成果名称：高灵敏度光电位置传感芯片（PSD）技术
市场与技术需求：高灵敏度光电位置传感芯片（PSD）因其高分辨率、高速响应和模拟输出特性，是高端制造、自动化、科研与医疗领域中不可或缺的关键传感器。其重要应用包括：（1）激光加工与对准：在激光焊接、切割和雕刻设备中，PSD用于实时检测激光束的焦点位置和方向偏差，通过闭环控制系统实现微米级精度的动态校正，确保加工质量；（2）精密位移测量：作为非接触式测量传感器，PSD广泛应用于测量物体微小的振动、变形或位移。例如，在半导体制造设备、精密天平以及表面轮廓仪中，精确检测微米甚至纳米级的形变。（3）机器人技术与自动化：在自动导引车（AGV）和工业机器人中，PSD通过检测其发射的激光信标，实现精确定位和导航。机械臂也可利用PSD进行末端执行器的精确定位和力觉反馈。（4）光学稳定系统：高端光学防抖系统，如天文望远镜的自动导星系统或精密摄像机的图像稳定平台，利用PSD检测光轴的微小偏移，并驱动补偿机构保持视野稳定。（5）医疗与科研仪器：在原子力显微镜（AFM）中用于检测探针的微小偏转；在眼科学中，用于精密测量眼动轨迹和瞳孔位置，辅助视觉研究和诊断。
技术痛点：我国在光电位置传感芯片领域长期面被国外技术垄断的困境，尤其在位置测量精度微米量级的高端PSD全部依赖进口，代表性的国外公司包括：日本滨松光子、德国First Sensor和瑞典SiTek等，时刻存在断供风险。这一状况长期阻碍我国高端仪器制造产业（特别是光刻机）的发展。目前国内公司仅能提供一维PSD产品，且位置分辨精度较低，二维PSD还未实现国产化。相比之下，面向不同光学谱段，国外产品不仅种类齐全，且最高位置测量精度已经可达到百纳米甚至几十纳米量级。
解决方案：南京大学团队在高精度PSD领域开展多年研究，分别研发了单面四边形、枕型二维PSD，以及双面大感光面二维PSD相关技术，并开发了相应的测试分拣设备。目前研制的PSD位置探测精度达到微米，最大位置探测区间达1平方厘米，均方根非线性误差低于0.5%，芯片技术指标水平与日本滨松光子的产品相当。此外，团队还根据特种需求，分辨研发了可以工作在193nm和极紫外13.5nm波段的PSD探测器芯片。团队研制的PSD芯片已经在多家单位得到试用，并支撑模组产品的定制开发。
联系方式：陆老师，e-mail：hailu@nju.edu.cn
