1.06μm激光辐照ccd探测器的热力效应分析

《1.06μm激光辐照ccd探测器的热力效应分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第42卷第S2期红外与激光工程2013年l2月V01．42No．S2InfraredandLaserEngineeringDec．20131．06um激光辐照CCD探测器的热力效应分析聂劲松，王玺，李化，卞进田，郝向南(脉冲功率激光技术国家重点实验室(电子工程学院)，安徽合肥230037)摘要：根据CCD探测器的结构特点和传热学理论，建立了1．06ixm激光辐照CCD探测器的理论模型，利用有限元法对1．06m激光辐照CCD探测器中的温度和应力分布进行了数值分析，讨论了CCD探测器的激光损伤机理，并比较了不同重频激光的损

2、伤效果。计算结果表明，遮光铝膜与si()2层的分离和硅材料的应力、熔融损伤会导致CCD器件损伤；平均功率密度一定的条件下，高重频激光比连续激光更容易造成CCD探测器的损伤，且重频越低，损伤越容易发生。关键词：激光损伤；数值分析；CCD探测器中图分类号：TN249文献标志码：A文章编号：1007—2276(20l3)S2—0380一O7ThermalandmechanicaldamageinCCDdetectorinducedby1．06IxmlaserNieJinsong，WangXi，LiHua，BianJintia

3、n，HaoXiangnan(StateKeyLaboratoryofPulsedPowerLaserTechnology(ElectronicEngineeringInstitute)，Heflei230037，China)Abstract：AccordingtothestructureofCCDdetectorandthetheoryofthermalconduction．thetheoreticalmodelofCCDdetectorirradiatedby1．06岬laserisdevelopedandanume

4、ricalsimulationwasperformedtocalculatetemperatureandstressdistributioninCCDdetectorirradiatedby1．06laserusingfiniteelementmethod．ethermalandmechanicaldamageinCCDdetectorinducedby1．06l~mlaserisinvestigated．Besides，thecausesofCCDdetectorSimpairmentanddamageefectso

5、flaserworkingindiferentstatewerediscussed．A1filmSseparationfromSi02，thermal—stressandfusionimpairmentofSicouldleadtodamageofCCDdetector．theaveragepowerdensityunchanged。CCDdetectorWasmorevulnerabletolaserofhighpulserepetitivefrequency(P)thantoCW—laser．Andthelower

6、thePRFwas，themoreeasilytheinjurymightOCCUr．Keywords：laserdamage；numericalanalysis；CCDdetector收稿日期：2013—08—05；修订日期：2013—09—03作者简介：聂劲松(1970-)，男，研究员，博士生导师，主要从事光电对抗技术方面的研究。Emaihnjs700l@sina．com聂劲松等：1．06m激光辐照CCD探测器的热力效应分析381在激光对模型的热作用过程中，模型的温度O引言满足方程：CCD(ChargeCouple

7、dDevice)探测器作为一种鲁af=pc(＼a+，．a，+害az)／+。pc㈣、重要的固体成像器件，具有体积小、重量轻、灵敏度硅材料对1．06p,m激光的反射率为R=0．33，吸与分辨率高、功耗与成本低等其他探测器不可比拟收系数为800cm一，由于吸收深度远小于模型厚度，的优势，已经在监视、侦察和制导等领域得到了广泛故采用面热源加载项进行分析，即此时Q=O，激光加的应用n】。因此，关于CCD性质的理论及实验研究载边界条件为：相当多，而激光损伤的研究是其中一个重要方面。激一誓．-m=：50。。一㈤光辐照下，探测器材料温

8、度的升高会导致器件的热饱和、内部微结构的变化，产生热应变和热应力、熔忽略传热过程中的热辐射和热对流，只考虑材料融甚至汽化烧蚀等现象】。其中，热学效应和力学效表面向内的热传导，即模型的各个边界为绝热条件：应是器件产生损伤现象的重要原因。誓I0，誓-0’誓0(3)文中在参考文献【7】的研究基础上建立了1．06m模型的初始条件为：激光损