Damage effect of TEA CO<sub>2</sub> long wave infrared laser on detector assembly of infrared staring imaging system

Yin ZHANG; Jun-feng SHAO; Wei TANG

doi:10.37188/OPE.20212906.1217

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Damage effect of TEA CO₂ long wave infrared laser on detector assembly of infrared staring imaging system

Optoelectronic Contermeasures Technology | 更新时间：2021-07-03

- Damage effect of TEA CO₂ long wave infrared laser on detector assembly of infrared staring imaging system
- Optics and Precision Engineering Vol. 29, Issue 6, Pages: 1217-1224(2021)
- 作者机构：
  
  中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光电对抗部，吉林长春 130033
- 作者简介：
  
  E-mail： 13159754836@163.com
- 基金信息：
- DOI：10.37188/OPE.20212906.1217
  CLC： TN249
- Received：11 July 2020，
  
  Revised：26 August 2020，
  
  Published：15 June 2021
- 稿件说明：
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张引,邵俊峰,汤伟.TEA CO₂长波红外激光对红外凝视成像系统探测器组件的损伤效应[J].光学精密工程,2021,29(06):1217-1224.

ZHANG Yin,SHAO Jun-feng,TANG Wei.Damage effect of TEA CO₂ long wave infrared laser on detector assembly of infrared staring imaging system[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(06):1217-1224.
张引,邵俊峰,汤伟.TEA CO₂长波红外激光对红外凝视成像系统探测器组件的损伤效应[J].光学精密工程,2021,29(06):1217-1224. DOI： 10.37188/OPE.20212906.1217.

ZHANG Yin,SHAO Jun-feng,TANG Wei.Damage effect of TEA CO₂ long wave infrared laser on detector assembly of infrared staring imaging system[J].Optics and Precision Engineering,2021,29(06):1217-1224. DOI： 10.37188/OPE.20212906.1217.

摘要

为了探究长波红外激光对红外凝视成像系统HgCdTe红外探测器组件的损伤机理，在ANSYS软件仿真研究的基础，开展了9.3 μm激光对HgCdTe红外探测器损伤效应实验。通过利用ANSYS软件建立了激光辐照HgCdTe红外探测器的有限元理论仿真模型，获得了9.3 μm脉冲CO

激光照射下探测器模型的温升分布，以是否达到熔融温度为判定依据，得到探测器件的仿真损伤阈值。通过开展外场实验获得HgCdTe红外探测器真实工作环境下的损伤阈值，整理并分析实验结果得到HgCdTe红外探测器组件的实验损伤阈值。研究结果表明，基于有限元理论仿真得到的HgCdTe红外探测器模型的损伤阈值为0.54~1.1 J/cm

，与实验得到的损伤阈值0.69~1.23 J/cm

结果较为一致。仿真结果和实验结果均和Bartoli理论的计算结果符合得较好，验证了模型和实验结果的合理性。

Abstract

To explore the mechanism of damage caused to a HgCdTe infrared detector by a long-wave infrared laser， the damage caused by a 9.3 μm laser to an HgCdTe infrared detector was experimentally analyzed. A finite element simulation model of the HgCdTe infrared detector irradiated by the laser was established in ANSYS. The temperature rise distribution of the detector model under CO

laser irradiation with a 9.3 μm pulse was obtained. The theoretical damage threshold of the detector was determined based on whether the melting temperature had been reached. Subsequently， the damage threshold of an HgCdTe infrared detector in an actual working environment was determined through field experiments. The results show that the damage threshold is 0.54-1.1 J/cm

. The simulation results， which predict a damage threshold of 0.69-1.23 J/cm

， and the experimental results are in agreement with the Bartoli theory and are thus considered to be valid.

关键词

Keywords

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