留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

纳秒激光辐照下HgCdTe光伏探测器的瞬态响应特性退化

徐作冬 张检民 林新伟 邵碧波

徐作冬, 张检民, 林新伟, 邵碧波. 纳秒激光辐照下HgCdTe光伏探测器的瞬态响应特性退化[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(1): 106001-0106001(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0106001
引用本文: 徐作冬, 张检民, 林新伟, 邵碧波. 纳秒激光辐照下HgCdTe光伏探测器的瞬态响应特性退化[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(1): 106001-0106001(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0106001
Xu Zuodong, Zhang Jianmin, Lin Xinwei, Shao Bibo. Transient response degradation of HgCdTe photovoltaic detectors under irradiation of nanosecond laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(1): 106001-0106001(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0106001
Citation: Xu Zuodong, Zhang Jianmin, Lin Xinwei, Shao Bibo. Transient response degradation of HgCdTe photovoltaic detectors under irradiation of nanosecond laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(1): 106001-0106001(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0106001

纳秒激光辐照下HgCdTe光伏探测器的瞬态响应特性退化

doi: 10.3788/IRLA201847.0106001
基金项目: 

激光与物质相互作用国家重点实验室基础研究基金(SKLLIM1401);西北核技术研究所长线预研基金(12111502)

详细信息
    作者简介:

    徐作冬(1982-),男,高级工程师,硕士,主要从事光电探测器激光辐照效应方面的研究。Email:xuzuodong@nint.ac.cn

  • 中图分类号: TN215;TN249

Transient response degradation of HgCdTe photovoltaic detectors under irradiation of nanosecond laser

