郭威 1常浩 2徐灿 3周伟静 2[ ... ]姬刚 2
作者单位
摘要
1 航天工程大学研究生院, 北京 101416
2 航天工程大学宇航科学与技术系, 北京 101416
3 航天工程大学航天指挥学院, 北京 101416
太阳能电池作为一种高效的光电转化器, 被广泛地应用于光伏发电系统中。 激光作为一种高亮度光源辐照电池时, 会导致其出现损伤, 可利用电池的表面散射光谱特性, 对其损伤程度进行判别。 通过目标表面散射光谱测量系统, 对激光辐照后的三结砷化镓电池散射光谱进行测量, 并计算双向反射分布函数(BRDF)。 其中测量系统主要由FX 2000和NIR 17型光纤光谱仪组成, 针对电池表面的强镜反射特性, 在实验中采用了入射角和反射角为30°的测量几何模型。 原始三结砷化镓太阳能电池的结构主要包括减反射膜DAR层、 顶电池GaInP层、 中电池GaAs层和底电池Ge层, 其散射光谱特征包括可见光谱段(500~900 nm)的吸收特性及近红外谱段(900~1 200 nm)的类周期振荡特性, 在对连续激光辐照损伤后电池的光谱特性进行实验测量后, 得到了损伤电池光谱BRDF的变化, 并结合基于薄膜干涉理论的电池散射光谱模型, 对各膜层损伤后的特征进行了分析。 结果表明: DAR层的主要作用是降低光谱反射能量, 对光谱曲线的特性影响较小; Ge层对光谱曲线形状基本无影响; 电池散射光谱吸收和干涉等特征主要由GaInP层和GaAs层所引起, 其中, GaInP层主要影响可见光谱段的吸收特性, 并对近红外谱段内的干涉特性起到调制作用, 而GaAs层主要影响近红外谱段的干涉特性, 当其损伤到一定程度后, 会导致可见光谱段内出现干涉特性。 最后, 在实验结果分析的基础上, 通过模型研究了电池各层对散射光谱特性的影响, 并讨论了基于散射光谱特性的电池损伤程度判别, 研究结果可为电池激光损伤判别提供参考。
激光辐照 三结砷化镓电池 散射光谱 表面形貌 损伤特性 Laser irradiation Triple junction gallium arsenide battery Scattered spectrum Surface appearance Damage characteristics 
光谱学与光谱分析
2023, 43(12): 3674
王晓农 1,3,4李晓霞 1,2,3,4,**白秀军 1,4刘琦 1王斌 1,*
作者单位
摘要
1 国防科技大学电子对抗学院,安徽 合肥 230037
2 脉冲功率激光技术国家重点实验室,安徽 合肥 230037
3 先进激光技术安徽省实验室,安徽 合肥 230037
4 安徽省红外与低温等离子体重点实验室,安徽 合肥 230037
针对隐身和电磁防护技术对轻质、高效新型吸波材料的需求,以ZIF-67为前驱体,通过1064 nm激光辐照快速制备Co/C复合粒子。研究辐照功率对Co/C复合材料物相、微结构、电磁参数及其2~18 GHz波段吸波性能的影响。结果表明,激光辐照制备的Co纳米晶尺寸可稳定在5~20 nm,复合材料展现出丰富的Co-C界面,从而利于提升材料对电磁波的介电损耗能力。特别地,45 mW激光辐照获得的Co/C工作频段可覆盖完整的X波段(厚度为2.6 mm),最低反射损耗高达-53.9 dB,展现出优异的吸波能力。
材料 激光辐照 ZIF-67 Co纳米晶 宽频 吸波 
光学学报
2023, 43(17): 1716001
作者单位
摘要
1 中国电子科技集团公司第二十七研究所,河南 郑州 450047
2 光电对抗测试评估技术重点实验室,河南 洛阳 471026
3 长春理工大学 物理学院,吉林 长春 130022
从理论仿真计算方面开展了脉冲激光诱导CCD探测器铝层金属温升变化的液-固相变时间特性研究。通过傅里叶热传导方程计算仿真了纳秒激光诱导CCD探测器铝层金属材料的温升曲线,获得了铝层金属材料液-固相变起始时刻和液-固相变时间长度随激光脉冲峰值功率和激光入射角度的变化规律。理论计算结果表明,随着入射激光脉冲峰值功率增加,激光诱导CCD探测器铝层表面的最高温度逐渐升高,铝层材料的液-固相变起始时刻往后延迟,且液-固相变时间长度增加;随激光入射角度的增大,铝层表面的最高温度逐渐降低,液-固相变起始时刻不断前移,而液-固相变时间长度逐渐变短。研究结果表明,激光脉冲峰值功率密度和激光入射角对激光诱导CCD探测器的液-固相变时间特性有重要影响,对揭示纳秒激光诱导CCD探测器的热损伤机制有重要的理论意义。
激光辐照 液-固相变 CCD探测器 激光入射角度 laser irradiation liquid-solid phase transition CCD detector laser incident angle 
应用光学
2023, 44(4): 898
温佳起 1,2卞进田 1,2李欣 1,2孔辉 1,2[ ... ]吕国瑞 1,2
作者单位
摘要
1 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,安徽 合肥 230037
