0.18 μm部分耗尽绝缘体上硅互补金属氧化物半导体电路单粒子瞬态特性研究

利用脉冲激光入射技术研究100级0.18 μm部分耗尽绝缘体上硅互补金属氧化物半导体反相器链的单粒子瞬态效应, 分析了激光入射器件类型及入射位置对单粒子瞬态脉冲传输特性的影响. 实验结果表明, 单粒子瞬态脉冲在反相器链中的传输与激光入射位置有关, 当激光入射第100级到第2级的n型金属-氧化物-半导体器件, 得到的脉冲宽度从287.4 ps增加到427.5 ps; 当激光入射第99级到第1级的p型金属-氧化物-半导体器件, 得到的脉冲宽度从150.5 ps增加到295.9 ps. 激光入射点靠近输出则得到的瞬态波形窄; 靠近输入则得到的瞬态波形较宽, 单粒子瞬态脉冲随着反相器链的传输而展宽. 入射器件的类型对单粒子瞬态脉冲展宽无影响. 通过理论分析得到, 部分耗尽绝缘体上硅器件浮体效应导致的阈值电压迟滞是反相器链单粒子瞬态脉冲展宽的主要原因. 而示波器观察到的与预期结果幅值相反的正输出脉冲, 是输出节点电容充放电的结果.     

利用Nd:YAG激光晶体的瞬态吸收研究其有效的滤光材料

在紫外光辐照下,Nd:YAG晶体的瞬态色心的出现,引起激光波长上明显的瞬态吸收。本文利用这个现象,研究了滤光材料的紫外滤光性能。采用组合Nd:YAG连续激光系统,可以有效地选择激光器中适用的滤光材料。此外,我们得到了组合激光系统中不同棒的阈值泵浦功率相互依赖关系的公式,与K.Mori的公式相比,我们给出了含有各个系数的定量表达式。     

高功率激光放大器脉冲的整形设计

 针对惯性约束聚变实验对激光驱动器脉冲波形的要求,将优化控制模型理论运用于计算激光放大器输入脉冲的预补偿波形,得到了与实验基本一致的结果。同时给出了我国新一代高功率激光器“神光 Ⅲ”装置主放大器级输入脉冲波形的设计要求。     

高功率激光放大器脉冲的整形设计

针对惯性约束聚变实验对激光驱动器脉冲波形的要求,将优化控制模型理论运用于计算激光放大器输入脉冲的预补偿波形,得到了与实验基本一致的结果。同时给出了我国新一代高功率激光器“神光 Ⅲ”装置主放大器级输入脉冲波形的设计要求。     

关于存在多种亚稳态时的Townsend放电瞬态过程分析

对Molnar的理论作了某些修正并给出在存在多种亚稳态粒子情况下的Townsend放电瞬态波形的分析方法。 关键词：     

脉冲激光在光纤中时间波形传输特性研究

给出了光纤传输激光脉冲波形特性测试的实验光路图,对比测量了经过空气传输和光纤传输两种方式的脉冲波形。实验测试了光束耦合到不同长度的单模和多模光纤与经空气传输后的时间脉冲波形,得到了激光脉冲波形的精细结构。实验结果表明,所选的多模和单模光纤经数百米传输后的脉冲展宽在容许误差范围之内,说明所选用的光纤可以作为纳秒激光时间脉冲波形测试的理想传输介质。     

脉冲激光在镀层圆柱表面激发的表面波

分别从理论和实验上研究了脉冲激光在快、慢镀层圆柱表面激发的表面波声场。脉冲激光线源在镀层圆柱周向上激发超声波信号并利用激光干涉仪检测。对钢基底锌镀层圆柱和锡基底铜镀层圆柱试样表面波的理论频散和实验信号估计频散进行了比较,瞬态位移场则利用留数定理与FFT技术数值仿真得到并与实验波形进行对比。结果显示:理论频散和仿真波形与实验信号都具有极好的一致性,而快、慢镀层圆柱之间的表面波性质有显著差异。文中所用理论分析和数值方法为使用激光超声技术反演和定量表征镀层材料参数等无损检测技术奠定了理论基础。     

