0.53μm脉冲激光辐照可见光面阵CCD的实验研究

开展脉宽为10 ns、波长为0.53μm 的脉冲激光辐照可见光面阵 CCD 的实验研究，测量了 CCD 从像元饱和、饱和串音到硬损伤的激光能量阈值。实验结果表明：像元饱和阈值为2.88～65.3μJ/cm2；饱和串音阈值为1.52×102～1.64×104μJ/cm2；CCD 点损伤阈值为5.18×104μJ/cm2，点损伤原因是激光对 CCD 表面的热熔融作用。

CCD光敏面上规则点阵的产生机理

采用1064 nm激光辐照可见光面阵CCD时,在其光敏面上观察到了规则点阵,相邻格点的间距约为99.38μm。改变激光的入射参数发现,规则点阵的产生与激光的入射能量、束散角和入射角无关,而与激光的波长有关,532,632,670和780 nm激光辐照时均没有观察到规则点阵的出现。更换不同型号的CCD,像元尺寸由3.75μm增大为5.6μm,相邻格点的间距却由99.38μm减小为63.84μm。改变前置光学系统的F数、焦距和光路结构,相邻格点的间距均保持不变。通过采用高分辨率的折返镜头开展实验,发现点阵中的每个格点与CCD光敏面上的像元一一对应,并且实验测得的格点间距与衍射效应计算的格点间距最大偏差仅为1.18μm,证明了规则点阵是由于CCD光敏面的二维光栅衍射效应引起的。

红外激光对可见光CCD成像系统的干扰

采用连续波红外激光对可见光面阵CCD成像系统进行了干扰实验,观察到饱和串扰、全屏饱和等干扰现象,并测到串扰阈值小于2.0×10^2W/cm^2,全屏饱和阈值为1.2×10^4W/cm^2。通过分析CCD输出电压、视频信号,提出基于有效干扰面积的干扰效果评估方法,并利用该方法对干扰面积与激光功率密度、辐照时间之间的关系进行了半定量分析。结果显示：激光功率密度对干扰效果的影响较大,而辐照时间在0.5～2.0 s之间时,辐照时间对CCD干扰效果的影响不明显。

XeF激光与YAG倍频激光对CCD软破坏效应对比实验研究

为了对比研究XeF(C-A)激光和YAG倍频激光对可见光面阵CCD的软破坏效应,分别建立了XeF(C-A)激光和YAG倍频激光对可见光面阵CCD辐照效应实验研究平台和CCD图像同步采集系统,在此基础上开展了上述两种激光对CCD的辐照效应实验,获得了CCD出现局部饱和、全饱和、串音以及全屏饱和时的激光能量密度阈值和CCD图像,并对实验数据进行了总结分析,采用激光能量密度阈值法和饱和面积法对CCD图像进行了分析处理。结果表明,两种激光对SONY SUPER HAD型CCD具有相同的软破坏效应。

规律性圆环测量中光电探测器的选型研究

采用可见光面阵CCD测量激光的远场能量分布时,在其光敏面上观察到了规律性圆环条纹的出现。为了精确测量圆环的能量分布和条纹间距,分析其形成机理,依据光的干涉和衍射理论,研究了面阵CCD主要参数的选取。研究结果表明:CCD的分辨率主要取决于衍射效应的条纹间距,动态范围取决于衍射条纹的级次,而最低照度由入射激光的功率和作用距离决定。研究成果可为分析规律性圆环条纹的形成机理提供技术支持和有益参考。

光电探测器的黑白屏现象及相应阈值的测算方法

采用波长为532nm的低重频高能量脉冲激光从31.5m的距离处辐照可见光面阵CCD时,试验中观察到了可见光面阵CCD的黑白屏现象。提出了准确测算可见光面阵CCD出现黑白屏现象时光敏面上激光功率密度阈值的方法。通过调节入射激光的重复频率和在光路中添加合适倍率的衰减片,测得了CCD前置光学系统的增益为4.4×103,并最终获得了CCD出现黑白屏现象时光敏面上的激光功率密度阈值为4.49W/cm2。研究结果可为实施强激光对光电探测器的致盲干扰提供理论依据和数据参考。