Разработка принципов создания термооптических затворов с тонкопленочными металлическими структурами

• Автор: Шергин, Сергей Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 131 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Обзор известных литературных источников по принципам функционирования оптических затворов
1.1. Виды оптических затворов их назначение и классификация
1.1.1. Механические затворы
1.1.2. Электрооптические затворы
1.1.3. Магнитооптические затворы
1.1.4. Акустооптические затворы
1.1.5. Фототропные затворы
1.1.6. Ограничители излучения
1.2. Основные закономерности процессов взаимодействия лазерного излучения с тонкопленочными структурами
1.3. Поражающие факторы воздействия лазерного ослепляющего облучения на элементы фотоприёмных устройств
1.3.1. Постановка задачи
1.3.2. Действие наносекундных лазерных импульсов на поверхность
полупроводниковых мишеней
1.3.3. Действие лазерного излучения на глаз
1.3.4. Анализ факторов поражающего действия лазерного излучения
1.4. Обоснование выбора термооптических затворов с тонкопленочными структурами для целей защиты от поражающего воздействия лазерного излучения. Постановка задачи
2. Разработка принципов создания термооптических затворов с тонкопленочными металлическими структурами
2.1. Физическая модель процессов управления оптическими излучениями, основанных на термооптических эффектах в тонкопленочных металлических структурах, сопровождаемых фазовыми переходами и инициируемых воздействием импульсного лазерного излучения
2.1.1. Физическая модель процессов функционирования
термооптического затвора с возбуждением микродеформаций поверхности планарных микромеханических структур
2.1.2. Физическая модель процессов функционирования
термооптического затвора с- локальным удалением тонкопленочной металлической структуры
2.1.3. Термооптический затвор с локальным удалением тонкопленочной металлической структуры и «самовосстановлением» прокола
2.2. Факторы, ограничивающие быстродействие термооптических затворов, функционирующих на принципе локального удаления тонкопленочной металлической структуры

2.3. Принципы создания термооптических затворов с локальным удалением тонкопленочной металлической структуры
2.4. Основы конструирования термооптических затворов, функционирующих на принципе локального удаления тонкопленочной металлической структуры
2.4.1. Принципы конструирования термооптических затворов с локальным удалением тонкопленочной металлической структуры
2.4.2. Критерии выбора материала зеркального слоя затвора
2.4.3. Оценочные расчеты основных параметров термооптического затвора
2.5. Особенности конструирования оптико-электронных приборов, содержащих термооптический затвор с локальным удалением тонкопленочной металлической структуры
3. Экспериментальное исследование принципов создания, конструирования и процессов функционирования термооптических затворов с локальным удалением тонкопленочной металлической структуры
3.1. Основные требования к конструктивным и функциональным характеристикам термооптического затвора с локальным удалением тонкопленочной металлической структуры
3.2. Разработка методов нанесения тонкопленочных металлических структур термооптических затворов
3.2.1. Выбор состава тонкопленочных металлических структур
термооптического затвора
3.2.2. Разработка конструкции автореакторного корпуса термооптического затвора и технология его сборки
3.2.3. Изготовление герметичного корпуса в виде «таблетки»
3.2.4. Разработка и изготовление бескорпусных макетных образцов термооптических затворов
3.2.5. Технологические особенности создания тонкопленочных металлических структур затворов
3.3. Экспериментальное исследование оптических свойств и теплофизических характеристик тонких пленок щелочных и щелочноземельных металлов
3.3.1. Экспериментальное' определение отражательной способности металлов в тонких пленках
3.3.2. Спектральные характеристики тонких пленок некоторых металлов
3.4. Разработка методики и проведение экспериментальных исследований функциональных и оптических характеристик термооптических затворов с тонкопленочными металлическими структурами, находящихся под воздействием лазерных импульсов наносекундной длительности

3.4.1. Разработка экспериментального стенда для исследования в реальном масштабе времени процессов взаимодействия импульсного лазерного излучения с термооптическими затворами с наносекундным временным разрешением
3.4.2. Экспериментальные исследования функциональных и оптических характеристик макетных образцов термооптических затворов с тонкопленочными металлическими структурами
3.4.3. Проведение натурных испытаний термооптического затвора в составе оптико-электронной системы, содержащей фотоприемное устройство, защищаемое от поражающего действия лазерного излучения
Заключение
Список использованных источников

тура кристалла неограниченно возрастает при постоянной интенсивности облучения.
В работе [32] показано, что при интенсивности светового потока 109 Вт/см2, длительности импульса 40 не и диаметре зоны воздействия 30 мкм, глубина испарённой зоны в кремнии составляет 3-4 мкм.
Воздействие мощных наносекундных импульсов на полупроводники приводит как к процессам, идущим вне полупроводника (образование газа и плазмы, нагревание плазмы излучением, ионизацию газа), так и к процессам внутри - движение границы разрушения в глубину, увеличение температуры вблизи зоны воздействия лазерного луча, распространение в твердом теле вол-нежатия и разряжения.
Обнаружено плавление поверхностного слоя полупроводника.
Установлено, что при плотности излучения (2-8)-108 Вт/см2 электросопротивление 81 и ве независимо от типа проводимости сильно падает, что связывается с образованием и прохождением ударной волны. Для р-ве наблюдалось уменьшение электросопротивления на несколько порядков.
I 1-°
0,8 1 0,6 I
1 °'г о
014 0,5 0,6 0,7 0,8 0,3 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Длина волны, мкм
Рисунок 1.6 — Спектральные характеристики человеческого глаза. 1 - пропускание глазной среды; 2 - произведение пропускания на поглощение (в процентах) в пигментном эпителии сетчатки. Стрелками отмечены длины волн генерации некоторых распространенных лазеров.
При облучении и-81 излучением рубинового лазера (А.=0,694 мкм, т„=50 не) с плотностью мощности 1,2-109 Вт/см2 в кристаллах возникали дефекты, что приводило к появлению в запрещенной зоне новых уровней с энергиями 0,4 эВ и 0,45 эВ. Возникновение дефектов также связывают с прохождением ударных волн в образцах.