  • 摘要: 为研究光伏探测器瞬态响应特性在短脉冲激光作用下的变化规律,以一种室温下零偏压工作的HgCdTe光电二极管为实验对象,测量了该器件对脉冲宽度约16 ns的不同强度响应波段内激光的响应信号波形。在探测器的对数线性响应区内,随着入射激光能量密度从约7.2 nJ/cm2增大到75 J/cm2,响应波形的宽度逐渐增大,半高宽约由55 ns增大到235 ns,底宽约由170 ns增大到380 ns。脉冲响应波形的展宽意味着器件的瞬态响应特性发生了退化。通过分析强注入条件下光电二极管准中性区光生载流子扩散过程,以及结电场与结电容变化对过剩载流子输运过程的影响,对上述光伏探测器瞬态响应特性退化的特征进行了机理解释。
  • [1] Yang Chenghua, Zhang Yong, Zhao Yuan. Enhancement of heterodyne efficiency of heterodyne LADAR system with APD array detector based on array lighting[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(10):3269-3275.
    [2] Liu Zhaojun, Zhou Feng, Li Yu. Demands analysis of IR detectors for space remote sensor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2008, 37(1):25-29. (in Chinese)刘兆军, 周峰, 李瑜. 航天光学遥感器对红外探测器的需求分析[J]. 红外与激光工程, 2008, 37(1):25-29.
    [3] Dai Yonghong, Liu Yanfei, Zhou Haotian, et al. Sensitivity testing and experiment of balanced photodetectors in the space coherent optical communication[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(10):3110-3116. (in Chinese)代永红, 刘彦飞, 周浩天, 等. 空间相干光通信中平衡探测器灵敏度测试实验[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(10):3110-3116.
    [4] Dou Xian'an, Sun Xiaoquan, Wang Zuolai. Experimental research on saturation characteristics of silicon p-i-n photodiode induced by femtosecond laser[J]. Chinese Journal of Quantum Electronics, 201, 29(6):671-676.
    [5] Zakharova I K, Rafailov Michael K. Detector response to high repetition rate ultra-short laser pulses(I)[C]//SPIE, 2015, 9467:946726.
    [6] Dou Xian'an, Sun Xiaoquan. Model of transient bleaching effect of the direct bandgap semiconductor induced by femtosecond laser[J]. Chinese Journal of Lasers, 2012, 39(6):0602007. (in Chinese)豆贤安, 孙晓泉. 飞秒激光诱发直接带隙半导体瞬态漂白效应建模[J]. 中国激光, 2012, 39(6):0602007.
    [7] Hu Wei, Sun Xiaoquan, Dou Xian'an. Analysis of the negative voltage-response in the InGaAs p-i-n photodiode under mode-locked laser illumination[J]. Journal of Infrared and Millimeter Waves, 2015, 34(1):36-40. (in Chinese)胡伟, 孙晓泉, 豆贤安. 锁模激光照射下InGaAs p-i-n管的负电压响应机理[J]. 红外与毫米波学报, 2015, 34(1):36-40.
    [8] Hu Wei, Dou Xian'an, Sun Xiaoquan. The analysis of the photo carriers of the InGaAs p-i-n photodiode response to the high optical injection[J]. Acta Photonica Sinica, 2014, 43(6):0625001.
    [9] Cui Haoyang, Li Zhifeng, Ma Fajun, et al. Negative photovoltaic response in HgCdTe infrared photovoltaic detectors irradiated with picosecond pulsed laser[J]. Journal of Infrared and Millimeter Waves, 2009, 28(3):161-164. (in Chinese)崔昊杨, 李志锋, 马法君, 等. 皮秒脉冲激光照射下碲镉汞光伏红外探测器的负光伏响应新现象[J]. 红外与毫米波学报, 2009, 28(3):161-164.
    [10] Cui Haoyang, Zeng Jundong, Tang Nanyun, et al. Sduty of Schottky contact in HgCdTe infrared photovoltaic detectors[J]. Optical Quantum Electronics, 2013, 45(7):635-640.
    [11] Rogalski Antoni. Infrared Detectors[M]. Florida:CRC Press, 2011:213-214.
  • [1] 陈一夫, 常浩, 周伟静, 于程浩.  脉冲激光辐照太阳能电池响应及光电转化影响 . 红外与激光工程, 2020, 49(S1): 20200262-20200262. doi: 10.3788/IRLA20200262
    [2] 安恒, 李得天, 文轩, 张晨光, 王鷁, 马奎安, 李存惠, 薛玉雄, 杨生胜, 曹洲.  高速PWM单粒子瞬态效应脉冲激光模拟试验研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(8): 20190533-1-20190533-7. doi: 10.3788/IRLA20190533
    [3] 安恒, 张晨光, 杨生胜, 薛玉雄, 王光毅, 王俊.  SiGeBiCMOS线性器件脉冲激光单粒子瞬态效应研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 320001-0320001(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0320001
    [4] 师宇斌, 张检民, 张震, 林新伟, 程德艳, 窦鹏程.  基于等效电路参数提取的硅光电二极管激光损伤机理分析 . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 106002-0106002(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0106002
    [5] 李云鹏, 张检民, 窦鹏程, 师宇斌, 冯国斌.  单结GaAs太阳电池连续激光辐照热损伤机理 . 红外与激光工程, 2018, 47(5): 506001-0506001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0506001
    [6] 车兴森, 侯立飞, 杨轶濛, 杜华冰, 杨国洪, 韦敏习.  用于平响应X光探测器的复合滤片参数优化 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1017008-1017008(5). doi: 10.3788/IRLA201776.1017008
    [7] 陈海东, 赵坤, 史学舜, 刘长明, 刘玉龙, 刘红博.  基于长波红外探测器绝对光谱响应度测量的激光源 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1205002-1205002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1205002
    [8] 许中杰, 程湘爱, 江天, 苗锡奎, 胡伟达, 陈效双.  强光辐照下面阵探测器响应特性全流程仿真框架研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(S1): 56-62. doi: 10.3788/IRLA201746.S106010
    [9] 郝立超, 黄爱波, 解晓辉, 李辉, 赖灿雄, 陈洪雷, 魏彦锋, 丁瑞军.  32×32甚长波红外HgCdTe焦平面器件 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 504001-0504001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0504001
    [10] 窦鹏程, 冯国斌, 张检民, 林新伟, 李云鹏, 师宇斌, 张震.  激光诱导三结砷化镓太阳电池短路电流增大现象与机理 . 红外与激光工程, 2017, 46(S1): 50-55. doi: 10.3788/IRLA201746.S106009
    [11] 张月, 王睿, 杨海峰.  线阵碲镉汞探测器对纳秒脉冲激光的反常响应规律及机理 . 红外与激光工程, 2017, 46(10): 1003003-1003003(7). doi: 10.3788/IRLA201748.1003003
    [12] 乔辉, 陈心恬, 赵水平, 兰添翼, 王妮丽, 朱龙源, 李向阳.  化学机械抛光产生的碲镉汞材料亚表面损伤层的研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1204001-1204001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1204001
    [13] 罗世魁, 成桂梅.  基于高导热碳纤维的HgCdTe大面阵探测器热适配结构在空间红外遥感相机中的应用 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 704001-0704001(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0704001
    [14] 赵坤, 史学舜, 刘长明, 刘玉龙, 陈海东, 刘红博, 陈坤峰, 李立功.  用于探测器中红外绝对光谱响应度测量的激光源 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 705005-0705005(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0705005
    [15] 王文娟, 王少伟, 陆卫, 陈飞良, 张英, 孙晓岚, 李宁, 李志锋, 李雪.  激光选择聚焦的响应增强型光电探测器 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1416-1420.
    [16] 范哲, 张春熹, 牛燕雄, 孙绪印, 罗娜, 潘建业.  光电探测器非线性响应对相干激光多普勒测速仪的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2103-2107.
    [17] 吴思捷, 赵晓蓓, 杨东升, 闫杰.  激光辐照对红外探测器的损伤 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1184-1188.
    [18] 崔宝双, 魏彦锋, 孙权志, 杨建荣.  液相外延HgCdTe薄膜组分均匀性对器件响应光谱的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 845-849.
    [19] 解晓辉, 廖清君, 杨勇斌, 马伟平, 邢雯, 陈昱, 周诚, 胡晓宁.  HgCdTe 甚长波红外光伏器件的光电性能 . 红外与激光工程, 2013, 42(5): 1141-1145.
    [20] 邱伟成, 王睿, 许中杰, 程湘爱.  基于CTIA的PV-HgCdTe线阵近红外激光响应特性 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1394-1398.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  174
  • HTML全文浏览量:  23
  • PDF下载量:  52
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-05-10
  • 修回日期:  2017-08-20
  • 刊出日期:  2018-01-25

