一种基于格雷码的激光角度探测组件设计及仿真

来源：激光技术杂志2025年第4期北京时间：

作者：张辛, 赵明哲, 兰江, 王永俊, 刘国迎, 唐万松, 袁少钦, 黄正中

摘要：为了满足激光告警场景对来袭激光束方位的探测需求，设计了一种基于格雷码的曲面掩模编码型激光角度探测组件。采用10位编码的新编码方式（其中的7位、1位、2位分别作为角度编码、正负编码、参考位使用），设计了新的2维曲面掩模板，探测视场角度为±30°，分辨率为1°，选择合适的辐照强度阈值来准确区分编码“0”和“1”；通过仿真软件进行仿真得到不同视场角度下探测器靶面的光迹图和辐照强度值，并对辐照强度值进了行归一化处理。结果表明，光迹图分辨出的编码结果与设计的编码表对比基本一致；使用参考位传感器 10#平均辐照强度的47.5%作为阈值，能够准确区分编码“0”和“1”；探测组件可以实现更均匀的光束强度分布，避免了传统平面掩模板可能产生的边缘效应和不均匀性。基于格雷码的高分辨率角度探测组件设计具有可行性，该研究为激光告警应用中的探测信号处理提供了参考。

关键词：传感器技术, 激光告警, 格雷码, 掩模编码, 角度探测