脉宽及重频对HgCdTe探测器损伤阈值影响分析

来源：激光技术杂志2018年第2期北京时间：

作者：郑业亮, 胡以华, 赵楠翔, 任晓东

摘要：为了研究脉宽及重频对HgCdTe探测器损伤阈值影响，采用有限元法对HgCdTe红外探测器进行2维建模，以及激光辐照探测器温度场的仿真，得到了波段内外脉宽从10ns~1000ns的单脉冲激光损伤阈值。由于采用实验测定所有脉宽激光损伤阈值的办法不现实，故通过仿真计算，给出了从ns~μs量级不同激光脉宽的单脉冲探测器损伤阈值公式。结果表明，波段外单脉冲损伤阈值为9MW/cm2~0.9MW/cm2，波段内为150MW/cm2~15MW/cm2，并且探测器单脉冲损伤阈值与激光脉冲宽度呈负指数关系；当采用重频激光辐照探测器时，在相同的重复频率下，因长脉冲激光比窄脉冲宽激的脉冲间隔小，故长脉冲激光辐照时更容易出现温度积累效应，从而出现大面积损伤。这为进一步研究探测器的热应力场热弹性波和激光防护等提供了重要的理论分析依据。

关键词：激光技术, 损伤阈值, 有限元, HgCdTe, 脉冲激光