纳秒激光辐照下HgCdTe光伏探测器的瞬态响应特性退化

doi: 10.3788/IRLA201847.0106001
    作者简介:

    徐作冬(1982-),男,高级工程师,硕士,主要从事光电探测器激光辐照效应方面的研究。Email:xuzuodong@nint.ac.cn

基金项目:

激光与物质相互作用国家重点实验室基础研究基金(SKLLIM1401);西北核技术研究所长线预研基金(12111502)

  • 中图分类号: TN215;TN249

摘要: 为研究光伏探测器瞬态响应特性在短脉冲激光作用下的变化规律,以一种室温下零偏压工作的HgCdTe光电二极管为实验对象,测量了该器件对脉冲宽度约16 ns的不同强度响应波段内激光的响应信号波形。在探测器的对数线性响应区内,随着入射激光能量密度从约7.2 nJ/cm2增大到75 J/cm2,响应波形的宽度逐渐增大,半高宽约由55 ns增大到235 ns,底宽约由170 ns增大到380 ns。脉冲响应波形的展宽意味着器件的瞬态响应特性发生了退化。通过分析强注入条件下光电二极管准中性区光生载流子扩散过程,以及结电场与结电容变化对过剩载流子输运过程的影响,对上述光伏探测器瞬态响应特性退化的特征进行了机理解释。

English Abstract

参考文献 (11)

目录

    /

    返回文章
    返回