响应波段外激光辐照PC HgCdTe 探测器系统实验研究

文中对多元多光谱红外探测器系统响应波段外激光的辐照效应进行了深入的实验研 究并对实验结果进行了分析。以1. 06μm 激光辐照三元光导型碲镉汞探测器系统的实验为例,说明了系统响应波段外激光辐照效应的实验规律。实验结果发现:探测器对系统响应波段以外的激光仍有响应信号,但响应规律与对波段内激光的响应不同,出现新的现象。研究表明: Ge 窗口被激光加热是导致探测器输出信号的根本原因,信号输出曲线由探测器的电阻～温度特性决定。     

响应波段外激光辐照PC HgCdTe 探测器系统实验研究

文中对多元多光谱红外探测器系统响应波段外激光的辐照效应进行了深入的实验研究并对实验结果进行了分析。以1．06μm激光辐照三元光导型碲镉汞探测器系统的实验为例，说明了系统响应波段外激光辐照效应的实验规律。实验结果发现：探测器对系统响应波段以外的激光仍有响应信号，但响应规律与对波段内激光的响应不同，出现新的现象。研究表明：Ge窗口被激光加热是导致探测器输出信号的根本原因，信号输出曲线由探测器的电阻—温度特性决定。     

光导型碲镉汞探测器在波段外连续激光辐照下的载流子输运

利用连续波段外激光辐照光导型碲镉汞探测器.实验表明,探测器对波段外激光有响应,且存在一个特定拐点温度T0.当探测器温度TT0时,响应电压随温度的升高而减小.研究表明,探测器胶层的热瓶颈作用会导致响应电压存在两个响应时间尺度,拐点温度由芯片掺杂浓度决定.当TT0时,响应电压主要受热激发载流子的影响.     

激光停照后探测器继续升温现象的实验研究

文章针对探测器组件,研究了响应波段内、外激光辐照停止后,组件内探测器的热恢复过程.实验发现激光辐照停止后,组件内探测器存在继续升温的新现象.研究表明,此现象是器件整体结构所致,Ge窗口或滤光片对激光能量的吸收是导致温升的直接原因.实验还测量了不同激光功率、不同辐照时间下探测器继续升温的时间,结果表明继续升温时间随辐照时间的加长而减小,随激光功率的提高而增大.     

脉宽及重频对HgCdTe探测器损伤阈值影响分析

为了研究脉宽及重频对HgCdTe探测器损伤阈值影响,采用有限元法对HgCdTe红外探测器进行2维建模,以及激光辐照探测器温度场的仿真,得到了波段内外脉宽从10ns~1000ns的单脉冲激光损伤阈值。由于采用实验测定所有脉宽激光损伤阈值的办法不现实,故通过仿真计算,给出了从ns~μs量级不同激光脉宽的单脉冲探测器损伤阈值公式。结果表明,波段外单脉冲损伤阈值为9MW/cm2~0.9MW/cm2,波段内为150MW/cm2~15MW/cm2,并且探测器单脉冲损伤阈值与激光脉冲宽度呈负指数关系;当采用重频激光辐照探测器时,在相同的重复频率下,因长脉冲激光比窄脉冲宽激的脉冲间隔小,故长脉冲激光辐照时更容易出现温度积累效应,从而出现大面积损伤。这为进一步研究探测器的热应力场热弹性波和激光防护等提供了重要的理论分析依据。     

波段内激光辐照光电探测器的光热效应实验研究

以1.06μm激光为例,使用PC型HgCdTe探测器,从实验的角度全面给出探测器各种可能的激光响应结果;同时给出响应波段内激光辐照探测器时光、热各自作用及光热综合作用的实验曲线,并结合此结果以清晰直观的图像分析了波段内激光辐照光电探测器时各种响应结果的成因.研究表明:激光辐照过程中,探测器信号响应曲线是光、热综合作用的竞争结果;激光停照后,信号曲线仅反映探测器的热恢复过程;光电导探测器的光响应和热响应随工作温度的变化均存在峰值响应.探测器的工作温度、激光功率密度和辐照时间是影响探测器信号响应曲线行为的关键参数.     

