毫秒脈沖激光致硅光電二極管電學(xué)損傷的有限元分析及實(shí)驗(yàn)研究
本文選題:毫秒激光 + 光電二極管; 參考:《物理學(xué)報(bào)》2017年10期
【摘要】:為了研究毫秒脈沖激光致硅基PIN光電二極管電學(xué)損傷,基于熱傳導(dǎo)及彈塑性力學(xué)理論,在光電二極管內(nèi)部材料各向同性并且P-I-N三層結(jié)構(gòu)之間滿足溫度連續(xù)和熱流平衡條件下,建立毫秒脈沖激光輻照硅基PIN光電二極管二維軸對(duì)稱模型,采用有限元方法模擬分析了1064 nm Nd:YAG毫秒量級(jí)脈沖激光輻照硅基PIN光電二極管的溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)分布,并實(shí)驗(yàn)測(cè)量了硅基PIN光電二極管實(shí)驗(yàn)前后的電學(xué)參數(shù).結(jié)果表明,激光輻照硅基PIN光電二極管時(shí),溫升使材料表面熔融、燒蝕,并且在空間上存在溫度梯度變化,即激光輻照產(chǎn)生的熱與應(yīng)力使光敏面及硅晶格晶鍵損傷,最終造成光電探測(cè)器的探測(cè)性能下降.研究結(jié)果可為毫秒脈沖激光輻照硅基PIN光電二極管電學(xué)損傷機(jī)理奠定基礎(chǔ).
[Abstract]:In order to study the millisecond pulsed laser induced silicon PIN photodiode electrical damage, heat conduction and the elastic-plastic theory based on photodiode in the isotropic and internal material between three layers of P-I-N structure to meet the continuous temperature and heat flux under equilibrium conditions, the laser irradiation of silicon PIN photodiode two-dimensional axisymmetric finite element model of millisecond pulse. The method of simulation analysis and stress distribution of 1064 nm Nd:YAG millisecond pulsed laser irradiation of silicon PIN photodiode the magnitude of the temperature field, and measured the electrical parameters of silicon PIN photodiode before and after the experiment. The results show that the laser irradiation of silicon PIN photodiode, the temperature of the material surface melting, ablation, and the temperature gradient in the space, which is produced by laser irradiation and thermal stress of the photosensitive surface and the crystal silicon bond damage, resulting in the detection of photoelectric detector The results can lay the foundation for the electrical damage mechanism of silicon based PIN photodiodes irradiated by millisecond pulse laser.
【作者單位】: 長(zhǎng)春理工大學(xué)理學(xué)院吉林省固體激光技術(shù)與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:吉林省科學(xué)技術(shù)廳項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):20150622011JC)資助的課題~~
【分類號(hào)】:TN249;TN31
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,本文編號(hào):1732013
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