2 国防科技大学 电子对抗学院 先进激光技术安徽省实验室,安徽 合肥 230037
3 安徽理工大学 力学与光电物理学院,安徽 淮南 232001
高能激光是对抗光电成像系统的有效手段。随着互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS)图像传感器性能和制作工艺的快速发展,其市场占有率已逐步赶超电荷耦合器件 (Charge Coupled Device, CCD),成为当前主流的图像传感器。CMOS图像传感器的激光干扰和损伤也随之成为国内外相关领域的研究热点。文中首先根据CMOS图像传感器的发展历程,对其结构和工作原理进行了介绍,并在此基础上简要分析了CMOS图像传感器在激光辐照过程中的薄弱环节,之后综述了CMOS在激光辐照下受到干扰及损伤现象的研究进展,并对干扰的评价方法和损伤阈值的主要测量方法进行了总结归纳,最后探讨了利用复合激光系统提升损伤CMOS图像传感器能力的发展现状和前景。
CMOS图像传感器 激光辐照 干扰 损伤 CMOS image sensor laser irradiation dazzle damage 
红外与激光工程
2023, 52(6): 20230269
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所,上海200083
2 西北核技术研究所,陕西 西安 710024
3 中国科学院大学,北京100049
针对室温工作的光伏型碲镉汞中波红外探测器激光辐照饱和特性进行了仿真,结果表明,中红外激光对碲镉汞材料的加热效应以及光照导致零偏压阻抗降低,是影响探测器输出量子效率的重要因素。利用一维数值仿真方法,建立了室温碲镉汞pn结的模型,计算了稳态激光辐照下器件量子效率以及零偏压阻抗。理论计算了激光辐照下的稳态温度分布近似模型,并将温度场分布耦合到仿真计算中,发现衬底厚度会影响芯片的温升,从而显著影响器件饱和阈值的大小。另外,计算表明,随着光照强度的增加,器件的零偏压阻抗降低,并将仿真结果与实测芯片参数进行了比较。计算分析为设计高饱和辐照度阈值的中波红外碲镉汞探测器提供了参考。
激光辐照 温度场 饱和特性 数值仿真 laser irradiation temperature field saturation properties numerical simulation 
红外与毫米波学报
2023, 42(2): 143
王睿星 1,3王喆 4马特 1,3崔悦 1,3[ ... ]宋宏伟 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 中国科学院 力学研究所 流固耦合系统力学重点实验室,北京 100190
2 中国科学院 力学研究所 空天飞行高温气动国家重点实验室,北京 100190
3 中国科学院大学 工程科学学院,北京 100049
4 上海宇航系统工程研究所,上海 201109
为了明确高速气流对C/SiC复合材料激光烧蚀行为的影响机制,开展了不同环境下强激光对C/SiC复合材料的烧蚀对比实验研究。利用激光器与高速风洞联合实验平台,完成了静态以及Ma 1.8,Ma 3.0,Ma 6.0气流环境下2D与3DN C/SiC复合材料激光烧蚀实验。结果表明,与静态环境相比,高速气流对C/SiC复合材料的激光烧蚀行为产生了显著的影响,气流的冲刷使得烧蚀坑呈现出更宽、更深、更光滑的变化趋势。随着气流速度的增长,线烧蚀速率与质量烧蚀速率逐渐增大,主要原因为当地静压降低引起的升华速率增大,以及动压增大引起的剥蚀速率增大。此外,通过实验对比了不同构型对C/SiC激光烧蚀行为的影响。结果表明:2D C/SiC复合材料由于厚度方向更低的导热能力、更低的孔隙率等原因,其在不同环境条件下抗烧蚀能力均强于3DN C/SiC复合材料。
C/SiC复合材料 激光辐照 高速气流 烧蚀行为 C/SiC composite laser irradiation high-speed airflow ablation behaviors 
强激光与粒子束
2023, 35(5): 051002
作者单位
摘要
西安工业大学基础学院, 陕西 西安 710021
光学薄膜对激光系统中光场的调控起着十分重要的作用, 但同时也极易受到高能量密度脉冲激光辐照的累积效应而发生损伤, 这种累积效应往往引起薄膜内部温度升高, 从而发生熔化、破裂等损伤现象。设计了Ta2O5/SiO2双层增透膜(183.33 nm/249.3 nm), 从热动力学原理出发, 构建了激光诱导Ta2O5/SiO2双层薄膜的温度场和应力场模型, 利用MATLAB软件对双层薄膜的温度及应力大小进行了仿真计算。结果表明, 激光辐照Ta2O5/SiO2双层增透膜时, 膜层均发生热损伤且产生热应力, 热应力发生突变, 膜层发生热致应力损伤, 研究结果对探究激光诱导多层薄膜热致损伤机理具有重要指导意义。
光学薄膜 激光辐照 温度场 应力场 损伤 optical films laser irradiation temperature field stress field damage 
