[发明专利]一种螺旋光电位敏定位装置及方法

权利要求书

1.一种螺旋光电位敏定位装置，用于光斑的定位操作；其特征在于，包括：基座、第一螺旋电极、第二螺旋电极以及第三螺旋电极；所述基座采用光电导材料；所述第一螺旋电极、所述第二螺旋电极以及所述第三螺旋电极均为螺旋线形结构，均生长在所述基座上；所述第三螺旋电极的螺旋线铺设在所述第一螺旋电极的两条相邻螺旋线的正中位置；所述第二螺旋电极的螺旋线铺设在所述第一螺旋电极的螺旋线与所述第三螺旋电极的螺旋线的正中位置；所述第一螺旋电极与所述第三螺旋电极为阳极，均外接电压测量装置；所述第二螺旋电极为公共阴极。

2.如权利要求1所述的螺旋光电位敏定位装置，其特征在于：所述第一螺旋电极和所述第三螺旋电极采用高电阻率材料;所述第一螺旋电极和所述第三螺旋电极材料的电阻率为所述第二螺旋电极材料的电阻率的100倍以上。

3.如权利要求2所述的螺旋光电位敏定位装置，其特征在于，还包括：周期转换输出电极；所述周期转换输出电极包括：第一转换电极、第二转换电极和第三转换电极；所述第一转换电极和所述第三转换电极均为半圆形结构；所述第二转换电极为环形结构；所述第一转换电极与所述第一螺旋电极尾端相连；所述第三转换电极与所述第三螺旋电极的尾端相连；所述第二转换电极与所述第二螺旋电极尾端相连。

4.一种螺旋光电位敏定位方法，用于实现光斑的定位；其特征在于，基于权利要求1所述的螺旋光电位敏定位装置执行下述步骤：

将待定位的光斑投射在螺旋光敏定位装置上，通过电压测量装置检测所述第一螺旋电极的输出电压V₁和所述第二螺旋电极的输出电压V₂；

通过公式计算待定位光斑的极坐标；

其中，I₀为阳极电流；ρ为阳极材料的单位长度的电阻大小；d为第一螺旋电极螺旋线和第二螺旋电极螺旋线的距离，也为光斑的直径。

5.如权利要求4所述的螺旋光电位敏定位方法，其特征在于，还包括以下步骤：

驱动第一螺旋电极和第二螺旋电极以两者的对称中心为轴，以角速度逆时针旋转；

当第一螺旋电极和第二螺旋电极同时产生输出时，记录时间间隔t、第一螺旋电极输出电压V₁₀以及第二螺旋电极的输出电压V₂₀；

通过公式计算得出待定位光斑的精确极坐标，降低系统误差。

6.如权利要求5所述的螺旋光电位敏定位方法，其特征在于：第一螺旋电极和第二螺旋电极的旋转周期为π；采集多个周期的极坐标取平均值的方法降低随机误差。

7.如权利要求6所述的螺旋光电位敏定位方法，其特征在于：在螺旋电极上设置参考点A，电压差V_A，极坐标半径r_A；通过公式|V₁-V₂/V_A|=|r/r_A|修正实时得到的极坐标半径r，降低ρ值不准确造成的计算误差。