毫秒脉冲激光辐照CCD图像探测器的热应力研究.pdf

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1、分类号：——UDC．——毫秒脉冲激光辐照CCD图像探测器的热应力研究STUDYoNTHETHERMALSTRESSOFMILLISECONDPULSEDLASERIRRADIATIONCCDIMAGEDETECTORS学位授予单位及代码：量鲞堡王态堂!!Q!璺鱼2论文起止时间：呈Q!星：Q旦二至Q!兰：!至申请学位级别：亟±研究生：彭擅长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《毫秒脉冲激光辐照CCD图像探测器的热应力研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内

2、容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。长春理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定"，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也

3、可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：衄避年三月三碉导师签名：粹摘要本文主要研究毫秒长脉冲激光辐照CCD探测器的损伤机理，在热传导理论和热弹性力学原理的基础上，构建二维的毫秒脉冲激光辐照多像元阵列结构CCD的物理模型，模型中假设材料各向同性，热学和力学材料参数均随温度变化，采用等效比热容法考虑了铝电极材料的熔融相变过程。对热传导方程和应力平衡方程进行有限元数值求解，并通过反复研究时间步长和网格剖分之间的协调关系，最终得到了材料熔融前后的瞬态温度场和应力场的模拟结果。针对模拟仿真的条件，建立了毫秒脉冲激光辐

4、照彩色CCD损伤实验。通过逐渐增大激光的功率密度(保证光斑大小不变)，依次使CCD所摄图像中出现线性工作状态、饱和串音、光照区域内部分光敏单元无信号输出直至最后CCD摄像头完全失效损坏。给出了毫秒脉冲激光辐照CCD探测器的损伤机理。最后，利用PrincetonInstruments生产的Trivista555CRS型激光拉曼光谱仪对损伤后的CCD芯片的不同损伤位置进行了拉曼光谱测试，得到了CCD中硅材料的拉曼频移变化情况，分析了激光辐照过程中应力的变化情况。关键词：毫秒脉冲激光；OOD多像元阵列；热应力；拉曼光谱分析ABSTRA

5、CTTheresearchofdamagemechanismoflongpulselaserirradiationCCDdetectorhadbeenstudiedinthispaper．Basedonthetheoryofheatconductionandthermalelasticmechanics，thephysicalmodelofmillisecondpulsedlaserirradiateCCDwithmultipixelarraystructurewasestablished．InthemodelitWasbeen

6、assumedthatthematerialisisotropic，thermalandmechanicalmaterialparametersarechangingwithtemperature．Themeltingphasetransitionprocessofaluminumelectrodematerialhadbeenconsidered、析t11theequivalentspecificheatmethod．Theheatconductionequationandstressbalanceequationhadbee

7、nsolvedwiththefiniteelement．Throughrepeatedresearchandcoordinatetherelationshipbetweenthetimestepandthemeshgeneration，thetransienttemperaturefieldandstressfieldofmaterialbeforeandaftermeltinghadbeenobtained．Accordingtothesimulationconditions，theexperimentwhichmillise

8、condpulsedlaserirradiatedthecolorCCDhadbeenestablished．Thepowerdensityoflaserbeenconstantlyraisedintheexperimentbutspotsizeunchange