短脉冲和连续激光对太阳能电池的损伤对比

为了研究短脉冲激光和连续激光对太阳能电池损伤的差异,采用波段内的短脉冲激光和连续激光进行辐照单晶硅太阳能电池的实验。通过观察电池被两种激光辐照后的损伤形貌,结合分析太阳能电池的结构,得到了短脉冲激光和连续激光对太阳能电池造成的损伤形式和成因,对比了两种激光对电池的损伤差异。研究结果表明:波段内短脉冲激光和连续激光对太阳能电池的损伤主要是依靠热效应,其中短脉冲激光对太阳能电池的损伤形式主要是热力损伤,连续激光对太阳能电池的损伤形式是热熔损伤。     

激光对星载相机的干扰能力研究

激光辐照到卫星的星载相机光电探测器上会形成干扰光斑,该干扰光斑会使星载相机“致盲”,从而无法侦察到地面部分区域。本文以可见光波段激光辐照星载相机为例,建立了激光干扰星载相机的地面防护能力评估模型,分析了影响防护区域大小的主要因素,定量评估了激光对星载相机的地面防护效能。     

InSb面阵探测器波段内脉冲激光干扰响应特性研究

介绍了激光定向干扰红外探测系统的干扰机理及波段内激光定向干扰的主要干扰方式。以InSb红外探测成像系统为研究对象,开展了典型条件下的波段内脉冲激光定向干扰试验,分析了InSb面阵探测器对波段内脉冲激光干扰的响应特性,获取了探测器在脉冲激光干扰下的损伤模式和损伤阈值,为后续深入研究激光定向干扰效能奠定基础。     

激光与PIN光电探测器相互作用的响应度研究

通过比较短路电流的方法,标定了探测器对He-Ne激光的响应度。用Nd∶YAG激光辐照PIN光电探测器,通过测量激光辐照后探测器对He-Ne激光的短路电流,获得了探测器响应度变化与辐照激光功率密度的关系。从实验数据可知,探测器被功率密度低于7.6×105 W/cm2的Nd∶YAG激光辐照后,不会发生损伤,激光辐照后,探测器对He-Ne激光的响应度不发生改变;当Nd∶YAG激光的功率密度超过9.6×105 W/cm2时,激光辐照后,探测器对He-Ne激光辐照的响应度开始下降,PN结遭到破坏是探测器响应度下降的根本原因,扫描电镜的结果与我们的分析相一致。     

金属球壳在激光辐照下热效应的数值计算

利用有限元法对金属球壳在恒定功率密度激光辐照下的热效应进行了数值计算,分析了在激光辐照过程中,金属球壳内外壁的温升、温差的变化规律,并主要以铜、铝材料为例,比较了铜、铝球壳在激光辐照下的温度变化和外壁温度响应情况.数值计算结果表明,激光辐照期间,在经过热响应的过渡过程后,金属球壳内、外壁的升温率几乎为常量,内外壁温差基本保持恒定值;对于壁厚在0.004～0.02 m范围内的铜、铝球壳,激光辐照停止后,内外壁热平衡过程在几十ms到1s的时间内结束.     

