位置敏感探测器(Position-Sensitive-Detector,简称PSD)是一种用来探测光点位置信息的半导体器件,在响应速度、分辨率、抗干扰能力等方面具有突出优势。位置敏感探测器具有多种携带位置信息的载体,幅值和相位是比较常见的两种。但是由于幅值在测试过程中容易受噪声的影响,所以其使用范围受到制约。而相位受背景光影响较小,且信号处理电路简单、检测精度高,因而在位置检测领域具有很好的应用前景。然而,目前对相位法的研究还不够深入,尤其是信号采集和处理还不够成熟,还需要进一步完善。因此,本文在分析和探讨了现有技术的基础上,提出并设计了一种基于虚拟仪器的PSD相位法多光束同步检测系统。本文开篇对PSD的发展和国内外研究现状进行了介绍,并对基于PSD相位法的多光束同步检测技术研究的必要性进行了论证;根据位置敏感探测器的RC传输线模型,推导得出了相位法检测原理公式;随后,介绍了三种相位差测量方法,并对三种方法进行了分析和对比;在此基础上,设计了LED阵列、光点聚焦系统、信号处理电路及虚拟采集系统;分别在单光束和多光束的条件下进行了实验标定和位置测量,验证了理论推导的正确性;最后,对实验误差进行了分析。实验表明,PSD在受调制光照射时,电极会有电流信号输出,且相应电极输出信号的相位差与光点位置存在线性关系,并且PSD相位法检测的灵敏度随着调制频率的增加而增大,但线性度出现一定程度的下降。因而本文的研究工作为PSD相位法多光束同步检测提供了一种新颖、可靠的解决方案,可为后续的进一步研究提供参考。