416nm納秒脈沖激光對(duì)CCD損傷機(jī)理研究

歐 淵，石根柱，李點(diǎn)點(diǎn)，呂 勇，牛春暉

（1.軍事科學(xué)院 系統(tǒng)工程研究院，北京 100081；2.北京信息科技大學(xué) 儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院，北京 100192）

引言

電荷耦合器件（charge-coupled device，CCD）是一種半導(dǎo)體固體成像器件，隨著21世紀(jì)信息化時(shí)代的到來(lái)，CCD憑借其數(shù)字化、高感光度、高靈敏度、體積小等優(yōu)點(diǎn)，迅速在光電成像系統(tǒng)中得到應(yīng)用。由于光電成像系統(tǒng)對(duì)于入射光束有光學(xué)增益（可達(dá)到百萬(wàn)量級(jí)）作用，使得處于光電成像系統(tǒng)焦平面處的CCD很容易被強(qiáng)激光損傷。當(dāng)高強(qiáng)度激光尤其是波段內(nèi)激光輻照到CCD器件時(shí)，會(huì)降低CCD的成像質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)完全損傷CCD使之失去成像能力。研究激光作用下CCD的損傷機(jī)理不但有利于擴(kuò)展光電對(duì)抗手段，而且有利于探究CCD抗光照加固方法。

國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有許多研究者對(duì)激光損傷CCD機(jī)理展開(kāi)了研究，有從理論仿真上探索激光輻照CCD產(chǎn)生溫升和熱應(yīng)力損傷機(jī)理的[1-6]，有采用連續(xù)強(qiáng)激光和脈沖強(qiáng)激光進(jìn)行CCD損傷研究[7-11]，還有采用不同波長(zhǎng)激光進(jìn)行CCD損傷研究[12-14]。從損傷效果來(lái)看，采用單脈沖高能量激光損傷CCD是最有效的手段，單脈沖峰值功率越高，越能夠用較少能量產(chǎn)生更大損傷。

目前大多數(shù)激光損傷CCD研究采用的激光為1 064 nm、532 nm和633 nm等波長(zhǎng)，而對(duì)于處于藍(lán)光波段的激光損傷CCD研究較少。416 nm納秒單脈沖激光用于損傷激光器有以下優(yōu)勢(shì)：1）在CCD通帶范圍內(nèi)，波長(zhǎng)越短單個(gè)光子的能量越大，也越容易對(duì)分子鍵實(shí)現(xiàn)斷裂；2）納秒脈沖可以通過(guò)調(diào)Q方式在單個(gè)脈沖中注入更多能量，使得單脈沖損傷概率更大；……