组合激光辐照半导体硅的耦合规律实验研究

论文摘要

光电探测器在军事和民用等诸多领域已得到广泛应用。激光对光电探测器的辐照效应和破坏机理的研究已经十分广泛和深入,但对于组合激光作用下的研究还很少。从现有的文献和资料上,只能得到在光强很弱时的反射系数和透射系数,大部分反射系数的测量也是基于小功率信号下进行的。本文利用积分球系统进行了波段内和波段外组合激光辐照探测器和单晶硅的实验现象及相关耦合系数的测量研究。主要工作如下:1.介绍了半导体与激光的相互作用,阐述了半导体对激光的吸收机理;引入了积分球系统,对积分球系统及其应用进行了介绍以及对基本理论进行了简单推导。2.为确保实验精度,首先是对各个探测器进行了线性标定。本文分别以CdS和单晶硅为材料放入积分球系统中进行反射和透射的绝对测量。用响应波段内(632.8nm激光)和响应波段外(1319nm激光)激光组合辐照探测器,观察探测器在波段内(波段外)不同激光功率密度下的电压输出响应。3.利用双积分球系统开展了808nm、1319nm激光辐照单晶硅的实验研究,结果表明:单晶硅对808nm激光的反射率随着入射功率的增大而减小最后趋于饱和,耦合系数随入射功率增大而增大最后趋于饱和;对1319nm激光的反射率和透射率随入射功率的增大而增大最后趋于饱和,耦合系数随入射功率增大而减小最后趋于饱和,从规律上可以得出硅与两种波长激光的作用机理存在明显区别。4.利用响应波段内(808nm激光)和响应波段外(1319nm激光)激光组合辐照硅,结果表明:在固定808nm激光功率时,硅对1319nm激光的反射率和透射率随着1319nm激光功率的增大而减小并趋于饱和,耦合系数则是先增大而后趋于饱和;在固定1319nm激光功率时,硅对1319nm激光的反射率和透射率随着808nm激光功率的增大而减小而后上升并趋于饱和,耦合系数则先增大而后呈指数减小。分析表明,在波段内激光辐照背景下,增大了对波段外激光的吸收。5.对实验数据进行了误差分析,得到测量误差约为0.005。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文工作
• 第二章 基础理论
• 2.1 半导体对激光的吸收及其相互作用
• 2.1.1 本征吸收（带间吸收）
• 2.1.2 其他吸收过程
• 2.2 积分球的工作原理
• 2.3 物理量的测量与测量结果评价
• 2.4 本章小结
• 第三章 实验研究
• 3.1 632.8nm激光和1319nm组合激光辐照CdS探测器实
• 3.1.1 实验光路电路设计
• 3.1.2 实验内容和结果
• 3.1.3 实验结果分析
• 3.2 808nm和1319nm激光辐照硅的实验研
• 3.2.1 实验光路电路设计
• 3.2.2 实验内容及结果
• 3.2.3 实验结果分析
• 3.3 808nm和1319nm组合激光辐照硅的实验研
• 3.3.1 实验光路电路设计
• 3.3.2 实验内容及结果
• 3.3.3 实验结果分析
• 3.4 测量精度分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 全文总结
• 4.1 完成的工作
• 4.2 工作中的不足
• 致谢
• 参考文献表
• 攻读硕士学位期间发表的论文