表1。1  三种位置探测器比较

探测器种类 QD（四象限探测器） CCD（电荷耦合器件） PSD（位置敏感器件）

组成 直角坐标排列的PIN 大规模MOS阵列 大面积硅光电池

驱动电路 较简单 复杂 简洁文献综述

位置坐标信号 连续信号有死区 非连续模拟信号 连续信号

噪声 外电路窄带滤波，（电路噪声和暗区误差） 被电荷累计，较难去除。 外电路窄带滤波

响应时间 极快<5ns 1us附近 0。5us附近

分辨率 约0。01um 像素间距 约0。3um

用途 常见，导弹制导，掩膜预对准，特殊，细胞生物学激光位置高精度测定 摄像，及后续图片（输出信号）处理获取信息 对光斑要求少，溶液浓度测定，运动物体测速，QD用的多是激光光斑。

  至于最普遍的GPS卫星定位，用途广泛，实用度和使用度都很高，但对卫星依赖严重，且属于被动定位，即需要目标携带GPS，（也可以用卫星图像，不过这又涉及图像分析）适用于大目标，且精度相对较低。两者使用范围交集不大（制导武器上有交集）。而卫星间可以使用到QD进行自由光空间通信。[9]

   从表1。1中可以看出在三种性能对比中QD具有高分辨率，最快反应。且结构简单，与激光适用性强。在引言中我们可以清楚的感受到可以形象地形容QD是对激光进行操纵的手，将激光中所蕴含的信息表达出来，在有激光的地方QD都能有用武之地。而CCD是将外部所有信息接收在通过计算从中选取需要信息。PSD则只是计算能量中心位置，来得出所需要信息（不一定单是位置信息）。

2    四象限探测器前置电路，光斑性质。

2。1光斑性质

   作为光电器件自然而然会对光有所要求，因而也需要对QD的响应光进行探索研究。四象限探测器由于其结构特点而对光斑性质产生了要求。原因如下，如图2。1。1：

图2。1(1) 四象限探测器光斑位置

   外圈圆设为四象限探测器光电响应区，十字划分象限，内圈小圆为光斑。四象限探测器四个象限根据各自象限内的光强输出一个光电流，若无光照则无电流（四个象限暗电流不计），假设圆形四象限探测器半径为R，光斑半径为r，当r《R/2时，若光斑全部落入一个象限内，则无论其在此象限内哪个位置，该象限输出光电流不变而其他四个象限输出光电流为0（不计暗电流）。此时位置无法判断，只能判断光斑所在的象限，因而光斑不能过小，越小的光斑越容易轻易落在其他象限内导致测量范围过小，对于加减算法其测量范围为0-r，为扩大测量范围也需要选取较大的r。光斑过大时，如光斑半径r>R时，因为要求光斑全部落在四象限探测器光敏面内，落在象限外的无法使探测器响应，缺少光电流信号，准确度降低。所以推导出光斑中心（x，y）移动范围存在函数关系式 (此处四象限探测器光敏面为圆形其半径为R，对应加减算法坐标系，算法研究时会分析为啥是加减算法)。推荐选择最佳光斑半径r=R/2。此时各点光电流大小，测量范围综合效果最佳。 四象限探测器的测角算法研究MATLAB仿真(4):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_83679.html