纳秒脉冲/连续激光对CCD的损伤机理研究

论文摘要

近年来,随着光电技术的发展,CCD是光学成像系统、探测系统的核心部件,已经普遍用于日常生活、国防军事等领域。特别是在现代战争中,CCD也有着不可或缺的作用,高空侦察、红外制导、夜视装备以及安全监控等都依靠着CCD的成像功能。因此如何高效损伤CCD,对于军事中的光电对抗有着重要的意义。目前对激光损伤CCD的研究普遍利用的是脉冲激光或连续激光,二者对CCD的损伤效率均不高。所以,为了能够高效损伤CCD,利用纳秒脉冲/连续激光对CCD进行损伤研究有着一定的意义。本文主要开展了纳秒脉冲/连续激光对CCD损伤机理研究工作。基于热传导理论,利用有限元模拟软件COMSOL Multiphysics模拟计算了纳秒脉冲激光、连续激光和纳秒脉冲/连续激光辐照CCD过程中温度的变化,探讨了纳秒脉冲激光和连续激光的能量/功率和光斑半径对温升的影响规律以及纳秒脉冲注入时间对纳秒脉冲/连续激光作用CCD过程中的温升影响。随着激光能量密度/功率密度的增加,CCD中心点温度不断升高。开展纳秒脉冲激光和连续激光对CCD的损伤实验研究,在纳秒激光损伤CCD时,随着激光能量的增加,对于CCD功能损伤出现了点损伤、线损伤和面损伤(完全损伤),实验测量了CCD探测器的损伤阈值,发现表面形貌损伤阈值大于功能损伤阈值。连续激光损伤CCD时,CCD功能损伤只出现了面损伤。对于纳秒脉冲激光和连续激光损伤CCD研究结果表明,带有防护片的CCD探测器的功能损伤阈值和形貌损伤阈值要高于去除防护片情形。开展纳秒脉冲/连续激光损伤CCD的损伤实验研究,结果表明,相比于纳秒脉冲激光和连续激光损伤CCD而言,纳秒脉冲/连续激光作用CCD探测器降低了面损伤阈值。结合实验结果,解析了纳秒脉冲激光、连续激光以及纳秒脉冲/连续激光对CCD的损伤机理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 激光与光电探测器相互作用
•   1.2 激光与CCD相互作用
•   1.3 国内外研究现状
•     1.3.1 国内研究现状
•     1.3.2 国外研究现状
•     1.3.3 国内外研究现状对比分析
•   1.4 本文的主要研究内容
•   1.5 本章小结
• 第二章 纳秒脉冲/连续激光作用CCD的仿真模拟
•   2.1 理论模型的构建
•   2.2 激光作用CCD的仿真模拟
•     2.2.1 几何模型
•     2.2.2 仿真中各项参数
•   2.3 模拟温升变化结果
•     2.3.1 纳秒脉冲激光作用CCD的温升变化
•     2.3.2 连续激光作用CCD的温升变化
•     2.3.3 纳秒脉冲激光/连续激光作用CCD的温升变化
•   2.4 本章小结
• 第三章 纳秒脉冲激光作用CCD的实验分析
•   3.1 实验装置和样品
•     3.1.1 实验装置
•     3.1.2 实验样品
•   3.2 实验结果与分析
•     3.2.1 CCD功能损伤
•     3.2.2 CCD形貌损伤
•     3.2.3 CCD损伤阈值
•     3.2.4 纳秒脉冲激光对CCD的损伤机理
•   3.3 本章小结
• 第四章 连续激光作用CCD的实验分析
•   4.1 实验装置
•   4.2 实验结果与分析
•     4.2.1 CCD功能损伤
•     4.2.2 CCD形貌损伤
•     4.2.3 CCD损伤阈值
•     4.2.4 CCD表面温升变化
•     4.2.5 连续激光对CCD的损伤机理
•   4.3 本章小结
• 第五章 纳秒脉冲/连续激光作用CCD的实验分析
•   5.1 实验装置
•   5.2 实验结果与分析
•     5.2.1 CCD功能损伤
•     5.2.2 CCD形貌损伤
•     5.2.3 CCD损伤阈值
•     5.2.4 CCD表面温升变化
•     5.2.5 纳秒脉冲/连续激光对CCD的损伤机理
•   5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间的学术成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李超

导师: 高勋

关键词: 纳秒脉冲激光,连续激光,损伤阈值,探测器,损伤机理

来源: 长春理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学,无线电电子学

单位: 长春理工大学

分类号: TN24;TN386.5

总页数: 66

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