红外探测器辐照机理分析及辐照试验验证

红外探测器处于太空或辐射环境会受到各种辐射粒子作用,其性能会发生衰减。本文主要分析了各种辐射效应对HgCdTe红外探测器性能影响机理。针对红外探测器复合钝化加固方法,ROIC环源环栅加固方法进行试验验证。辐照试验显示,加固后的红外探测器互联抗辐照读出电路,其抗总剂量、抗剂量率及抗中子辐射位移达到了比较好抗辐照效果。     

HgCdTe红外探测器空间辐照实验技术研究

应用于空间飞行器上的HgCdTe红外探测器,会受到各种空间辐射的影响,从而导致性能降低。为了保证探测器正常的在轨工作,研究空间辐射对于探测器性能的影响有着重要意义。本文首先介绍现阶段对空间辐射环境的认识;其次研究总剂量辐射对红外HgCdTe探测器在轨工作性能的影响,提出了评价探测器成像性能的几项指标,并考察了辐照前后指标的变化;最后给出了结论。     

激光辐照破坏红外探测器机理分析

红外探测技术是获取信息的主要手段之一,红外系统的核心是红外探测器.针对激光武器辐照破坏红外探测器进行理论分析和实验研究,得出两个结论:一是利用红外探测器的一维热模型,在对探测器材料的破坏阈值进行理论计算的基础上,用C02激光器辐照InSb探测器对破坏阈值进行实验研究,理论和实验数据吻合较好;二是激光武器摧毁空间目标具有速度快、攻击空域广的特点,利用激光的光效应和高能热效应,直接照射武器装备可以破坏其红外探测器,从而使敌方的武器装备处于瘫痪状态.     

GaAs/AlGaAs多量子阱红外探测器的γ辐照研究

本文报道了γ射线辐照对量子阱红外探测器性能的影响。γ射线的辐射剂量分别为１ｍｒａｄ、６ｍｒａｄ、１６ｍｒａｄ。测量了器件在不同γ辐照剂量下的光谱响应、暗电汉、黑体响应率。通过对实验结果的分析,暗电流和黑体响应率随γ辐照剂量增加而递减,表明探测器的性能随γ射线辐照剂量的增加而逐步衰减。     

高速InGaAs光电探测器γ辐照实验研究

高速InGaAs光电探测器在天基平台中的应用正逐渐广泛,研究空间辐射环境对高速InGaAs光电探测器性能的影响有着重要意义。采用实时测试法,研究了不同剂量及不同剂量率的γ辐照对高速InGaAs光电探测器响应度、3dB带宽及暗电流特性的影响,通过器件性能实时测试分析发现,器件的暗电流随辐照剂量或剂量率的增加而增大,而响应度、3dB带宽基本不变。     

金属电阻率及电阻器的辐照损伤

本文概述了辐照对金属、单项固溶体合金的电阻率及电阻器的影响,包括核能和空间环境的辐照类型及辐照效应,金属及合金在室温辐照后的电阻率变化及机理,电阻器的辐射容限及在空间环境下参数退化的评价、     

n-GaN肖特基势垒紫外光探测器的电子辐照效应

研究了n型Au/GaN肖特基势垒紫外光探测器的电子辐照失效机理.从实验中观测到,随着电子辐照注量的不断增加,Au/GaN间辐照诱生的界面态引起器件的击穿电压明显减小,反向漏电流逐渐增大.辐照诱生的深能级缺陷导致紫外光探测器对较长波长光的吸收,使得UV探测器中可见光成分的背景噪声增加.同时,对辐照后的GaN肖特基紫外光探测器进行了100℃以下的退火处理,退火后,器件的电流-电压特性有所改善.     

