1064 nm激光对CMOS探测器损伤效应的实验研究

"1064纳米纳秒单脉冲激光对互补金属氧化物半导体(CMOS)探测器的损害效应进行了实验研究。随着激光能量密度的增加，探测器经历了点损伤、半边黑线损伤和十字交叉黑线损伤等硬损伤阶段。这些损伤现象对应的激光能量密度分别为0.38、0.64和1.0 J/cm²。即使在高能量密度（2.8 J/cm²）下，探测器的部分区域仍能保持功能，可以成像。研究者基于CMOS结构和工作原理，推测点损伤由热效应导致，而半边黑线和十字交叉黑线损伤则可能是电路熔断的结果。" 在该研究中，1064纳米的纳秒单脉冲激光被用于照射前照式有源型可见光CMOS探测器，以此来探究其在高能量激光照射下的耐受性和潜在损害。实验发现，随着激光能量密度逐步增强，CMOS探测器呈现出不同的损伤模式。首先，当能量密度达到0.38 J/cm²时，出现点损伤，这可能是由于局部热量积累导致的结构缺陷，进而使得漏电流增加。随着能量密度进一步提升至0.64 J/cm²，出现了半边黑线损伤，这种现象可能是因为部分电路因过热而熔断，导致信号传输中断。 当激光能量密度增至1.0 J/cm²时，损伤现象演变为十字交叉黑线，这同样是由于热效应和潜在的电路熔断。有趣的是，即使在极高的能量密度2.8 J/cm²下，尽管大部分探测器像素受到黑线覆盖，但未受损区域仍然能够正常工作，保持成像功能。这表明CMOS探测器具有一定的抗损伤能力，至少在一定程度上可以隔离并继续执行其基本功能。 通过对CMOS探测器的结构和工作原理的理论分析，研究者提出热效应是引发点损伤的关键因素，而电路的物理熔断是造成半边黑线和十字交叉黑线损伤的主要原因。这一研究对于理解高能激光对电子设备的影响、优化传感器设计以及开发防护措施具有重要意义。在未来的应用中，例如在军事、航空航天或高能物理实验等领域，对这类传感器的耐受性有很高的需求，因此，这样的实验研究对于提高设备的可靠性和生存能力至关重要。