国防科技大学 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 合肥 230037
建立了猫眼回波探测成像光学系统损伤程度的实验系统, 得到激光损伤CCD时猫眼回波峰值功率随辐照时间的变化曲线, 分析了回波峰值功率的变化机理, 并据此建立回波峰值功率变化与CCD损伤程度之间的联系.研究表明, 受CCD不同损伤区域的反射率及粗糙度差异的影响, 猫眼回波峰值功率随CCD损伤程度的加深呈现先显著上升再迅速下降的变化规律, 实际应用时可通过探测CCD猫眼回波强度的变化,再依据此规律来推断CCD各层结构的损伤状态.
激光对抗 激光猫眼回波 CCD光电探测器 回波峰值功率 Laser confrontation Laser cat′s eye echo CCD photodetector Cat′s eye peak power
国防科技大学 电子对抗学院 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 合肥 230037
利用分子动力学模型模拟出单个脉冲作用后的热传导过程, 并得到了在下个脉冲辐照前硅材料表面的温度变化情况, 深入探究了非辐射复合及表面浮雕结构对硅表面温度的影响, 并根据分子动力学方程数值模拟了多脉冲飞秒激光烧蚀硅材料的超快热响应, 分析了电子与晶格的瞬态热平衡和硅表面最大温度随俄歇复合的变化。针对硅材料加工领域中高频多脉冲持续扫描硅表面的情况, 建立了宏观加热机制, 以减轻加工过程中的热累积效应。当采用较高重频脉冲时, 宏观热模型计算结果表明多脉冲扫描硅表面时, 温度的热积累不仅与光源本身入射通量和重频有关, 也与扫描速度有关。实验中运用通量为1～2 J/cm2、重频为10 Hz～1 kHz的飞秒激光光源烧蚀硅靶, 发现低频脉冲下表面熔融、氧化等现象不利于产生光滑孔状形貌。
飞秒激光 分子动力学 热累积效应 数值模拟 宏观热模型 光滑孔状形貌 硅材料加工 femtosecond laser molecular dynamics thermal incubation effect numerical simulation macrothermal model smooth cavernous appearance silicon processing
国防科技大学 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
采用传输线方法研究了微通道板的短脉冲信号放大特性。分析了单脉冲信号的波形畸变以及微通道增益的变化情况。当信号饱和参数大于1时, 脉冲前沿消耗的电荷会对脉冲后沿的放大形成影响, 造成脉冲后沿增益下降。研究了多脉冲间的互扰问题。若前一脉冲放大消耗的电荷得不到及时补充, 将影响后续脉冲的放大过程。分析了信号频率对微通道板输出特性的影响。信号单脉冲电荷量恒定的情况下, 提高信号频率将使得微通道板增益显著下降; 信号平均电流恒定时, 通道增益以及输出电流基本不随信号频率发生变化。通过脉冲激光对像增强器的辐照实验, 验证了上述分析结果的正确性。
传输线方法 短脉冲信号 增益饱和 微通道板 transmission line method short pulse signal gain saturation micro-channel plate 红外与激光工程
2018, 47(12): 1204005
国防科技大学 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
根据已经建立的紫外准分子激光损伤典型光学材料的理论模型, 研究了准分子激光对透明光学材料(石英玻璃)和非透明光学材料(K9玻璃)的损伤特性, 并结合实验结果证实了理论模型的有效性。研究表明: 在准分子激光对非透明光学材料辐照下, 激光光斑半径越大, 产生的热应力和温度越小; 脉宽越小, 产生的热应力越大; 随着脉冲数的增加, 温度和热应力都逐渐增大。值得注意的是, 当重频增加至45 Hz以上时, 熔融损伤阈值开始低于应力损伤阈值, 这说明当重频增加到一定程度时, 非透明光学材料将首先产生熔融损伤, 而不再是应力损伤。在准分子激光对透明光学材料辐照下, 杂质微粒的半径和掩埋深度对光学材料温度场分布有着重要影响。但当杂质半径和掩埋深度超过一定的数值时, 杂质粒子的存在与表面温度并无联系。理论模型能够较好地解释石英玻璃前/后表面相同的初始损伤形貌特征。
激光损伤 紫外准分子激光 典型光学材料 laser damage ultraviolet excimer laser typical optical material
脉冲功率激光技术国家重点实验室, 合肥 230037
为评估激光干扰对像增强器性能的影响, 开展了连续激光对像增强器的辐照实验, 分析了激光辐照对其增益特性的影响。实验结果表明, 随着入射激光功率增加, 像增强器由点饱和逐渐发展到面饱和, 饱和光斑直径与入射光强的立方根成线性关系。点饱和所需的激光照度约为1.64 μW/cm2, 面饱和所需的激光照度约为1 371.9 μW/cm2。像增强器线性增益允许的最大激光照度约为8.95 μW/cm2, 表明点饱和前像增强器处于线性增益状态。随着入射激光功率增加, 像增强器像元之间未出现串扰现象, 表明像增强器出现了增益饱和, 其输出光强受限。
激光辐照 像增强器 串扰 增益饱和 laser irradiation image intensifier crosstalk gain saturation
电子工程学院 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 合肥 230037
当基于微通道板(MCP)的光电探测器受到强辐射干扰时, MCP的饱和将导致探测器的时间分辨率和空间分辨率发生改变.本文建立了饱和工作状态下MCP电子云运动仿真模型, 与常规的线性工作状态的不同之处在于, 该模型考虑了MCP通道壁上累积的正电荷对通道内电子云运动特性的影响.仿真结果表明, 当MCP工作在线性状态, 电极浸入深度的不同对通道电子云能量分布有很大差异, 而工作在饱和状态, 通道电子云能量分布趋于一致.电子能量分布曲线与相关文献的实验数据拟合良好, 验证了模型的正确性.
微通道板 饱和 电子云 渡跃时间 Microchannel plate Saturation Monte Carlo Monte Carlo Electron cloud Transit time 光子学报
2017, 46(11): 1125001
电子工程学院 脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
为评估像增强器对强光的响应特性, 开展了连续激光对像增强器的辐照实验, 分析了激光辐照对其增益特性的影响。实验结果表明: 持续增加激光功率, 直到光阴极处激光功率密度达到点饱和阈值激光功率密度的8×104倍时,仍未出现像元串扰现象, 表明像增强器出现了增益饱和, 其输出光强受限。建立了像增强器的微通道板等效电路模型, 分析了微通道板的增益特性, 得到微通道板线性增益允许的最大入射电流约为1.64×10-10 A。该结果非常接近实验测量值, 表明通道损失的电子得不到及时补充是增益饱和的主要原因。
激光辐照 像增强器 增益饱和 微通道板 laser irradiation image intensifier gain saturation microchannel plate 红外与激光工程
2017, 46(10): 1003005
电子工程学院脉冲功率激光技术国家重点实验室, 安徽 合肥 230037
利用光程差变化信息对红外干涉图进行非线性校正可以有效降低干涉仪动镜非匀速运动对傅里叶变换红外光谱仪性能的影响。在合成正交相位解调的光程差信息反演方法基础上, 建立了基于该方法的红外干涉图非线性校正 FTIR光谱仪仿真模型。对该模型的性能参数进行了仿真分析, 仿真结果表明了合成正交相位解调方法的有效性。
合成正交相位解调 光程差非线性 FTIR光谱仪 synthetic quadrature phase detector/demodulator non-linearity of the optical difference FTIR spectrometer model