短波红外In0.53Ga0.47As探测器的实时γ辐照研究

空间应用短波红外InGaAs探测器的性能不断提高,对辐照损伤越来越敏感.通过实时测试的方法,研究了不同剂量和不同剂量率的γ辐照对晶格匹配In0.53Ga0..47As探测器电流-电压特性的影响.发现在反向偏压下,辐照在器件中引起的光电流约为2 nA.辐照还会在器件引入累积损伤,导致器件的暗电流增加,并且在辐照结束后的十几分钟内不会发生恢复.当剂量率一定时,器件暗电流随着辐照剂量的增加而增大,但增大的速度趋于变缓.当总剂量一定时,器件接受的辐照剂量率越大,其暗电流的增加越多.     

高可靠HIC抗辐照加固途径分析

高可靠混合集成电路（HIC）在航空、国防等领域均有广泛的应用。本文首先从空间应用和国防需求两方面阐述了提高HIC抗辐照能力的战略意义，然后总结了高可靠HIC可能遇到的辐射类型并简要介绍各辐射的损伤机理。在此基础上从IC辐照容差设计、半导体器件抗辐照加固和HIC抗辐照屏蔽三方面说明了提高高可靠HIC抗辐照能力的途径。最后提出一些建议。     

中波红外焦平面列阵探测器γ辐照效应

报道了γ射线辐照对薄膜材料碲镉汞(Hg1-xCdxTe)制备的中波红外焦平面列阵探测器性能的影响.γ射线辐照的剂量依次为3×106 rad、9×106rad、2×107 rad.测量了器件在辐照前及各个剂量辐照后的I-V特性、黑体响应、噪声等性能参数.通过分析实验数据,发现器件的暗电流,噪声随辐照剂量的增加而增大,黑体响应随辐照剂量的增大而减小.其中I-V特性受辐照影响最大,黑体响应和噪声对辐照不是很敏感.这些表明随着辐照剂量的增加,器件的性能逐步衰退.     

抗辐射电子学研究综述

抗辐射电子学是一门交叉性、综合性的学科,其研究的辐射效应规律、损伤作用机制、加固设计方法、试验测试方法、建模仿真方法等对极端恶劣环境中的电子系统的可靠工作至关重要。对核爆炸中子、γ和X射线,空间和大气高能粒子产生的各种损伤效应(如瞬时剂量率效应、总剂量效应、单粒子效应、位移效应等)的研究现状进行了系统梳理。对辐射之间、辐射和环境应力之间的协同损伤效应(如长期原子迁移对瞬时剂量率感生光电流的影响,中子和γ射线同时辐照与序贯辐照、单因素辐照的损伤差异,质子和X射线、中子辐照的损伤差异,γ射线辐照与环境氢气的协同损伤效应等)的研究进展进行了详细介绍。阐述了国内外在核爆、空间和大气辐射加固研究方面的最新技术进展。总结了国内外在地面实验室对空间、大气或核爆辐射各种效应进行试验模拟和建模仿真的相关能力。最后对21世纪20年代以后抗辐射电子学研究领域潜在的挑战和关键技术进行了展望。     

大气透明率对地面目标红外特性的影响研究

大气状况是影响地面目标红外特性的一个重要因素,在对影响目标表面温度环境因素分析的基础上,重点讨论了大气透明率对目标表面温度的影响,同时简单讨论了大气对红外辐射的衰减,最后把两者结合起来,讨论了大气透明率对目标红外辐射特性的综合影响。结果表明,虽然大气透明率的提高可能会造成目标白天表面温度的降低,但是由于大气对红外辐射的衰减作用,总的效果还是大气透明率越高,目标到达太空红外探测器上的辐射亮度越大。     

基于Sinda/G和Matlab的空间目标红外辐射特性分析

空间目标的红外辐射特性分析一直是比较难的课题,文中提出采用Sinda/G软件和Matlab编程相结合的方法来研究空间目标红外辐射特性。介绍了Sinda/G软件的基本原理,阐述了基于Sinda/G和Matlab实现空间目标红外辐射特性分析的具体流程。以空间球面壳体目标为例,利用该方法得到了目标的红外辐射强度以及跟踪探测器在不同时刻、不同观测方向接收到的红外辐射强度。此方法在研究空间目标红外辐射特性,实现空间目标探测和跟踪方面具有十分重要的意义。     

