激光干扰探测器饱和面积非线性效应研究
2021-01-09郎晓萍张亚男李晓英牛春晖
激光技术 2021年1期
郎晓萍,张亚男,李晓英,牛春晖
(北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院,北京 100192)
引 言
电荷耦合器件(charge coupled device,CCD)具有体积小、动态范围大、抗畸变及灵敏度高等优点,被广泛应运用在军事作战、航天、医药诊断和工业检测等领域。在现代高技术战争中,光电对抗作为一种全新的作战手段在不断发展和壮大,光电对抗也从传统军事力量的一种补充演变为克敌制胜的一种有效手段。在光电对抗中,CCD极易受到激光的辐射干扰,严重情况下会导致传感器无法正常工作,甚至导致传感器内部结构损坏以及材料的永久性损伤,从而无法再成像。因此,研究不同性能激光对CCD的干扰,对于提高CCD抗干扰性能以及提高我国在光电对抗领域作战能力具有重要意义。
目前国内外大多数研究集中于红外脉冲或连续激光对CCD图像传感器的干扰和损伤实验[1-9],部分学者开展了对激光干扰CCD的有限元或其它方式的仿真研究[10-19];其中参考文献[19]中介绍了“水桶模型”来描述光生载流子的扩散方式,并推导出饱和像元在积分前期数量增长的线性模型,但结果并不能准确描述整个积分过程的非线性关系。
根据激光作用CCD探测器后载流子随积分时间的非线性增长方式以及载流子在CCD像元间扩散时,超过像元势阱容量的载流子被CCD特有通道导出的特性,针对已有的“水桶模型”存在的误差对该模型进行修正,从而获得符合实际干扰情况的非线性关系,且仿真结果与实验数据吻合良好,丰富了激光对CCD干扰的研究。……
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