郝向南
- 作品数：7 被引量：34H指数：4
- 供职机构：华中科技大学光电子科学与工程学院激光技术国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划更多>>
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- 10.6μm激光对HgCdTe焦平面器件热应力的分析
- 2012年
- 建立了HgCdTe红外焦平面器件的多膜层理论模型,利用有限元分析的方法,对10.6μm激光辐照下HgCdTe红外焦平面器件的升温情况与热应力分布情况进行模拟,并通过参考已有文献的实验结果,验证了理论模型的合理性。理论分析结果表明:激光作用时探测器的温度场变化剧烈,200 W/cm2连续激光作用1 s后,HgCdTe感光层所受热应力为-986 MPa;脉宽100 ns,功率密度15 MW/cm2脉冲激光作用后,HgCdTe感光层所受热应力为-1300 MPa,都比器件制造过程中由于热失配而产生的热应力大;应力损伤发生的概率增大,可能比热损伤先发生,是HgCdTe红外焦平面器件激光损伤中的重要原因。
- 郝向南聂劲松李化卞进田雷鹏
- 关键词：有限元分析
- 不同工作状态激光对可见光CCD的损伤实验被引量：8
- 2012年
- 分别用连续激光、40kHz和5kHz重频激光对可见光CCD进行损伤实验,发现了相似的损伤现象,即点损伤、线状损伤和完全损伤,并分别测量了各个损伤状态下的驱动电极与衬底间的阻抗变化;分别对三组实验中损伤的CCD芯片进行电镜扫描,微观分析各个损伤位置处的损伤形貌,详细解释了出现三种损伤现象的原因,并比较了三种工作状态激光的不同作用机理。得到的结论是:点损伤现象与CCD表层的损伤有关,线损伤现象与漏光和电极间短路有关、完全损伤现象与绝缘层的损伤有关;连续激光作用的过程以热熔融为主、40kHz重频激光作用的过程以汽化烧蚀为主、5kHz重频激光作用的过程包括汽化烧蚀、强汽化"冲刷"以及反冲压力。
- 郝向南李化聂劲松卞进田雷鹏
- 关键词：连续激光高重频激光可见光CCD
- 短脉冲激光对硅基探测器的热作用模型选择被引量：4
- 2012年
- 从傅里叶模型和非傅里叶模型的基本方程出发,通过有限差分方法对方程进行数值求解。分别分析了10,1.0,0.1,0.01ns这4种脉宽的脉冲激光作用于硅材料时两种传热模型温度曲线的相对变化;讨论了热弛豫时间对非傅里叶模型数值结果的影响。结果表明:脉宽小于或等于100ps的激光作用于硅材料时,表层温度上升缓慢,会发生载流子效应,非傅里叶模型可以合理地反映这种现象;对于一般材料,载流子效应发生的条件是脉宽小于或等于材料热弛豫时间,此时应当用非傅里叶模型描述加热过程。
- 郝向南聂劲松李化卞进田
- 关键词：短脉冲激光有限差分法
- 1.06μm激光辐照CCD探测器的热力效应分析被引量：17
- 2013年
- 根据CCD探测器的结构特点和传热学理论,建立了1.06μm激光辐照CCD探测器的理论模型,利用有限元法对1.06μm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伤效果。计算结果表明,遮光铝膜与SiO2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。
- 聂劲松王玺李化卞进田郝向南
- 关键词：激光损伤CCD探测器
- 1064nm高重频激光对可见光CCD探测器的干扰实验被引量：6
- 2013年
- 分别采用1 064 nm连续激光、不同高重频激光对可见光CCD探测器进行了干扰实验,观察到CCD的串扰、饱和以及高重频激光作用时产生的横向亮线等一系列干扰现象。同时测量计算了各种干扰现象相应的激光功率,研究了阈值功率与重频之间的关系,进一步分析了高重频激光的干扰机理。实验表明:重频激光与连续激光具有不同的干扰现象,重频激光的干扰效果没有连续激光好,使CCD传感器发生全屏饱和、全屏灰屏所需要的阈值功率比连续激光要高。
- 王玺聂劲松李化雷鹏郝向南
- 关键词：激光干扰高重频激光阈值功率
- 脉冲宽度对CCD探测器激光损伤效果的影响被引量：7
- 2013年
- 采用1 064 nm激光在5 kHz、不同脉宽条件下对CCD探测器进行了损伤实验,观察到饱和干扰、线状损伤和完全损伤等一系列的损伤现象,并测量计算了各种损伤现象相应的损伤阈值,研究了损伤阈值与脉冲宽度之间的关系。结果表明,脉冲宽度不同的5 kHz重频激光的损伤阈值基本相同,CCD探测器的损伤效果与重频激光的脉冲宽度变化关系不大。影响可见光CCD探测器激光损伤阈值的主要因素是单脉冲功率密度的量级大小,当脉宽减小导致单脉冲功率密度的量级显著增大时,损伤阈值减小;当单脉冲功率密度的量级不变时,损伤阈值也基本不变。
- 李化王玺聂劲松卞进田雷鹏郝向南
- 关键词：激光损伤高重频激光损伤阈值脉冲宽度
- CCD强光饱和效应的温度因素分析被引量：3
- 2011年
- 采用1.06μm的连续激光对可见光CCD成像系统进行干扰实验,依次观察到了饱和串扰、串扰亮线加粗、全屏饱和与全屏布满黑白雪花点的实验现象。利用有限元分析的方法对实验中的探测器升温情况进行模拟计算。并通过数值分析,发现随着温度的升高,暗电流不断增大,当温度超过350K时,增大的速度显著上升;像元的饱和阈值相应地减小,当温度达到350K时,其数值就已经减为零。根据模拟升温的大小,结合温度升高时探测器暗电流、像元饱和阈值的变化,对实验现象进行了合理的解释。结果表明:除了考虑光电转换产生的光电子以外,由于激光辐照导致探测器表面升温,进而引起暗电流增大和像元饱和阈值减小,是CCD产生饱和效应的重要影响因素。
- 郝向南聂劲松李化
- 关键词：有限元分析暗电流温度影响