He-Ne激光照射对胃癌SGC7901细胞生长的影响研究

目的：探讨He—Ne激光照射对胃癌SGC7901细胞生长的影响。方法：将肿瘤细胞用含10％牛血清RPMI1640培养液培养，并用波长为632．8nm和功率密度为78mw／cm^2的He-Ne激光分别以23J／cm^2，46J／cm^2，72J／cm^2，140J／cm^2，280J／cm^2能量密度照射肿瘤细胞1次或3次，然后用激光共聚焦显微镜检测细胞形态等和四氮唑盐法（MTT）进行活细胞记数。结果：激光照射对肿瘤细胞的形态没有明显影响。这当照射1次时，各种能量密度的激光照射都促进肿瘤细胞的生长。当照射3次时。能量密度小于72J／cm^2时激光照射促进肿瘤细胞的生长，而当能量密度大干72J／cm^2时,反而抑制肿瘤细胞的生长。不管照射1次还是3次23J／cm^2能量密度的激光照射对肿瘤细胞生长的促进作用最明显。结论：He—Ne激光照射对肿瘤细胞生长起促进作用还是抑制作用与激光的累积照射剂量有关。     

脉冲CO2激光损伤K9玻璃的实验与仿真

对脉冲CO2激光损伤K9玻璃进行了实验与仿真研究.采用输出脉宽为10μs的脉冲CO2激光器对K9玻璃样品进行激光损伤实验,并且建立了脉冲CO2激光损伤K9玻璃的理论模型,利用有限元法对K9玻璃样品中的温度和应力分布进行数值分析.研究表明,K9玻璃的损伤阈值为6.533 J/cm2;入射激光能量密度越高,样品的损伤程度就越大,并且多脉冲对样品的损伤程度明显大于单脉冲;在激光能量较强的情况下,K9玻璃表面在光斑区域内形成熔融损伤和由压缩应力造成的应力损伤,在光斑区域外围则形成由环向拉伸应力造成的应力损伤,仿真分析结果与实验结果吻合良好.     

Ar~+激光对枯草芽孢杆菌作用的频率依赖性

Ar~+激光在生物学、医学方面有广泛的应用。因为Ar~+激光一般有9条不同频率的输出谱线,所以需要分别研究这9条谱线对生物的刺激作用。我们采用Ar~+激光的9条输出谱线(454.5～514.5nm)分别照射枯草芽孢杆菌,选择最佳照射剂量为3×10~(-2)J/cm~2,得出了Ar~+激光对枯草芽孢杆菌作用的频率依赖性。实验结果表明,随着Ar~+激光波长的增大(从蓝光区到绿光区),其对枯草芽孢杆菌的促进繁殖作用逐渐减小,以至产生抑制繁殖的作用。这一结果对Ar~+激光在生物学、医学方面的应用有重要的指导意义。     

大功率近红外半导体激光辐照蝗蝻致死作用研究

为研究大功率近红外半导体激光对蝗蝻的致死作用,选择采用功率2W、波长808nm的半导体激光器,针对三龄及以前龄期和三龄期后亚洲小车蝗蝻虫分组试验,激光束对准蝗蝻头部位置,进行小同功率密度、不同时间的照射试验,分别观察照射后即刻、照射后5小时和照射后次日蝗蝻的致死率.与对照组相比,照射试验组蝗蝻被照射部位受激光热损伤破坏,活性均有不同程度的降低,且随着激光剂量的增加和照射后时间的延长,活性降低程度和致死率呈现增长趋势.结果表明,近红外激光辐照蝗螭头部位置有较好的致死作用,且蝗蝻龄期越小致死效果越好.     

钛的ns脉冲激光氮化

报道用５ｎｓ脉冲激光通过激光气体合金化形成氮化钛的研究。通过探测发射光谱观察了氨化过程，用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了氨化层的表面形貌，激光烧蚀飞行时间质谱和Ｘ射线衍射标征了氮化层。激光脉冲起着熔化钛表面和激活氮的作用，导致钛的液相氮化。同时，也发现生成的氨化层是富Ｔｉ的，由δ－ＴｉＮ和α—Ｔｉ组成。     

