皮秒激光对电荷耦合器件多脉冲损伤效应研究

为了研究短脉冲激光对光电系统的作用机理,开展了高重频皮秒激光对行间转移Wat-902B型电荷耦合器件（CCD）的损伤实验研究,并对损伤机理进行了分析。调整皮秒激光指向相机光学系统入瞳位置,并使用电动转台方法控制激光与光学系统的交汇时间,从而控制到达光电探测器的脉冲个数。采用激光传输的二阶矩理论获得了激光到达CCD靶面的光斑能量分布,光斑测试精度优于20.3%.考虑到实验误差,1.5 ns、400 ps千赫兹高重频激光条件下,转台转速201°/s,器件功能性损伤阈值为13.6-121.0 mJ/cm2,显著小于单脉冲损伤阈值263-1 146 mJ/cm2.单脉冲器件功能性失效机理为垂直转移电路电极间短路,多脉冲激光条件下的器件功能性失效机理与单脉冲损伤显著不同,表现为多线损伤的积累过程。

芯片毛细管电泳-激光诱导荧光-电荷耦合器件检测系统

采用自组建的芯片毛细管电泳 -激光诱导荧光 -电荷耦合器件 ( CCD)检测系统在数十秒内满意地分离了曙红和荧光素。设计了一种进样、分离电路 ,可以有效地消除进样通道的样品溶液向分离通道的渗漏。解决了由这种渗漏所引起的电泳峰变宽、拖尾等问题。

激光脉冲串对电荷耦合器件积累损伤效应研究

为了研究激光脉冲串对光电系统的损伤和致盲机理,开展了重频纳秒激光对黑白行间转移相机电荷耦合器件的损伤实验研究。实验结果表明:存在两种积累损伤效应机理,多个脉冲到达CCD靶面同一位置的损伤或致盲具有积累效应,多个脉冲积累损伤能够显著降低线损伤和全靶面损伤阈值,降低程度与脉冲个数、激光到靶能量密度有关。致盲机理与单脉冲致盲机理相同,均表现为器件垂直转移电路间及地间的短路;而激光脉冲串到达CCD靶面的不同位置也能够实现器件的功能性失效,其机制与单脉冲损伤显著不同,仅表现为线损伤的叠加,并未造成器件电路紊乱,功能性损伤阈值即对应线损伤阈值660 mJ/cm^2,而小于单次致盲阈值1 500~2 200 mJ/cm^2。

增强型电荷耦合器件用于毛细管电泳激光诱导荧光的检测

增强型电荷耦合器件用于毛细管电泳激光诱导荧光的检测马明生，吴晓军，刘国诠（中国科学院化学研究所，北京，１０００８０）关键词增强型电荷耦合器件，激光诱导荧光，毛细管电泳，异硫氰酸荧光黄近年来，毛细管电泳技术在生化分离、分析中得到广泛的应用。目前，毛细管...

电荷耦合器件激光自准直系统轴系精度分析

随着导弹瞄准精度和射击精度的提高 ,对于配套的导弹瞄准测量系统的精度要求越来越高。电荷耦合器件 (CCD)激光自准直系统的轴系精度很大程度上决定整个仪器的测量精度和使用精度 ,运用传统的误差理论 ,分析了影响轴系精度的尺寸、形状、位置误差等各种因素。针对该系统的垂直轴和水平轴的结构特点 ,进行了详细的轴系精度分析。通过对多批量设备的检测 ,其结果证明此系统轴系精度非常高 ,说明其结构设计是合理的。

舰载雷达CCD激光经纬仪标校方法研究

提出了以电荷耦合器件激光经纬仪作为真值获取手段标校舰载雷达,分析了标校原理,介绍了该标校方法采用的关键技术,给出了应用效果。该方法克服了传统光学标校法和有源标校法中存在的不足,提供的真值精度高,系统操作简便、快捷,方法科学、合理,通用性强,具有推广价值。

