脉冲激光对星载探测器的干扰和损伤分析

该文采用高斯光束辐照半无限固体的温升模型,研究了探测器表面温升与激光干扰和损伤阈值的变化关系。发现脉冲CO2激光对探测器的干扰和损伤与脉宽无关,只与脉冲能量密度有关,探测器表面温升与入射激光脉冲能量密度成正比关系,干扰阈值比损伤阈值要低一个数量级。通过理论分析,求出了干扰和损伤星载HgCdTe探测器所需CO2激光的脉冲能量。定性分析结果表明高平均功率重频脉冲激光更容易对星载探测器造成有效干扰和永久性损伤。     

0.53 μm脉冲激光辐照可见光面阵CCD的实验研究

开展脉宽为10 ns、波长为0.53μm的脉冲激光辐照可见光面阵CCD的实验研究,测量了CCD从像元饱和、饱和串音到硬损伤的激光能量阈值。实验结果表明:像元饱和阈值为2.88~65.3μJ/cm2;饱和串音阈值为1.52×102~1.64×104μJ/cm2;CCD点损伤阈值为5.18×104μJ/cm2,点损伤原因是激光对CCD表面的热熔融作用。     

1.06m脉冲激光对TDI-CCD的干扰实验研究

为了有效对抗时间延迟积分电荷耦合器件成像设备的干扰,采用脉宽为10ns、波长为1.06m的脉冲激光对其进行了干扰实验。分析了干扰现象与机理,采用数字图像处理方法测量了饱和阈值。结果表明,当激光能量密度为1.33mJ/cm2时,时间延迟积分CCD达到饱和;提高激光重复频率可以取得更有效的干扰效果。     

红外探测器脉冲激光干扰仿真

红外探测器在军事或民用上都有着广泛的应用,它主要是通过探测目标的红外辐射来实现对目标的探测.目前应用最多、最广泛的是非成像的红外探测器,即将目标看作一个点源.成像式的红外探测器正得到迅速的推广.成像式红外探测器通过探测目标的不同部分的红外辐射来实现对目标的红外成像,非成像式红外探测器对目标方位和失调角的判断是通过目标红外辐射的调制信息来实现的.本文对红外探测器干扰信号的功率和频率影响进行了数值模拟,取得了一定的结果,理论上初步清楚了脉冲激光干扰红外探测器的作用机理.     

10.6μm激光对锑化铟红外探测器的热损伤研究

通过介绍锑化铟红外探测器的基本构成及其材料热学相关特征,阐述了激光辐照锑化铟红外探测器造成的损伤机理,采用有限元分析法,分析相关的辐照环境和条件并建立了一种三维仿真模型.仿真模拟了波长为10.6 μm的CO2激光辐照锑化铟红外探测器时各部分的温度变化情况,通过数值分析得出了在光斑面积一定的情况下只有激光功率密度增大到一定程度时,锑化铟探测器表面才会发生熔融损伤,且功率密度越高,造成破坏所需的时间越短;对于探测器各部分受到不同脉冲宽度的激光辐照时,损伤阈值与脉冲宽度的对数之间呈线性变化.将锑化铟探测器材料的损伤阈值区间,同已有实验数据进行对比,验证了模型的精确性.     

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.     

2.79 μm中红外激光对PbS探测器的损伤实验研究

开展了不同重频下2.79μm中红外激光对PbS探测器的损伤实验。基于传热学理论,利用有限元法对2.79μm中红外激光辐照PbS探测器中的温度分布进行了数值分析,并比较了脉冲数目、重复频率对损伤效果的影响,分析了2.79μm中红外激光辐照PbS探测器的损伤机理,获取了相关阈值数据。研究表明,2.79μm中红外激光对PbS探测器的损伤机理主要以热熔融为主,在温度没有达到PbS熔点时,PbS就会发生热分解反应,析出黄色沉淀物PbO;计算得到单脉冲2.79μm中红外激光对PbS探测器的损伤阈值为13.03 J/cm²,且脉冲数目、重复频率对损伤效果影响很大,损伤累积效应明显。理论模型能够较好地解释PbS表面初始损伤形貌特征。     

激光干扰CCD系统的实验研究

为了验证激光辐照CCD系统的干扰效果,进行了视场内和视场外He-Ne激光干扰面阵CCD探测器系统的实验研究,测得了像元饱和阈值和局部受辐照时的CCD饱和功率街度阈值.使用Matlab编程处理了视场内干扰图像,得到了激光入射能量与CCD饱和面积比的关系曲线,并对实验中出现的光饱和串音现象进行了理论分析.对视场外干扰图像进...     

强激光对雪崩光电探测器破坏的研究

对雪崩光电探测器的损伤阈值与1.06μm脉冲激光重复频率、照射时间的关系进行了实验研究.结果表明不同的重复频率和照射时间,有不同的损伤阈值,随重复频率和照射时间的增加,损伤阈值趋于一个定值.     

脉冲激光辐照CCD面阵探测器系统局部的干扰效应研究

采用脉冲激光对面阵CCD探测器系统进行干扰,研究了脉冲激光辐照CCD系统局部时,系统工作状态的变化,测量了CCD探测器系统的饱和阈值范围,分析了饱和的原因.在实验中观察到"光饱和串音”现象,实验验证了不同干扰频率对CCD探测系统具有不同的效果.     