基于尾流激光雷达的能量对消式大动态接收技术

水下尾流激光雷达在近场就已开始与水体发生了激光的多次散射, 很容易导致接收系统因动态范围不够而饱和, 其反向恢复时间一般长达10² ns级, 影响远场信号接收.本文针对此问题分析了激光水体后向光散射强度衰减规律, 自主研发了一种能量对消式水下激光雷达前端接收系统. 该系统通过在近场强信号尖峰上叠加一个高速反向瞬态对消电流抑制接收系统饱和, 之后将两信号融合, 还原真实回波信号波形.分析了技术难点并给出了解决方案, 讨论了瞬态对消电流的生成时刻对强度的影响规律.经实测与分析, 该系统对消电流脉宽为5 ns, 幅度控制步进为122 nA, 幅度调节范围为135---360 μA, 成功实现了对近场强散射的抑制. 该系统完全可以满足尾流激光雷达大动态探测的需要.     

受激布里渊放大光脉冲波形的研究

利用瞬态包含抽运抽空的SBS理论模型对布里渊放大器进行了数值模拟，给出了脉冲波形随 抽运光功率密度和种子光与抽运光能量比的变化规律，并用实验进行了验证，理论与实验符合得较好. 关键词： 布里渊放大器 脉冲波形 脉宽     

相位光时域反射计瑞利散射波形特性研究

采用单模光纤后向瑞利散射的一维脉冲响应模型,数值模拟了相位光时域反射计(OTDR)中80 m探测光纤对1550 nm波长的纳秒激光脉冲的瑞利散射波形特性.模拟给出了影响波形的各种物理参数(折射率、激光频率和脉宽等)变化时的相应瑞利散射波形,理论分析得到了这些参数影响瑞利散射波形变化规律:随着光纤折射率逐渐增大,第一峰漂...     

激光激发声表面波在缺陷板材中散射过程的有限元分析

利用有限元法模拟了金属板材中激光激发的声表面波经过缺陷位置时发生散射的瞬态过程,采用线状激光源作为超声导波的激发源.针对三种不同深度的表面缺陷以及三种亚表面缺陷的模型进行了对比计算,结果显示缺陷的深度及位置对声表面波的时域特征存在显著的影响.表面缺陷深度越深将产生较大幅度的表面反射回波,亚表面缺陷的影响将取决于缺陷上顶面距离板材上表面的距离.因此,数值模拟结果表明通过分析激光产生的表面波形可以判定近表面缺陷的尺寸和所处的位置.     

Wu-King 加载偶极天线的FDTD分析

用时域有限差分法分析了高斯脉冲激励的Wu-King加载偶极天线的特性。给出了天线周围空间瞬态场的变化情况及天线上的电流波形,这种形象化的结果为加载脉冲辐射天线的设计和改进提供了直观的物理依据。通过时域远近场变换,得到了天线脉冲辐射远场。计算并给出了描述脉冲辐射器性能的时域参数：保真度和能量方向图。     

强紫外激光在空气中长程传输受激旋转拉曼散射效应

 采用瞬态受激旋转拉曼散射（SRRS）模型，详细考虑了激光脉冲波形、介质的非线性极化、泵浦光的衰减、斯托克斯光的非线性放大以及拉曼线宽等诸多因素，对强紫外激光束在空气中长程传输过程产生的SRRS效应进行了研究。讨论了产生SRRS效应的阈值条件，详细分析了SRRS效应对激光光束质量的影响。     

激光激发超声波的新方法研究

介绍了激光激发超声波的原理,分别给出了热弹机制和烧蚀机制下的纵波和剪切波理论波形;基于排列因子作用,提出了一种新型激光激发超声波的方法——激光定相位排列激发超声波,激光源经过定相位排列后,在某一方向上产生的超声波幅度比传统单一源产生的超声波幅度要强很多,采用此种方法,可实现对超声信号方向和强度的有效激发控制,对下一步的超声无损检测有非常重要的意义;结合实际给出了该方法的实现方式.     

