脉冲强激光对CCD作用的损伤阈值测量及分析

论文摘要

激光技术和CCD技术因其各自拥有的突出优势和特点,在现代国防、军事、科学研究、工业生产和民用生活等诸多领域被广泛使用。CCD作为固体成像器件,具有高分辨率、高准确度、高灵敏度的特点,激光是具有高单色性、高相干性、高方向性和高亮度的光源;两者在诸如制导、侦查、攻击、高精密成型、安防等场合被同时使用,但CCD对光的高灵敏性极易受到激光的干扰和损伤。所以,研究强激光对CCD作用的相互规律有实际意义和重要参考价值。本文主要研究CCD在不同波长的连续激光、脉冲激光(纳秒脉冲和飞秒脉冲)辐照下的响应、饱和及损伤情况,获取了CCD在各种工作状态下的成像图像,测量了对应的激光能量(功率)密度,观察了各种硬损伤情况下的损伤形貌并结合CCD的结构和各类激光的特点分析了损伤机制。具体工作如下:1.利用波长为457nm、532nm、633nm和660nm的连续激光分别辐照CCD光敏面,测量了各波长辐照下CCD的响应、饱和、串音饱和等现象下对应的功率密度,并根据CCD的工作原理分析了实验现象;2.利用Nd:YAG激光器输出的1064nm、532nm、355nm的纳秒激光分别辐照了CCD光敏面,测量了各波长辐照下CCD的响应、饱和、串音、黑白线和破坏等现象对应的能量密度,显微观察并分析了光敏面的硬损伤形貌;3.利用中心波长为800nm的飞秒激光辐照了CCD光敏面,测量了CCD的响应、饱和、串音饱和及硬损伤等现象下对应的激光能量密度,显微观察并分析了光敏面的硬损伤形貌。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要研究工作
• 2 激光与CCD的相互作用
• 2.1 CCD的基本结构和工作原理
• 2.1.1 CCD的单元结构
• 2.1.2 电荷的转移与传输
• 2.2 激光产生及特点
• 2.2.1 激光的产生原理
• 2.2.2 激光的特点
• 2.2.3 半导体激光器
• 2.2.4 YAG激光器
• 2.2.5 全钛宝石啁啾飞秒激光器
• 2.3 激光对CCD的作用
• 3 连续激光辐照CCD的实验研究
• 3.1 实验装置
• 3.2 532nm连续激光辐照面阵CCD的实验研究
• 3.3 457nm、633nm和660nm连续激光辐照面阵CCD的实验研究
• 3.4 本章小结
• 4 纳秒激光辐照CCD的实验研究
• 4.1 实验装置
• 4.2 355nm纳秒激光辐照面阵CCD的响应及饱和实验
• 4.3 532nm纳秒激光辐照面阵CCD的成像及损伤实验
• 4.4 355nm、532nm和1064nm纳秒激光辐照面阵CCD的损伤实验
• 4.5 本章小结
• 5 飞秒激光辐照CCD的实验研究
• 5.1 实验装置
• 5.2 飞秒激光辐照面阵CCD的响应及饱和实验
• 5.3 飞秒激光辐照面阵CCD的损伤实验
• 5.4 本章小结
• 总结
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果