半导体激光经纬仪光电自准直测角当量的标定

采用半导体激光器作光源、线阵 CCD作光电传感器研制了一台全新的、适于野外使用的半导体激光经纬仪。CCD光电自准直测角零位及当量的标定 ,直接关系到仪器的精度 ,我们采用一种简便、易实现的方法对 CCD自准直测角零位及当量进行了标定 ,并给出了标定结果。

电荷耦合器件在电子束参数测量中的损伤问题

针对直线感应电子加速器(LIA)实验束参数测量技术应用过程中,电荷耦合器件(CCD)在纳秒激光辐照下工作的损伤效应方面进行研究。在分析CCD感光成像原理及其高能粒子测量应用的基础上,通过监测这种辐射下CCD输出信号的变化和实验后CCD的成像,对CCD中发生的软、硬损伤进行探讨,得到CCD能量损伤阈值的光子的响应特性和辐射损伤评估,保证了加速器束参数测量的可靠性。

基于线阵电荷耦合器件的数字差分式肌张力传感器

基于线阵电荷耦合器件(charge coupled device,CCD)设计了一种数字差分式肌张力传感器,以悬臂梁为弹性元件,线阵CCD为检测元件,将张力变化转化为激光光斑在CCD感光窗口上的位置变化,实现了肌张力的数字差分式测量。采用两组线阵CCD对称式设计,使传感器具有差动式测量的优点;位移变化是以线阵CCD像元的数量来体现,使传感器具有数字化测量的特点。结果证明,测量方法具有数字差分的特征,显著降低了传感器的非线性误差和迟滞,适用于微张力的数字化测量。

陀螺经纬仪的读数方法比较研究

介绍了陀螺定向测量中三种不同的数据采集方法,分析了各种方法的优缺点。作者认为传感器采集数据自动化程度高,精度高,特别是运用位置敏感探测器(PSD)采样数据量大,具有一定的抗干扰能力,但在运用传感器采样时必须注意克服非线性误差。

新型绝对码盘在便携式经纬仪中的应用

由于具有绝对零位的便携式经纬仪开机后必须过零,且零位不稳定,故不能较长时间标定某一方位。为研制具有绝对编码的便携式经纬仪,基于并行光学码盘的理论,提出了一种以左移循环码为编码方式的串行码盘传感器思想,以CCD作为此设计的感应和细分元件,将码盘编码进行软件识别与细分。实验结果表明:串行码盘可以作为一种新型角度传感器。

激光退火在背照式CCD图像传感器中的应用研究

激光退火是消除背照式电荷耦合器件(CCD)图像传感器背面势阱的重要工艺。文章研究了激光退火工艺中不同的激光波长、能量密度、光斑交叠率对掺杂杂质激活效率、器件表面形貌、成像质量及紫外量子效率的影响。研究结果表明,在浅结注入的情况下,355 nm波长激光激活效率要优于532 nm激光,但是355 nm激光比532 nm激光更易在较低能量密度时使硅片出现龟裂现象。采用2 J/cm^(2)能量密度、50%~65%交叠率,355 nm激光能有效激活离子注入的硼离子,背照式CCD图像传感器成像均匀性好,紫外量子效率明显提升。

激光对CCD器件破坏时几种阈值的测量

本文简要地分析了激光与ＭＯＳ结构ＣＣＤ器件相互作用全过程，提出了该破坏过程中的几种损伤阈值。在进行了实际测试的基础上，首次得到了Ｑ开关ＹＡＧ激光致使该种器件产生的热熔融阈值、光学击穿阈值、直接破坏阈值和致使整个器件失效的激光能量阈值等有关结果。

提高CCD激光自准直测角精度的硬件方法

设计了一个CCD激光自准直测角系统。为提高系统的测量精度,对系统中的硬件参数进行了研究,包括小孔光阑的直径、CCD的积分时间、会聚镜头的焦距值、采集卡的亮度和对比度参数等。分别对各硬件参数进行分析,得出优化值并对系统进行了改进。对改进前后的系统进行对比实验,实验结果表明:改进后系统的测角误差由原来的5.0″提高到了1.0″,处理一帧图像的平均时间为0.417 s,满足实际要求。对CCD激光自准直测角系统中的硬件参数进行优化,可有效改善图像质量,提高系统的测量精度。

