PSD（位置敏感探测器）概述

PSD 是一种基于光电效应的光学传感器，核心功能是实时测量光点在探测面上的连续位置坐标（如 X、Y 轴坐标），广泛应用于位移检测、角度测量、光学对准等领域。

PSD 的结构组成

根据描述，其基本结构包括：

P 衬底：作为探测器的基底，提供结构支撑和电学连接基础。

PIN 光电二极管：核心感光元件，当光照射时，光子能量激发电子 - 空穴对，形成光电流，实现光信号到电信号的转换。

表面电阻：通常为均匀分布的电阻层（如 N 型半导体薄层），光电流会沿电阻层向两端电极流动，其电流分配与光点位置直接相关，通过测量电极电流即可计算光点坐标。

PSD 与 CCD 的核心差异及优势

CCD（Charge-Coupled Device，电荷耦合器件）是另一种常见的光学探测器，二者的核心区别体现在原理和性能上，PSD 的优势包括：

位置分辨率高：

PSD 通过电阻层的电流分布直接计算位置，理论分辨率可达纳米级；而 CCD 依赖像素阵列，分辨率受限于像素尺寸和数量。

光谱响应宽：

可响应从紫外到红外的较宽光谱范围，适用场景更广泛；CCD 的光谱响应通常受限于感光材料（如硅基 CCD 在红外波段响应较弱）。

响应速度快：

光电流的产生和传输几乎无延迟，响应时间可达微秒甚至纳秒级；CCD 需要电荷转移和读出过程，响应速度较慢。

位置信号与光斑形状无关：

只要光斑能量集中在探测面上，即使形状不规则（如弥散、畸变），也能准确输出位置信息；而 CCD 的位置测量依赖光斑在像素上的能量分布，易受形状影响。

PSD 的典型应用

由于上述特性，PSD 常用于对实时性、精度要求高的场景：

精密位移 / 振动监测（如机床校准、结构变形测量）

光学系统对准（如激光准直、望远镜调焦）

机器人视觉导航（如通过光斑定位实现路径跟踪）

生物医学检测（如微小物体运动轨迹记录）

PSD 的局限性在于无法直接获取光斑的灰度或图像信息（仅输出位置坐标），因此需根据具体需求与 CCD 等探测器配合使用。