавинного фотодиода, проведен его светоэнергетический расчет. Аналитическим и экспериментальным путями определено отношение сигнал - шум на выходе ФПУ, а также оценена потенциальная точность измерения линейных перемещений. Применение полученных результатов даст возможность повысить точность бесконтактного измерения перемещений и вибраций диффузно-отражающих объектов на небольших базовых расстояниях.

Розглянуто вимоги до фотоприймальних пристроїв (ФПУ) оптичних систем на базі лазерних далекомірів для вимірювання лінійних переміщень дифузно-відбиваючих об'єктів. Досліджено схему ФПУ на основі лавинного фото-діода, проведено його світлоенергетичний розрахунок. Аналітичним і експериментальним шляхами визначено відношення сигнал-шум на виході ФПУ, а також оцінено потенційну точність вимірювання лінійних переміщень. Застосування отриманих результатів дасть можливість підвищити точність безконтактного вимірювання переміщень і вібрацій дифузно-відбиваючих об'єктів на невеликих базових відстанях.

The authors have considered requirements to photo receiving devices (PhRD) of optical systems on the laser rangefinder basis for measurement of the linear displacements of the diffuse reflecting objects. They investigated the scheme of PhRD on the avalanche photo diode basis and carried out light and energetic calculation. They determined of a signal to noise relation at the exit of PhRD by analytical and the experimental way and also estimated potential measurement accuracy of the linear displacements. Application of the received results will give the chance to increase accuracy of non-contact measurement of movements and vibrations of the diffuse reflecting objects at small basic distances.