使用中红外脉冲激光辐射的HgCdTe焦点平面阵列探测器的损坏机制
Yin Zhang1,2, Changbin Zheng1, Yang Liu1
1State Key Laboratory of Laser Interaction with Matter, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130022, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|December 9, 2023
概括
这项研究确定了中红外HgCdTe焦平面阵列 (FPA) 探测器的损伤值,发现值在0.59-1.17 Jcm-2之间,并开发了激光诱导损伤的预测模型.
科学领域:
- 光电学是指光电子产品.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 激光物理 激光物理
背景情况:
- 中红外HgCdTe焦平面阵列 (FPA) 探测器对于各种成像应用至关重要.
- 了解它们的激光诱导损伤值对于操作可靠性和系统设计至关重要.
研究的目的:
- 在中红外脉冲激光照射下实验和理论研究HgCdTe FPA探测器的损伤值和机制.
- 建立基于脉冲宽度和能量密度的激光损伤预测模型.
主要方法:
- 对HgCdTe FPA的线条和全框架损伤值的实验测量.
- 开发一个3D有限元模型来模拟热传递,内部应力和损伤序列.
- 分析损伤值和激光脉冲宽度之间的关系.
主要成果:
- 实验性损伤值在0.59-0.71 Jcm-2 (直线) 和0.86-1.17 Jcm-2 (全画面) 之间.
- 在1.17 Jcm-2时发生了不可逆转的全框架损坏,使探测器无法操作.
- 使用FE模型的理论计算得出了0.55 Jcm-2的损伤值,并分析了差异.
- 在损伤值 (峰值功率密度) 和脉冲宽度 (<1000 ns) 之间发现了反向关系.
结论:
- 开发的模型为研究HgCdTe FPA探测器中的激光损伤提供了一种合理且方便的方法.
- 这些发现为这些探测器的损害评估和保护策略提供了重要的参考价值.
- 损坏值和脉冲宽度之间的反向关系有助于预测不同激光条件下的探测器性能.