Wu-King 加载偶极天线的FDTD分析

 用时域有限差分法分析了高斯脉冲激励的Wu-King加载偶极天线的特性。给出了天线周围空间瞬态场的变化情况及天线上的电流波形,这种形象化的结果为加载脉冲辐射天线的设计和改进提供了直观的物理依据。通过时域远近场变换,得到了天线脉冲辐射远场。计算并给出了描述脉冲辐射器性能的时域参数：保真度和能量方向图。     

纳米体硅鳍形场效应晶体管单粒子瞬态中的源漏导通现象

体硅鳍形场效应晶体管(FinFET)是晶体管尺寸缩小到30 nm以下应用最多的结构,其单粒子瞬态产生机理值得关注.利用脉冲激光单粒子效应模拟平台开展了栅长为30, 40, 60, 100 nm Fin FET器件的单粒子瞬态实验,研究FinFET器件单粒子瞬态电流脉冲波形随栅长变化情况;利用计算机辅助设计(technology computer-aided design, TCAD)软件仿真比较电流脉冲产生过程中器件内部电子浓度和电势变化,研究漏电流脉冲波形产生的物理机理.研究表明,不同栅长Fin FET器件瞬态电流脉冲尾部都存在明显的平台区,且平台区电流值随着栅长变短而增大;入射激光在器件沟道区下方体区产生高浓度电子将源漏导通产生导通电流,而源漏导通升高了体区电势,抑制体区高浓度电子扩散,使得导通状态维持时间长,形成平台区电流;尾部平台区由于持续时间长,收集电荷量大,会严重影响器件工作状态和性能.研究结论为纳米Fin FET器件抗辐射加固提供理论支撑.     

掺Yb双包层光纤放大器的瞬态增益和频率响应

在理论上和实验上对掺Yb双包层光纤放大器(YDCFA)的瞬态增益特性进行了研究.建立了简化的瞬态增益基本模型,数值计算了低频光脉冲经过双包层光纤的放大波形,分析了瞬态增益饱和和恢复特性.在实验中对种子源放大的YDCFA的脉冲特性进行了分析,证实了其瞬态增益的低频响应特性.     

基于超快激光脉冲瞬态特征的非线性透射率

根据麦克斯韦方程,结合超快激光脉冲的瞬态特性,在忽略色散的影响下,推导并得出了三阶非线性各向同性系统中以光强表示的非线性吸收偏微分方程。以高斯脉冲激光为例,给出了该方程的一个近似解。基于该近似解的非线性透射率,不仅与脉冲激光的峰值强度、样品厚度以及介质的双光子吸收系数有关,而且还与描述脉冲主要特性的物理量——激光脉冲半峰全宽以及激发光的频率有关。数值拟合Rhodamine等物质的非线性透射率的实验曲线的结果显示,基于超短脉冲瞬态特性的非线性透射率得出的介质双光子吸收系数大于传统非线性透射率参考公式给出的相应结果,与双光子诱导荧光法的结果基本吻合。     

基于D-dot传感器的弓网离线放电瞬态电场时域测试方法

弓网离线放电电磁辐射具有瞬态、宽频带的特性,可使用D-dot传感器对其进行时域瞬态电场测量,但在对传感器所测微分信号积分还原时,存在信号恢复失真问题严重。搭建了包含脉冲电场发生装置和测量装置的瞬态电场时域波形还原系统,开展了基于D-dot传感器的去直流、数值积分、消除趋势项以及系统辨识低频补偿在内的瞬态电场时域波形测试方法的研究,利用该方法测试了不同电压下弓网离线放电电磁辐射的电场时域波形。理论与实验结果表明:本文所提出的方法能准确、稳定地还原弓网离线放电所辐射瞬态电场的原始时域波形,还原信号与实测微分信号的主要频率分量均在7.5 MHz,二者的相关系数达到93%以上。     

强脉冲激光照射HCD灯阴极产生的非共振光电效应

对强脉冲激光照射空阴极放电(HCD)灯阴极产生的非共振光电效应信号的瞬态波形和各种特性进行了实验研究和理论分析.结果表明,这一现象起因于放电灯阴极在强激光照射下的多光子光电发射,因而利用这一效应可以进行多光子光电效应的研究和测量某些放电等离子体参数.利用这一效应并能为解释脉冲光电流效应的机理提供有力的实验证据.