空间辐射环境对半导体激光器的影响

电子辐射是空间辐射环境的重要组成部分, 也是地面模拟空间辐射环境的重要手段。为了研究半导体激光器在空间辐射环境下应用的可行性, 通过电子加速器的电子辐照模拟空间辐射环境, 以研究半导体激光器总剂量效应。实验结果表明, 半导体激光器的阈值电流随着辐照剂量的加大而增加, 斜率效率在106 rad之前随着辐射剂量的加大而略有增大。退火观测期间, 阈值电流在最初的两周内震荡变化, 总体趋势为增加, 直到两周后趋于稳定。对于接受辐射剂量较低的半导体激光器, 在实际使用中可以采用电流补偿的方法来消除辐射对其阈值及斜率产生的影响。     

半球谐振陀螺总剂量辐照效应性能研究

半球谐振陀螺是一种高可靠的哥氏振动陀螺,在宇航领域有广泛的应用前景。该文研究了在空间辐照环境下总剂量辐照效应对半球谐振陀螺性能的影响,分析了总剂量辐照效应对半球谐振陀螺不同功能模块的影响,包括陀螺敏感头、信号检测电路及控制电路,并进行了总剂量辐照试验验证。结果表明,100 krad(Si)的总剂量辐照对半球谐振陀螺的性能无明显影响,半球谐振陀螺的抗辐照能力能够满足高轨道航天器的应用需要。     

红外预警卫星空间虚警源辐射特性分析

针对红外预警卫星的虚警问题,研究了地球同步轨道红外预警卫星的空间辐射环境。在计算卫星探测谱段内的地球背景辐射特性并将其作为衡量基准的基础上,分析了空间环境中可能造成红外预警卫星虚警的辐射源,并对各种空间辐射源在红外预警卫星短波探测谱段2.63~2.83 m和中波探测谱段4.18~4.50 m的辐射特性进行了数值计算。结果表明:太阳直接辐射对卫星探测器的辐照度远大于卫星的背景辐射强度,应采取规避措施;红外预警卫星的主要虚警源为月球辐射和近地轨道航天器辐射;月球辐射的影响主要来自镜头的聚焦作用;近地轨道航天器辐射的影响发生在红外预警卫星的中波探测谱段,研究结果可为研究相应的背景抑制及虚警源识别技术提供参考。     

空间目标温度特性分析及仿真

红外辐射探测是空间目标探测的重要手段之一,而空间目标的外表面温度是研究其红外辐射特性所需的一个重要参数.利用STK软件的输出数据,分析并仿真了不同轨道倾角和高度卫星的太阳帆板和本体外表面的温度特性.该研究结果对空间目标的红外探测具有比较重要的参考价值.     

PMOS辐照检测传感器总剂量效应模型研究

根据PMOS辐照检测传感器在辐照时所产生的氧化层电荷(Qot)的两个不同模型,模拟计算了不同剂量条件下的亚阈值特性。结果表明,在满足一阶动力学方程下建立的Qot模型与实验结果较为吻合,并适用于更大范围的辐照剂量。此外,还讨论和计算了栅氧化层厚度、沟道掺杂浓度等参数对PMOS辐照检测传感器特性的影响。结果表明,栅氧化层厚度是影响阈值电压漂移量的主要因素。     

地基红外系统探测空间目标红外星等的分析

地基红外系统探测空间目标的能力与目标辐射特性、背景辐射特性、大气条件、红外光学系统性能、探测器特性等因素密切相关。分析了空间目标在外太空背景下的红外辐射特性,基于满足红外焦平面探测器的最低可探测信噪比,综合考虑空间点目标成像的弥散斑、背景辐射和大气衰减的影响,推导了地基红外探测系统对空间点目标的作用距离估算方程。红外星等用来计算星体在红外波段的亮度,讨论了用红外星等划分空间目标的方法和原理。根据中波和长波计算红外星等的公式,给出了不同温度的空间目标与对应的红外星等的关系。为地基红外探测系统的设计和应用以及探测不同红外星等空间目标的综合性能评价提供了理论依据。