XeF激光与YAG倍频激光对CCD软破坏效应对比实验研究

为了对比研究XeF(C-A)激光和YAG倍频激光对可见光面阵CCD的软破坏效应,分别建立了XeF(C-A)激光和YAG倍频激光对可见光面阵CCD辐照效应实验研究平台和CCD图像同步采集系统,在此基础上开展了上述两种激光对CCD的辐照效应实验,获得了CCD出现局部饱和、全饱和、串音以及全屏饱和时的激光能量密度阈值和CCD图像,并对实验数据进行了总结分析,采用激光能量密度阈值法和饱和面积法对CCD图像进行了分析处理。结果表明,两种激光对SONY SUPER HAD型CCD具有相同的软破坏效应。     

脉冲激光对CCD的软损伤技术研究

根据CCD的结构特点,研究分析了YAG脉冲激光对CCD的损伤及其损伤机制,开展了脉冲激光对CCD的软损伤实验,实验验证了光饱和及光饱和串音现象,并提出了光电对抗中可以利用CCD的光饱和串音现象实现干扰对方的光电传感系统的结论。     

激光对远程目标光电探测器的干扰技术分析

采用"猫眼效应"实现了激光对远程目标光电探测器发现与定位后,分析了远程目标光电探测器受激光干扰的可能性、激光干扰的机理及其影响因素,估算了远程目标光电探测器光敏面所接收的激光能量,并以CCD为例进行了激光对CCD的软损伤机制分析,指出软损伤主要是指对CCD的饱和或"饱和串音".最后还分析了大气效应对激光干扰的影响.     

激光辐照CCD图象传感器局部的破坏效应研究

研究了激光辐照CCD图象传感器局部时,CCD工作性能的变化;测量了连续波激光辐照下CCD的饱和阈值(分别对1060nm和632.8nm)及脉冲激光辐照下的破坏阈值;分析了造成饱和及破坏的机理;用一维绝热边界条件热模型计算热饱和阈值.     

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。     

光电探测系统激光辐照效应的远场仿真分析

建立了激光辐照软损伤的远场仿真模型,仿真了不同作用距离下激光辐照的远场功率分布,三维关系曲线是一个斜率很大的上翘鞍形结构。分析和讨论了单元探测型和CCD型两种光电探测系统的远场激光辐照软损伤情况。     

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。     

变焦彩色CCD成像系统的激光外场干扰实验

开展了变焦彩色CCD成像系统的激光外场干扰实验,测得了半导体激光（750 nm）对变焦距（17~187 mm）彩色CCD相机的干扰效果;同时利用典型的激光干扰CCD模型,完成了对实验结果的验证与理论分析。理论与实验结果表明:750 nm激光对彩色CCD成像系统的干扰效果明显,CCD靶面出现了明显的光饱和和串扰现象;在激光辐照条件相同情况下,光学系统焦距f越大,被光阑截断的激光就越少,到靶的激光功率密度就越高,CCD靶面的光饱和面积就越大;光学系统焦距f为17 mm时,CCD靶面的光饱和面积为0.33 mm0.29 mm,而当光学系统焦距f增大至120 mm时,CCD靶面的光饱和面积为1.8 mm1.2 mm。仿真结果与实验结果基本一致,证明了理论模型的正确性。研究结果将对CCD器件的实际应用具有一定的指导意义。     

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...     

脉冲激光辐照CCD探测器的硬破坏效应数值模拟研究

具有一定能量强度的激光辐照CCD图像探测器时可造成探测器的干扰和破坏.基于热传导和热弹性力学的基本关系式建立了脉冲激光辐照CCD多层结构的热力耦合数学物理模型,对热传导方程和应力平衡方程进行有限元数值求解,计算得到不同能量密度下脉冲激光辐照CCD的瞬态温度场和热应力场,分析了CCD最易损伤的位置及激光参数对探测器损伤的影响,并结合CCD的像元构造和工作方式阐明了CCD各层结构的损伤对CCD成像质量的影响程度及影响机理.     

