激光与半导体材料相互作用的双电子共振吸收模型

通过提出双电子共振吸收模型,解释了激光与半导体材料相互作用时材料吸收光子的物理机制,分析了温度、掺杂数密度对吸收系数的影响;结合热峰模型,将激光的能量注入视为热源,计算出了激光入射时材料中电子温度的时空演化,通过费米狄拉克分布计算出自由电荷数密度分布,得到了电荷激发过程的计算模型,模拟了激光诱发单粒子翻转的过程。模拟结果表明,激光能量与激发电荷总量的关系是非线性的,这意味着激光能量与粒子的线性能量传输之间为非线性对应关系,与实验结果相符。

激光诱发单粒子翻转的物理过程模拟

针对激光诱发的单粒子翻转过程开展模拟,提出了激光与半导体相互作用的双电子共振吸收模型,并在此基础上推导出吸收系数随温度变化的规律。该模型能自然得到激光与半导体作用的非线性吸收结果。利用热峰模型计算激光辐照器件后的温度演化行为,模拟了激光入射器件产生的单粒子翻转过程,得到了激光能量与等效LET的对应曲线,发现该曲线不是线性关系。该曲线是由激光在半导体中的非线性吸收导致的。除此之外还模拟了激光入射后产生的自由电荷总量与激光的特性参数(脉冲宽度)的依赖性关系。