Sistema para sensado de desplazamiento óptico utilizando un detector de cuatro cuadrantes

Abstract

Alrededor nuestro podemos encontrar aplicaciones de fotodetectores que miden la brillantez de las fuentes de luz. Estos dispositivos optoelectrónicos están contenidos dentro de los artículos de la vida cotidiana tales como cámaras, lectores de código de barras, e impresoras láser. Además, son un pilar fundamental en la mayoría de los instrumentos científicos utilizados para medir la intensidad de la luz o el color. Pero hay otra clase de detectores ópticos que no están relacionados directamente con las mediciones del brillo de una fuente de luz. Y aunque estos dispositivos tienen un gran uso en una amplia gama de aplicaciones, muchos tecnólogos no están familiarizados con ellos. Los investigadores médicos usan esos detectores para rastrear los patrones de alta velocidad de movimiento del ojo humano, y para realizar el modelado 3-D del movimiento humano. Los científicos ópticos confían en estos dispositivos para alinear láseres, fuentes de luz, y espejos con fracciones de micras. Esta tecnología es incorporada a esquemas de autoenfoque preciso y ultra-rápidos para una variedad de sistemas ópticos, tales como microscopios. Para mediciones industriales, como herramientas para alineación de máquinas y análisis de vibración, son utilizados también estos detectores. En lugar de cuantificar el brillo de una fuente de luz, las mediciones con éste tipo de fotodetectores se utilizan para la búsqueda de su posición en el espacio. Como tal, esta categoría es generalmente referida como sensado de posición óptica, e incluye mediciones de ángulo, rectitud, ubicación, altura, centrado, uniformidad de superficie, distancia, movimiento y vibración. En la búsqueda de realizar investigación referente al sensado de la posición óptica, en la Universidad de Sonora se diseñó y construyó un detector de cuadrantes para alineación de sistemas ópticos, como los mencionados anteriormente. Con un rango de detección básicamente del visible. El funcionamiento de dicho detector por sí solo, convierte la luz (fotones incidentes) en corriente. Por lo que es imposible medir posición a través de este parámetro. De aquí que el objetivo principal de este trabajo de tesis es el diseño, realización, implementación y pruebas del sistema para posicionamiento de un haz de luz incidente en el detector de posición.