激光对CCD固体摄象器的饱和干扰效应

本文主要研究不同脉冲宽度的１０６μｍ和０５３μｍ脉冲激光对ＣＣＤ固体摄象器的饱和干扰效应

1.319μm连续YAG激光束对可见光面阵CCD系统的干扰研究

利用1.319μm连续钇铝石榴石激光对可见光面阵CCD系统进行干扰实验,分析了该CCD系统发生干扰饱和的原因,计算了1.319μm激光辐照面阵可见光CCD的干扰饱和阈值,利用实验数据在定量上验证了计算结果。当像面上激光功率密度达到102W/cm2量级时,CCD出现饱和串音,达到103W/cm2量级时,出现全屏饱和。

双通道激光主动探测系统

为了有效探测"猫眼"目标的微弱回波信号并获得目标区域的直观图像信息,设计了基于雪崩光电二极管(APD)单元探测器和电荷耦合器件(CCD)面阵探测器的双通道激光主动探测系统。介绍了硬件设计的基本思路,包括各模块功能、组成和主要部件所采用的型号。针对双通道探测模式的关键技术,阐述了APD探测模式下接收放大电路的设计方法,并分析了CCD探测模式下响应波长的匹配问题。最后,在外场条件下,利用望远镜和激光测距机等典型"猫眼"目标对该双通道激光主动探测系统进行了实验验证。实验结果表明,利用APD探测模式进行探测时,550m距离处望远镜的回波能量响应是类镜面目标回波能量响应的2.87倍以上;利用CCD探测模式进行探测时,550m距离处望远镜的回波能量响应和2 500m距离处激光测距机光学窗口的回波能量响应分别是背景目标回波能量响应的2.72倍和2.31倍以上。该双通道激光主动探测系统可将典型"猫眼"目标从背景及干扰目标中清晰检出,验证了探测系统设计的合理性和有效性。

基于CCD成像的侧向散射激光雷达几何标定方法

通过分析CCD成像特点,设计了侧向散射激光雷达几何标定实验,得到CCD各像元的角宽度,并确定了CCD像元与散射光位置之间的对应关系.对两次实验中采集的回波信号进行标定,并分别与POM02进行相函数比对、与后向散射激光雷达进行探测信号比对,结果表明:相函数廓线和POM02测量结果相吻合;侧向散射激光雷达信号与后向散射雷达的距离修正信号在650m以上的变化趋势一致.侧向散射激光雷达弥补了后向散射激光雷达在近地面段不能探测气溶胶的不足,该标定方法可靠,为进一步利用侧向散射激光雷达研究近地面气溶胶的时空分布奠定了坚实的基础.

CCD在fs激光辐照下的损伤研究

用脉宽为60fs、波长为800nm的fs激光辐照电荷耦合器件,研究了电荷耦合器件在fs激光作用下的失效问题。实验得到fs激光作用下电荷耦合器件的失效阈值为4. 22×10-3 J/cm2。这比ns激光作用下电荷耦合器件的损伤阈值低2~3个量级。对该器件进行显微观测,在光敏元上没有发现损伤,但在器件的栅极上发现了明显的激光引起的损伤痕迹。

红外激光对可见光成像系统的硬损伤

采用波长为1315nm的连续波化学氧碘激光对某型摄像机进行了辐照实验,研究了可见光CCD成像系统在响应波段外红外激光辐照下的硬损伤效应。开展了光学系统变光圈尺寸下的激光辐照实验,发现当辐照水平一定的情况下,光圈尺寸越小,光学系统越难发生硬损伤,并解释了该现象的成因;测量到光圈尺寸最大、最小两种状态下的光学系统硬损伤功率阈值分别为几十W、几百W;得到CCD的激光损伤阈值为5.5×104W/cm2;结合相机输出的视频图像与显微镜拍到的被损感光器件实物照片分析了硬损伤机理。