光抽运XeF(C-A)蓝绿激光器

利用分段表面放电作为光抽运源 ,采用光解离XeF2 技术 ,研制了一台 XeF(C A) 蓝绿激光器。抽运源有效激活长度为 6 0cm ,单位长度的沉积功率为 4 5MW /cm。在 2 5 0PaXeF2 / 6 0kPaAr/ 40kPaN2 条件下 ,采用平凹腔 ,输出耦合为 4% ,获得了XeF(C A)激光输出。对XeF(C A)激光特性参数进行了测量 ,输出能量为百毫焦耳量级 ,最大能量达 16 7mJ,激光脉宽～ 6 0 0ns ,辐射光谱范围 470～ 5 0 0nm ,发散角水平方向为 1 7mrad ,垂直方向为3 7mrad。     

视场外激光对CCD成像制导武器的干扰研究

CCD成像制导武器在军事上的广泛应用,促使与之相应的光电干扰技术得以迅速发展,采用低能激光进行压制性干扰是一种有效的干扰方式.在实战环境中,难以保证激光束始终直射导引头内CCD探测器表面.为了验证视场外激光能否干扰CCD成像探测系统和干扰程度,首先介绍软破坏的实用性和可行性,进行了视场内、视场外激光干扰VC-210B型CCD探测器的实验,分析了视场外激光干扰的原理,并对激光软破坏某型CCD成像探测器所需能量进行估算,且从点源透过率角度说明激光视场外干扰的可行性.实验结果表明:视场外激光可实现对CCD成像探测系统的有效干扰.     

半导体激光器干扰CCD传感器实验研究

为拓展半导体激光器的应用,开展了半导体激光器对可见光CCD传感器的干扰实验研究,得出CCD饱和像素个数与激光输出功率和CCD传感器电子快门时间的对应关系.当电子快门时间分别为t=1/10000 S、t=1/4000 S和t=1/2000 S时,CCD的饱和阈值分别为1W、1W和2.8W."软损伤"的阈值为10W,然而,在激光输出最大功率为22.4W的条件下并没有使CCD损伤.     

面预电离F原子激光和XeF准分子激光实验研究

本文报道了面预电离F原子激光和XeF激光输出能量以及F原子激光光斑随各气体分压的变化情况。在适当的气体混合物中放电获得了F原子和XeF准分子激光充满放电截面的完整光斑，取得了满意预电离效果。获得了F原子623．9nm、634．8nm、712．8nm和731．1nm四波长激光同时振荡以及F原子激光和XeF激光同时振荡，并作了定性分析。     

单脉冲激光辐照CCD探测器热效应仿真研究

为了研究实际情况下激光辐照CCD热效应情况,首先介绍了CCD探测器的结构和工作原理并分析了脉冲激光对CCD探测器的热损伤过程。然后利用有限元方法在三维空间上分别对三种波长的脉冲激光(532nm、808nm、1064nm)辐照CCD进行了固体传热仿真,通过仿真得到了在三种不同波长下CCD探测器的损伤能量密度阈值。接下来通过比较损伤能量密度阈值发现当波长为532nm时,CCD探测器的损伤能量密度阈值最小。最后对比已发表的实验结果找到了比较统一的损伤规律。     

混合频率激光干扰CCD探测器的仿真研究

激光辐照CCD图像探测器时可造成对探测器的干扰和破坏,为了增强激光对CCD探测器的损伤效果,提出了一种混合频率激光干扰方法,这种方法是将高重频激光和低重频激光耦合,使其同时作用于CCD探测器.基于热传导和热弹性力学的基本关系式建立了混合频率激光辐照CCD探测器遮光铝膜层的热力耦合数学物理模型,对热传导方程和应力平衡方程进行半解析求解,计算得到不同工作模式的激光辐照CCD探测器的遮光铝膜层的瞬态温度场和热应力场,并通过数值仿真定量地比较了不同工作模式激光光源对CCD的损伤效果.结果表明:相对于高重频激光和低重频激光单独作用探测器的情况,混合频率激光将会对CCD产生更加严重的损伤效应.     

532nm激光对面阵和线阵CCD损伤效应实验研究

为了研究面阵CCD和线阵CCD由结构差异所致激光损伤效应的区别,针对这两种类型CCD器件进行了机理分析和对比实验研究。分别测量出波长为532nm的激光对线阵CCD和面阵CCD图像传感器的光饱和串音阈值、所有像素串音阈值和硬损伤阈值。结果表明,面阵CCD的光饱和串音阈值和永久破坏阈值比线阵CCD低,而串音扩散到所有像素的阈值高于后者。反映出线阵CCD由于其1维结构更能抵抗激光的干扰和破坏,而面阵CCD在抵御饱和串音在像素间扩散上比线阵CCD有优势。