Датчик малых угловых смещений на основе кремниевого фотоумножителя для систем слежения

Оценена возможность использования кремниевого фотоумножителя в датчиках малых угловых смещений для систем слежения. В качестве объектов исследований выбраны серийно выпускаемые кремниевые фотоумножители моделей КОФ5-1035, ketek РМ 3325 и ON Semi FC 30035 — лавинные матричные фотоприемники, характеризующиеся большой площадью фоточувствительной поверхности, высоким коэффициентом усиления, низким напряжением питания и низкой стоимостью. Для этих кремниевых фотоумножителей получены зависимости величины фототока от угла падения излучения относительно нормали к плоскости фоточувствительной поверхности фотоумножителя. Установлено, что зависимость среднего значения амплитуды фотоотклика от угла падения излучения имеет достаточно протяженный линейный участок. Предложена конструкция датчика углового положения на основе кремниевых фотоумножителей для систем слежения, позволяющая определить направление смещения подвижного объекта, а также величину угла смещения. Такие датчики могут быть использованы в автоматизированных системах „Умный дом“ и „Умный город“, в системах позиционирования различных видов промышленного оборудования и роботизированных системах, а также при дистанционном контроле углового положения труднодоступных объектов. 

1. Шимаров А. И. Способ определения углового положения объектов // Изв. вузов. Приборостроение. 2013. Т. 56, № 1. С. 45–49.

2. Пат. 510642А1 СССР. Способ дистанционного контроля угловых перемещений объектов / С. Т. Цуккерман. Опубл. 15. 04.1976.

3. Сазонникова Н. А., Нонин А. С., Ткаченко А. С., Вобликов Д. Н. Лазерные измерительные системы для контроля углового положения элементов конструкций // Ползуновский вестник. 2015. № 3. С. 53–57.

4. Конов В. В., Марков А. П., Скобов И. А., Горбунов Д. А. Комбинированные методы дистанционного контроля труднодоступных участков труб // Литье и металлургия. 2005. № 2(34). С. 123–125.

5. Куликовский К. Л., Шимаров А. И. Способ определения углового положения объектов // Изв. вузов СССР. Приборостроение. 1978. Т. 21, № 11. С. 116–120.

6. А. с. 659901 СССР. Устройство для измерения углов наклона / К. Л. Куликовский, В. Я. Купер, А. И. Шимаров. Б.И. 1979. № 16.

7. Шимаров А. И. Метод определения взаимного положения объектов // Изв. вузов СССР. Приборостроение. 1984. Т. 27, № 1. С. 89–93.

8. Клемин С. и др. Кремниевый фотоэлектронный умножитель. Новые возможности // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2007. № 8. С. 80–86.

9. Staglianoa M., Abegão L., Chiericia A. and d’Erricoa F. Silicon photomultiplier current and prospective applications in biological and radiological photonics // EPH – International Journal of Science and Engineering. 2018. Vol. 4, is. 10. P. 21.

10. Гулаков И. Р., Зеневич А. О., Кочергина О. В. Влияние угла падения оптического излучения на характеристики кремниевого фотоумножителя // Вести НАН РБ. Сер. физико-технических наук. 2023. Т. 68, № 4. С. 344–352.

11. Гулаков И. Р., Зеневич А. О., Кочергина О. В. Пространственные характеристики кремниевых фотоумножителей // Изв. вузов. Электроника. 2024. Т. 29, № 4. С. 466–477.

12. Залесский В. Б., Гулаков И. Р., Зеневич А. О., Кочергина О. В., Цымбал В. С. Исследование пропускной способности оптического канала с приемником информации в виде кремниевого фотоэлектронного умножителя // Изв. вузов. Электроника. 2022. Т. 27, № 1. С. 50–58.

13. Зеневич А. О., Кочергина О. В. Исследование динамического диапазона кремниевых фотоэлектронных умножителей // Изв. вузов. Электроника. 2021. Т. 26, № 1. С. 30–39.

14. Кочергина О. В. Метод определения динамического диапазона кремниевых фотоэлектронных умножителей // Проблемы инфокоммуникаций. 2023. № 1(17). С. 63–67.

15. Гулаков И. Р., Зеневич А. О., Кочергина О. В. Спектральные характеристики кремниевых фотоэлектронных умножителей // Успехи прикладной физики. 2021. Т. 9, № 2. С. 164–171.

16. Гулаков И. Р., Зеневич А. О. Фотоприемники квантовых систем. Минск: УО ВГКС, 2012. 276 с.