上海光机所在量子阱红外探测器长波红外激光辐照损伤研究方面取得进展

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部研究团队与中国科学院上海技术物理研究所、西北核技术研究所研究团队合作，在GaAs／AlGaAs量子阱红外探测器长波红外激光单脉冲辐照损伤效应研究方面取得进展。研究成果以“Long－wave infrared laser irradiation damage effect on GaAs／AlGaAs quantum well infrared photodetector”为题发表于Physica Scripta。

作为新型光电器件，以长波红外探测为主的焦平面阵列GaAs／AlGaAs量子阱红外探测器技术得到快速发展和日益广泛应用。同时，窄脉宽大能量长波红外激光技术也在大气监测、主动遥感等领域得到越来越多的应用。量子阱红外探测器的激光辐照损伤特性研究尚待开展。

在该项工作中，研究人员通过数值模拟和实验探索初步揭示了GaAs／AlGaAs量子阱红外探测器的长波红外激光单脉冲辐照损伤特性。在简化和近似条件下，建立了探测器单脉冲激光辐照的热学和力学响应仿真模型，经数值计算获得了其热分解、熔融损伤、应力损伤的阈值。设计并开展了初步的辐照损伤实验研究，分析探测器在不同激光能量密度单脉冲激光辐照下的损伤形貌，并结合响应性能测试结果获得了探测器出现点损伤和线损伤的激光能量密度数据。

图1 不同单脉冲激光能量密度下的典型损伤形貌。（a）2．78 J／cm²；（b）5．42 J／cm²；（c）12．48 J／cm²。

图2 量子阱红外探测器辐照区域内的损伤效应。