脉冲激光辐照CCD探测器饱和阈值分析

以电视制导武器跟踪系统核心部件CCD导引头为研究对象,介绍了CCD的基本组成及工作原理。使用脉冲激光对KA-320型面阵CCD进行了辐照实验,研究了脉冲宽度、峰值功率、重复频率对CCD饱和阈值的影响。使用Matlab中的Simulink工具对整个实验过程进行了仿真分析,从仿真结果归纳出脉冲激光对CCD探测器的干扰共性。最后得出结论:选用脉冲宽度小、峰值功率高、脉冲频率大的激光器更能使CCD导引头达到饱和,从而对制导武器实施有效干扰。     

激光对光电探测器的损伤阈值研究

本文研究了1.06μm和0.53μm激光对硅pin光电二极管以及硅雪崩光电管的永久性损伤效应,测出了损伤阈值。实验发现,光电探测器的PN结受到激光热烧伤是造成其永久性损伤的重要因素,损伤阈值的大小与激光波长、脉冲宽度以及光电探测器结构有关。     

10.6 μm激光对红外成像系统干扰特性研究

针对10.6 μm激光照射某型红外成像系统所产生的干扰效应开展研究。运用ABCD矩阵变换法实现了激光在红外光学系统每个物镜前后和激光到达探测器表面的功率密度计算;通过研究10.6 μm激光对红外成像系统的作用机理,深入分析了激光照射下红外光学玻璃、红外探测器的温升效应,揭示了激光对红外成像系统图像干扰效应的一般规律;搭建了10.6 μm激光作用红外成像系统试验测试平台,验证了激光照射对光学材料的温升效应、激光照射过程中红外图像的响应特征和不同强度激光照射下的红外图像干扰和饱和效应。     

10.6μm激光辐照碲镉汞红外探测器热损伤研究

研究了HgCdTe红外探测器的结构以及材料特性,阐述了激光损伤HgCdTe红外探测器的机理,建立了HgCdTe红外探测器三维仿真模型,利用有限元分析法,对10.6 μm CO2激光辐照HgCdTe探测器的温度变化情况进行了仿真,并通过参考已有文献的实验数据,验证了模型的准确性.当HgCdTe探测器受到峰值功率密度为5×107 W/cm2的单脉冲激光辐照时,HgCdTe晶体的Hg离子开始析出,探测器性能降低,并不可恢复;当激光峰值功率为108 W/cm2,探测器HgCdTe晶体开始出现熔融现象,此时激光能量密度为1 J/cm2;当激光峰值功率为2×108 W/cm2时,铟柱达到熔融温度,探测器会出现铟柱脱落现象,被彻底损坏.     

10.6 μm CO2激光对非制冷红外热像仪饱和阈值的实验研究

用适当波长的激光器,对红外成像系统进行干扰,是光电对抗领域的一个研究热点。本文采用波长为10.6 μm的CO₂脉冲激光器,通过漫反射板反射激光能量到320×240多晶硅非制冷焦平面红外热像仪,进行激光干扰红外成像系统的实验。通过实验,得到了红外热像仪的饱和辐照阈值,并通过理论分析,推导出在一定距离上,使红外热像仪发生饱和干扰情况所需的激光能量值。     

CO2激光辐照HgCdTe探测器的实验研究

采用CO2激光分别对PC型和PV型HgCdTe探测器进行干扰实验,得到了不同入射激光功率密度下的响应波形,给出了两种探测器的热效应干扰阈值和饱和阈值,并对实验结果进行了分析。     

毫秒脉冲激光损伤CCD探测器的实验研究

为了研究行间转移型彩色面阵CCD在毫秒脉冲激光辐照下的损伤效果,采用实验研究的方法,测量了不同能量密度的激光作用下,CCD表面中心点温度、受损区域面积、深度及CCD内部复位时钟信号和阻抗值的变化,结合CCD输出图像中出现不可恢复的焦斑及黑白雪花现象,对彩色面阵CCD在毫秒脉冲激光作用下的损伤效果进行了分析。结果表明,在毫秒脉冲激光的辐照作用下,行间转移型彩色面阵CCD内部结构会产生不同程度的烧蚀,当能量密度达到23.49J/cm2时,烧蚀深度直达基底层,致使CCD内部信号传输通道断开,漏电流增加,最终造成CCD无信号输出,完全损坏。该研究对CCD探测器在强激光作用下的损伤效果研究是有帮助的。     

CO2激光对长波红外HgCdTe探测器干扰的分析

激光干扰是对抗精确制导武器、保卫己方目标的重要方式.针对高功率CO2激光对某光导型长波红外HgCdTe探测器的干扰损伤进行了理论分析与实验研究.根据实验结果,利用激光辐照探测器的温升理论模型,计算了温升随辐照时间和功率的关系,并和CO2激光器辐照光导型长波红外HgCdTe探测器的实验结果进行了对比.理论和实验结果表明,此探测器的干扰阈值为16.5W/cm2,损伤阈值为126W/cm2.实验结论对研究激光干扰星载探测器技术具有一定的参考价值.     

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.     

光电探测器受强激光干扰与损伤风险分析

在光电对抗系统试验和光电检测系统设计中经常需要对光电探测器受激光干扰与损伤情况进行分析。介绍了1.06μm和10.6μm激光在大气中的传输公式,分析了光电系统的光学增益,并利用CCD电视系统和红外热像仪的相关参数计算了其探测器接收到的能量密度,在与其损伤阈值进行比较后得到其损伤风险。对进行强激光对抗试验和光电检测系统设计具有一定借鉴作用。