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1064 nm/532 nm皮秒激光对可见光CCD干扰损伤效应研究

韩仁杰 黄晨 郑长彬 王佳敏 孙俊杰 陈毅 于晶华 张逸文 张新 赵振 陈飞

韩仁杰, 黄晨, 郑长彬, 王佳敏, 孙俊杰, 陈毅, 于晶华, 张逸文, 张新, 赵振, 陈飞. 1064 nm/532 nm皮秒激光对可见光CCD干扰损伤效应研究[J]. 中国光学(中英文). doi: 10.37188/CO.2025-0116
引用本文: 韩仁杰, 黄晨, 郑长彬, 王佳敏, 孙俊杰, 陈毅, 于晶华, 张逸文, 张新, 赵振, 陈飞. 1064 nm/532 nm皮秒激光对可见光CCD干扰损伤效应研究[J]. 中国光学(中英文). doi: 10.37188/CO.2025-0116
HAN Ren-jie, HUANG Chen, ZHENG Chang-bin, WANG Jia-min, SUN Jun-jie, CHEN Yi, YU Jing-hua, ZHANG Yi-wen, ZHANG Xin, ZHAO Zhen, CHEN Fei. Study on the effect of 1064 nm/532 nm picosecond laser on visible light CCD interference and damage[J]. Chinese Optics. doi: 10.37188/CO.2025-0116
Citation: HAN Ren-jie, HUANG Chen, ZHENG Chang-bin, WANG Jia-min, SUN Jun-jie, CHEN Yi, YU Jing-hua, ZHANG Yi-wen, ZHANG Xin, ZHAO Zhen, CHEN Fei. Study on the effect of 1064 nm/532 nm picosecond laser on visible light CCD interference and damage[J]. Chinese Optics. doi: 10.37188/CO.2025-0116

1064 nm/532 nm皮秒激光对可见光CCD干扰损伤效应研究

cstr: 32171.14.CO.2025-0116
基金项目: 国家自然基金青年基金项目(No. 62405312);国家自然科学基金(No. 62405311)中国科学院战略性先导科技专项资助(No. XDA0380200)
详细信息
    作者简介:

    韩仁杰(2000—),男,江苏泰州人,硕士,主要从事新体制激光器应用方面的研究。E-mail:hanrenjie23@mails.ucas.ac.c

    王佳敏(1995—),女,内蒙古呼和浩特人,博士,助理研究员,2023年于中国科学院大学取得博士学位,主要从事激光辐照效应方面的研究。E-mail:wangjiamin@ciomp.ac.cn

    张 新(1991—),男,辽宁丹东人,博士,助理研究员,2021年于中国科学院长春光学精密机械与物理研究所获博士学位,主要从事新型激光技术及其应用研究。E-mail:zhang315xin@ciomp.ac.cn

    陈 飞(1982—),男,河南南阳人,博士,研究员,2011年于哈尔滨工业大学获得博士学位,主要从事新型激光技术及应用研究。E-mail:feichenny@126.com

  • 中图分类号: TN977

Study on the effect of 1064 nm/532 nm picosecond laser on visible light CCD interference and damage

Funds: Supported by National Natural Science Foundation of China (No. 62405311); the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences, Grant (No. XDA0380200)
More Information
  • 摘要:

    随着短脉冲激光技术的快速发展,CCD图像传感器受到的潜在威胁呈现区别于传统连续/长脉冲激光的新特征。为了探究不同波长短脉冲激光致CCD图像传感器干扰损伤的影响机制和作用原理,选用波长为1064 nm、532 nm,脉宽为30 ps,重复频率为1 Hz的皮秒激光对可见光CCD进行干扰损伤实验研究,通过光学显微镜、图像传感器自身成像观察CCD干扰损伤不同阶段辐照效能,分析了短脉冲激光对CCD干扰损伤的机理,对比了两种波长激光辐照CCD不同阶段的成像图像、微观形貌以及阈值。结果表明,对可见光CCD,波长532 nm激光比波长1064 nm微透镜层贯穿能力更强,波长532 nm激光比波长1064 nm激光干扰阈值低1−2个数量级,点损和线损阈值低2个数量级。

     

  • 图 1  CCD图像传感器横截面结构图

    Figure 1.  Cross-sectional structure diagram of CCD image sensor

    图 2  CCD图像传感器光谱响应曲线

    Figure 2.  spectral response curves of CCD image sensor

    图 3  激光辐照可见光CCD图像传感器实验原理图

    Figure 3.  Schematic diagram of the laser irradiation Experiment on a visible-light CCD image sensor

    图 4  激光光斑图及其灰度值分布

    Figure 4.  Laser spot image and its gray value distribution

    图 5  代表激光强度分布的灰度值分布

    Figure 5.  Gray value distribution of laser intensity

    图 6  波长1064 nm激光对CCD干扰实验结果

    Figure 6.  Results of 1064 nm laser interference experiment on CCD

    图 7  波长532 nm激光对CCD干扰实验结果

    Figure 7.  Results of 532 nm laser interference experiment on CCD

    图 8  单晶硅的吸收系数曲线

    Figure 8.  Absorption coefficient curve of silicon

    图 9  单晶硅吸收1064 nm/532 nm激光不同深度光强分布

    Figure 9.  Single crystal silicon absorption intensity distribution at different depths for 1064 nm/532 nm

    图 10  波长1064 nm点损成像、点损后成像及微透镜形貌

    Figure 10.  1064 nm point damage image, post-point damage image and microlens morphology

    图 11  波长532 nm点损成像、点损后成像及微透镜形貌

    Figure 11.  532 nm point damage image, post-point damage image and microlens morphology

    图 12  波长1064 nm线损成像、线损后成像

    Figure 12.  1064 nm line-damage image, post-line-damage image

    图 13  波长532 nm线损成像、线损后成像

    Figure 13.  532 nm line-damage image, post-line-damage image

    图 14  双波长线损处微透镜形貌

    Figure 14.  Microlens morphology characterization at dual-wavelength line-damage sites

    表  1  双波长30 ps脉冲激光辐照CCD干扰阈值对比(单位:J/cm2)

    Table  1.   Comparison of interference thresholds of CCD under dual-wavelength 30 ps pulse laser irradiation (Unit: J/cm2)

    波长 初始饱和 串扰 满靶面饱和
    1064 nm 1.91×10−4 3.34×10−3 6.00×10−2
    532 nm 4.05×10−6 9.10×10−5 3.14×10−4
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    表  2  双波长30 ps脉冲激光辐照CCD不同损伤阶段阈值对比(单位:J/cm2)

    Table  2.   Comparison study of damage thresholds at different stages in CCD under dual-wavelength 30 ps pulsed laser irradiation (Unit: J/cm2)

    波长(nm) 点损伤阈值 线损伤阈值
    1064 6.86×10−2 2.85×10−1
    532 5.78×10−4 3.42×10−3
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-09-11
  • 录用日期:  2025-12-22
  • 网络出版日期:  2026-02-09

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