低功率CO2激光辐照对多层石墨烯结构的影响

在真空环境下使用不同功率密度的CO2激光对化学气相沉积法(CVD)生长的石墨烯进行辐照,通过研究辐照前后的拉曼光谱变化考察了激光功率密度及辐照时间对多层石墨烯结构的影响。结果表明,当功率密度较低(13W/cm2)时,石墨烯拉曼光谱中的D峰降低,2D峰增强,石墨烯内的掺杂、缺陷减少。随着功率密度的增加,石墨烯的缺陷增多,部分缺陷连接形成晶界,使石墨烯分解为纳米晶。在58 W/cm2的功率密度下,当作用时间为120s时,在石墨烯表面产生非晶碳。研究表明,适当参数的CO2激光辐照能改善石墨烯的内在性能。     

单脉冲激光损伤CCD探测器的有限元仿真

为了研究激光对CCD探测器的损伤效应,采用有限元分析的方法进行了激光损伤CCD的理论分析和实验验证。阐述了激光辐照CCD探测器的损伤机理,设计了激光辐照CCD探测器热效应的仿真模型,针对波长为532nm的高功率激光辐照硅基CCD探测器而产生的热效应,利用有限元法进行了仿真计算,得到了CCD探测器受到532nm激光辐照时硅电极的温度曲线以及硅电极损伤时间阈值,并相应计算出损伤CCD探测器所需要的激光能量阈值为220mJ/cm2左右。结果表明,损伤阈值随着激光功率密度的增大而减小,但变化幅度不大;当多脉冲毫秒激光辐照CCD探测器,在一个脉冲结束、下一个脉冲到来之前,探测器温度恢复到环境温度。该模型可以较为准确地对单脉冲激光辐照CCD探测器时产生的热损伤效应进行模拟。     

1070nm连续激光辐照三结GaAs太阳电池的实验研究

为了研究真空环境下波长为1070nm连续激光辐照对三结砷化镓太阳电池输出的影响,采用实验研究的方法测量了不同功率密度激光作用下太阳电池背面温度和负载电压的实时变化。当激光功率密度为8.4W/cm2时,温度升高显著,负载电压下降趋近于零,激光作用结束,电压恢复至初始电压的53%;继续增大激光功率密度至11.7W/cm2,经2.3s后,负载电压降为零且不能恢复,电池已毁伤。结果表明,连续激光作用会引起电池温升,温度升高使负载电压下降; 作用激光功率密度较小时,电池温升幅度较小,负载电压下降幅度也较小,激光停止后,负载电压能逐渐恢复至初始状态; 作用激光功率密度较大时,温升幅度也较大,引起负载电压下降显著,即使激光停止作用,负载电压也不能恢复至初值,此时说明电池已有损伤。该实验结果可以在一定程度上为激光损伤电池机理的研究提供参考依据。     

六种不同波长激光照射及光敏剂HpD对活体小鼠肿瘤表面漫反射率的影响

本文研究了激光波长及光敏剂对小鼠肿瘤表面的漫反射率的影响。实验采用一套积分球系统及三种激光器（Ａｒ＋激光器，Ｈｅ－Ｎｅ激光器，Ｎｄ：ＹＡＧ激光器）的六种波长的激光（４７６．５ｎｍ，４８８．０ｎｍ，４９６．５ｎｍ，５１４．５ｎｍ，６３２．８ｎｍ，１０６０ｎｍ），测定了注射光敏剂和没有注射光敏剂两组小鼠Ｓ１８０肉瘤表面的漫反射率，结果表明，注射光敏剂和没有注射光敏剂的小鼠肿瘤表面对六种激光的漫反射率无明显差异（Ｐ＞０．０５）；提示在激光光动力学疗法中，计算实际进入肿瘤组织的光剂量时，可以不考虑ＨｐＤ的影响。漫反射率随激光变化的曲线显示，在蓝光和红光范围内，肿瘤表面的漫反射率在５１４．５ｎｍ处有最小值，但总的来说，漫反射率的值变化不大；但在红外区的１０６０ｎｍ处，漫反射率值较大，提示在激光温热疗法中计算光剂量时，应考虑漫反射的影响。