单脉冲激光损伤CCD探测器的有限元仿真

来源：激光技术杂志2016年第5期北京时间：

作者：栗兴良, 牛春晖, 马牧燕, 吕勇

摘要：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。

关键词：激光物理, CCD探测器, 有限元法, 损伤, 阈值