河北普兴电子科技股份有限公司 聂永烁 王 刚



脉冲强激光辐照半导体材料损伤效应的解析研究

河北普兴电子科技股份有限公司 聂永烁 王 刚

【摘要】本文应用一维热传导、载流子耦合扩散等方程，对半导体材料在受到脉冲强激光辐照时的热输运及自由载流子输运等过程展开研究，并分析了激光对半导体材料热学、力学、光电探测器击穿等损伤的机制，以期为半导体材料的抗辐射加固技术提供科学、可靠的理论支持。

【关键词】半导体材料；脉冲强激光；损伤效应

0 引言

半导体材料与脉冲强激光之间的相互作用指的是当光学材料及探测器受到强激光束的辐照时，目标材料的表面及内部发生的光学、热学、力学，以及周围气体、各种变化物质对入射激光束的吸收及传输特性产生的反作用等一系列的物理及化学效应。其中，半导体材料是否受到损伤除了由材料的定压比热、热扩散系数以及对激光吸收系数等特征参数决定外，还受到所采用的激光的波长、脉宽、功率密度等参数的影响。近年来，随着科技的发展，对脉冲强激光辐照半导体材料而产生的破坏效应，已成为激光加工、防护，以及激光武器等技术中的一项重要课题。

1 物理机制研究

1.1 数学描述

当半导体材料受到一束连续波激光的辐照时，靶材便会将激光束的能量迅速吸收，进而被加热，并在自身表面的附近形成分布不均匀的瞬时温度场。经分析，此过程与靶材自身的能带结构，热学及光学等性质有着非常紧密的联系，并且在加热过程中，自由载流子的复合、输运等过程也起到了非常重要的作用［1］。……