单粒子翻转脉冲激光模拟的能量阈值的计算

根据光的吸收机理 ,分析了单粒子效应脉冲激光模拟实验中所需用的脉冲激光的特点 ,探讨了脉冲激光单粒子效应的 Monte Carlo计算模拟途径。在只考虑光电效应的简化下 ,得到存储器硅片单粒子翻转时入射脉冲激光能量阈值与临界电荷的计算关系式 ,进而给出该硅片的翻转截面的计算公式。在给定了存储器硅片的临界电荷的情况下 ,对入射脉冲激光能量阈值和单粒子翻转截面进行了计算。

激光烧蚀制备纳米Si晶粒的激光能量密度阈值

在10Pa的Ar环境气氛下，采用脉冲激光烧蚀方法在玻璃或单晶Si（111）衬底上制备了纳米Si晶薄膜。为了确定能够形成纳米Si晶粒的激光能量密度阈值，在0.40-1.05J／cm^2内实验研究了激光能量密度对纳米Si晶粒形成的影响。扫描电子显微镜（SEM）测量证实，随着激光能量密度的减小，所形成的纳米Si晶粒数目逐渐减少。当激光能量密度低于0.43J／cm^2时，衬底表面不再有纳米Si晶粒形成。从激光烧蚀动力学角度出发，对实验结果进行了定性分析。

重离子和脉冲激光模拟单粒子翻转阈值等效性研究

根据重离子和脉冲激发诱发单粒子翻转机理,分析了重离子和脉冲激光模拟单粒子翻转阈值(激光能量与重离子线性能量转移(LET))等效方法,得出脉冲激光与重离子单粒子翻转阈值等效计算公式。应用实验室的激光模拟单粒子效应试验系统,开展了几种器件和集成电路的单粒子翻转实验研究。利用获得的计算公式计算激光等效LET阈值,并与国内外重离子实测数据进行比较。结果表明,脉冲激光能量等效LET阈值与重离子试验LET阈值较为一致。

飞秒激光与金属作用机理

对脉冲激光沉积过程中激光和金属作用的微观机制进行了深入分析.通过双温方程模拟得到飞秒激光作用金靶材温度随时间变化的图像.该图像反应出激光和金属表面及内部晶格作用特点.进一步分析得知,当晶格温度大于金属沸点时将会产生高能的等离子体.通过数值模拟找出了产生等离子体所需激光的能量阈值,这样能够帮助纳米材料的制备者选择激光,制备出优质的纳米薄膜.

机载大气探测激光雷达人眼安全分析

依据美国ANSI标准，模拟计算了0～12km的高度范围内不同的激光束发散角和不同激光脉冲能量比例的532和1064nm激光脉冲人眼安全最大阈值能量。给出两种532和1064nm激光脉冲人眼安全最大阈值能量分配方案：（1）激光束发散角为0.3mrad且532与1064nm的激光脉冲最大阈值能量之比为1∶2；（2）激光束发散角为0.4mrad且532与1064nm的激光脉冲最大阈值能量之比为1∶1。分析了用这两种激光脉冲人眼安全最大阈值能量分配方案探测模式大气时所对应的信噪比。分析结果表明：这两种方案既能保证机载激光雷达对模式大气探测时地面人眼安全又能达到探测所要求的信噪比。

LICVD法纳米硅制备过程中的成核及生长

自行设计制备了激光诱导化学气相沉积法(LICVD)纳米制粉装置,利用该装置制备的纳米硅粉其粒度波动在30～60nm之间。通过对不同反应气体流量条件下的激光能量阈值研究表明,随反应气体流量的增加,所需激光能量阈值大致成线性增加。利用透射电镜和高分辨电镜对其形貌进行了表征,并对其成核与生长进行了分析,在成核长大初期,晶核周围的Si原子浓度较高,纳米硅晶应以层状长大方式为主。当纳米晶中有螺型位错等晶体缺陷形成时,会为Si原子的"落座"提供生长所需的台阶源,晶粒将以螺旋状生长方式长大。在长大过程中,纳米晶会发生跳跃式长大现象。以跳跃方式长大的晶粒通常在两晶粒的结合面处伴有晶体缺陷发生或亚晶界产生。较低的反应气体流速条件下,纳米硅的择优生长方向为<112>晶向;而在较高的反应气体流速条件下其择优生长方向变为<111>晶向。

机载激光雷达沙尘探测能量优化配置的统计研究

依据美国ANSI标准，结合1999～2004年间地基激光雷达探测的合肥地区沙尘暴消光廓线，统计分析了机载大气探测激光雷达探测沙尘时偏振532nm垂直通道和1064nm通道所需的最小激光能量，模拟计算了机载大气探测激光雷达探测沙尘暴时在0-12km高度范围内不同激光束发散角和激光脉冲能量比例的532nm和1064nm激光脉冲眼睛安全最大阈值能量。以合肥地区沙尘暴消光特性的统计结果、地面人眼安全标准和两个“瓶颈”通道的探测能力为依据提出两种激光脉冲能量配置方案。