硕士研究生答辩讲稿

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1、横向光电效应半导体光电位置敏感器件是一种对其感光面上入射光点位置非常敏感的光电器件。当有光照射P・N结时，半导体吸收光子后激发出电子•空穴对，在结电场作用下是空穴进入P区，电子进入N区，从而产生了结光电势。如果入射光仅集中照射在P-N结光敏面上的某一点，则光生电子和空穴亦将集中在结点。由于P区参杂浓度大于N区，因此进入P区的空穴有入射点迅速扩散到整个P区，N区的导电率较低，进入N区的电子将仍集中在入射光点，在P・N结的横向形成不平衡电势，建立了一个横向电场，这就是横向光电效应。改进表面分流型二维PSD改进表面分流型二维PSD采用了弧形电极，四侧面结构，信号在对角线上引出。这样不仅可以减小位置输

2、出非线性误差，同时保留了表面分流型PSD暗电流小、加反偏电压容易、响应速度高以及边缘畸变小等优点。当入射光点位置距各电极距离不同时，四个电极收集的电流强度也不相同，各电极收集到的电流强度与光点在光敏面上位置相对应，取光敏面的儿何中心位置为二维x・y坐标原点，PSD的四个电极的输出电流分别为4，心山，山。若将电极输出电流作适当处理，则光敏面上输出的位置信号仅是位置坐标的单值函数，其光点位置方程为：p=（/+乙）-（/+场）二兀（1）xXi+Xg+Z+WL(2)(X2+Y2)-(Xl+Yl)=yXl+X2+Yl+Y2~L光学原了高精度多功能激光准直仪的光学系统主要采用双光束消漂移的方法来提高激光光

3、线的准直精度。当He・Ne激光器发出的激光光线经过凹透镜、凸透镜、光阑和滤光器以后,打到分光器（镀有半反半透膜）上被分为垂直的两束光线，其屮经过分光器反射的向下的直线再经过平面反射镜1的反射，进入到五角棱镜和直角屋脊棱镜后其漂移方向止好和透过分光器1的平行直线相反。如杲直接用这两束光线做准直基线，这样会使光靶的设计更为复杂，可以在光学系统屮加入反射镜2和透镜3,将上下两束光线合为一束光线，这样当原光束有漂移的时候，合成的光线将变为椭圆形的光束，光束的能量重心是不漂移的，由于光靶采用只对光束能量重心位置敏感的位置敏感探测器PSD,这样可以消除人部分杂散光和背景光，激光束的准直精度得到了大大的提高

4、。直线度测评软件的设计分析直线度误差测评软件结合高精度多功能激光准直仪实现了直线度误差的动态连续实时测量、静态测量，I何且结合直线度误差的两类测量方法（角差法和线差法）和直线度误差的两种主要评定方法（两端点连线法和最小包容区域法）实现了可与多种直线度误差测量仪器的配合使用。直线度测评软件的特殊功能及实现本系统所设计的软件主要的任务有：交互式界面的设计、PSD光靶的等间距移动控制、数据采集和数据输岀评测等等。为了方便使用，软件设计时编写了求斜率子程序、求直线上点的处标函数、凸多边形法子程序等多种子程序和函数，方便程序调用和实现一些特殊功能，如算法转换功能等。在软件屮，我们通过使程序模块化的方法來

5、实现各个特殊功能。要实现某个功能，只需要调用该程序即可。直线度测评软件的测量方法角差法用自然水平面或光线作为测量基准，将被测表面分为若干段,用水平仪或口准直仪等小角度量仪，采用节距法逐段测出每段前后两点连线与测量基准之间的微小角度，然后经过数据处理，求出直线度误差。采用角差法进行直线度误差检测的优点是测量方便实用，缺点是测量时存在累积误差口数据处理比较复杂,需要将测量值进行一定的转换变成相对统一基准直线的累积值后,再应用两端点连线法或最小包容区域法等数据处理方法评定出直线度误差。线差法用模拟法建立理想直线,然后把被测实际线上各被测点与理想直线上相应的点进行比较，以确定实际线各点的偏差值。由于线

6、差法测量得到的是相对统一基准直线的偏差值，因此其数据处理要比角差法简便，口J直接应用两端点连线法或最小包容区域法评定出直线度误弟。直线度测评软件的评定方法形状误差的评定，是以被测实际要素相对于理想要素的最大变动量来确定的。由于直线度误差曲线的不同，理想要索（理想直线）的位置也是浮动的。评定直线度谋差时根据理想直线的确定方法不同，可分为神经网络法［37-38］＞两端点连线法、最小区威法和最小二乘法®3］。两端点连线法两端点连线法评定直线度误差，是以误差曲线的首尾两个端点的连接直线作为理想直线，谋差曲线对于该理想直线的最大变动量即为直线度谋羌。对于给定平面内的直线度，就是按误差曲线两端点连线的方向

7、做两平行直线，包容误差曲线，口以其纵坐标方向的最小距离作为直线度误差值。最小区域包容法将离散的误差值连接成误差折线，并将露在最外围的那些点连接成封闭的凸多边形，则各凸点到其对应的凸边的最大纵坐标距离，即为直线度误差直线度测评软件的主要组成部分本系统的整个软件采用了模块化的设计来完成数据采集、动静态测量以及数据显示和储存等等工作。软件的模块功能及模块之间的关系如图4・10所示。用户界面模块：操作人员