光学与光电技术
2023, 21(1): 94
作者单位
摘要
航天工程大学 宇航科学与技术系 激光推进及其应用国家重点实验室,北京 101416
以皮秒脉宽激光多脉冲损伤太阳能电池为背景,通过激光烧蚀电池前后表面形貌、电池伏安特性、电致发光特性获得损伤特性。采用脉宽15 ps、波长1 064 nm皮秒脉冲激光辐照三结GaAs太阳能电池进行实验。通过重频调节改变激光辐照功率,对太阳能电池栅线与非栅线部位在激光辐照下的损伤特性进行分析。实验发现辐照非栅线部位时,尽管激光光斑较小,但电池内部材料已经发生损伤,主要是由于电池内部材料有序结构的破坏逐渐增大,尤其是激光功率越高时,内部损伤面积越大。当激光辐照栅线部位时,栅线部位受热熔断会极大影响太阳能电池对载流子的吸收,从而降低电池的光电转换能力,进而影响太阳能电池的电性能,使得激光辐照栅线部位损伤效果强于辐照非栅线部位。
激光辐照 皮秒脉冲激光 太阳能电池 伏安特性 表面损伤形貌 电致发光图像 laser irradiation picosecond pulsed laser solar cell voltage-current characteristic surface morphology damage electroluminescent image 
红外与激光工程
2023, 52(2): 20210870
作者单位
摘要
湖南科技学院 智能制造学院,湖南 永州 425199
倾斜刃边像分析法是调制传递函数评价方法中最常用的方法之一,该方法成像过程中光束透过能量高、实用性强,具有广泛的应用前景。将倾斜刃边像分析法应用于激光辐照条件下相机成像质量评价系统,分析方法可信有效,但需综合考虑刃边倾角度、刃边两侧灰度对比度和背景噪声等影响因素。采用倾斜刃边像分析法计算不同功率密度和光斑位置下系统不同的 MTF 曲线和 MTFA 值,结果表明:当激光功率密度偏小或光斑位置距刃边较远时,刃边对比度和MTF值影响较小;当激光功率密度逐步增大或光斑位置向刃边靠近时,局部MTF呈降低趋势变化,刃边对比度和MTF值影响逐渐增大,干扰效果也逐渐明显,尤其是在光斑覆盖目标时,MTF值无法计算,干扰效果达到最佳。因此,基于倾斜刃边像分析法可实现定性和定量评价光学相机成像质量。基于该仿真结果,建立相应的激光辐照条件下光学相机成像质量测评系统,可为光学相机激光辐照效应实验及其激光干扰效果评估提供技术支持。
光学相机 激光辐照 成像质量评价 调制传递函数 倾斜刃边像分析法 optical camera laser irradiation imaging quality evaluation modulation transfer function slanted-edge imaging quality analysis method 
红外与激光工程
2022, 51(10): 20211120
方诗彬 1严雪俊 1孔烨 1郑韬静 1[ ... ]严俊 1,2,*
作者单位
摘要
1 浙江方圆检测集团股份有限公司,浙江 杭州 310013
2 浙江工业大学材料科学与工程学院,浙江 杭州 310014
3 浙江科技学院信息与电子工程学院,浙江 杭州 310023
应用紫外-可见光(UV-Vis)漫反射光谱与拉曼光谱对海水大珠母贝养殖的具有不同金色深浅的珍珠(以下简称“金珠”)的光谱特征进行研究。结果表明,金珠对应的UV-Vis 漫反射光谱中在约360 nm、280 nm 处存在特征吸收峰,且360 nm处吸收强度与金珠的金色饱和度呈正相关性,360 nm与280 nm 两处的吸收强度存在负相关性,即:珍珠表面呈现的金色越深,360 nm 处吸收越强,280 nm处吸收越弱;反之,金色越弱,360 nm 处吸收越弱,而280 nm处吸收越强。其次,分别以405、532、785 nm波长的激发光源进行珍珠拉曼光谱检测。在同一激光波长下,随着激光能量的增加(0.05%~100%),谱图中约1086、705 cm-1处,特别是100~300 cm-1区间归属珍珠中生物文石的特征峰位渐显且峰强渐增。同时,在405 nm与532 nm 激光光源下,珍珠的拉曼光谱中约1300~1600 cm-1区间可见两处较宽的拉曼峰。上述两处特征峰随着激光能量的增大,拉曼峰的强度也随之增大且发生定向的频率位移。此外,在激光能量较低时,拉曼谱图中约1086 cm-1处文石的特征拉曼峰强度明显高于珍珠中自身有机质导致的荧光峰强。随着激光能量的提升,激光束对珍珠样品表面的辐照破坏愈加明显。该研究工作可为当前金珠颜色的形成属性及仿金珠的鉴定提供理论与技术支撑,同时对于拉曼光谱在其他类宝玉石的检测鉴定中具有一定的借鉴意义。
光谱学 海水养殖金色珍珠 紫外可见漫反射光谱 拉曼光谱 频率位移 激光辐照 
激光与光电子学进展
2022, 59(19): 1930004

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