一种多波长激光模拟电离辐射效应试验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于直线滑台快速转换光路的多波长激光模拟电离辐射效应试验系统，该系统包括多波长脉冲激光光源、多路衰减系统和测控系统三个部分。本发明专利技术通过沿直线滑台方向移动侧窥式光路来实现多波长激光与衰减系统的快速匹配，通过测控系统实现脉冲激光对待测器件的辐照，采集并记录待测器件瞬时响应电信号和器件辐照区域的图像信息，用以模拟γ射线等辐射源作用于半导体器件的电离辐射效应。该系统具有快速转换光路、安全性高等特点，可有效解决传统半导体器件激光模拟系统激光波长单一、切换光路复杂等问题，为不同带隙半导体器件电离辐照效应的激光模拟系统提供技术途径。途径。途径。

【技术实现步骤摘要】
一种多波长激光模拟电离辐射效应试验系统


[0001]本专利技术属于半导体器件辐射效应技术，特别涉及一种多波长激光模拟电离辐射效应试验系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着电子技术的飞速发展，越来越多的半导体器件应用于航空航天、核技术、医学和军事等重要领域。上述应用往往包含伽马射线、X射线、中子、高能粒子等多种类型辐射因素，会在半导体器件内产生电离辐射效应，大大增加电子设备的故障概率，严重影响了电子设备的稳定性及使用寿命。
[0003]为提高器件与电子设备的抗辐射性能，在辐射环境下对器件进行模拟测试至关重要。激光模拟技术凭借安全、可靠、重复性好等优势被广泛应用于电离效应模拟试验中。不同激光波长会在材料内产生不同的穿透深度和电离范围，是影响激光模拟的重要因素。一方面，不同激光波长在材料中穿透深度不同，为使器件有源区产生近似均匀的电离效果，穿透深度须覆盖有源区厚度，这就需要波长尽可能长；另一方面，激光波长须满足光子能量大于半导体材料带隙，但光子能量越高，对应激光波长势必越短。因此，波长选取对于不同结构和材料体系的器件而言，往往是一个折中的选择。随着半导体器件的快速发展和材料体系的不断扩充，由窄禁带到宽禁带半导体器件的激光模拟需求逐渐增加，单一波长的激光已无法满足多样化材料体系的测试需求，因此设计多波长的激光模拟电离辐射效应试验系统具有极为重要的现实意义。
[0004]目前，激光模拟电离辐射效应试验系统往往只有一种或至多两种工作波长，即使可通过更换倍频模块实现其他波长激光的输出，但后续光路调节过程极为复杂与繁琐，且激光出光位置往往不同，导致光束发生偏离，从而影响了激光模拟系统的精度和稳定性。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是，针对目前多波长激光模拟电离辐射效应试验设备更换倍频模块时光路调节过程复杂容易导致光束偏离的问题，提供一种能实现直线滑台快速转换光路的激光模拟电离辐射效应试验系统。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种多波长激光模拟电离辐射效应试验系统，包括多波长脉冲激光光源、多路衰减系统和测控系统；多波长脉冲激光光源的输出端通过线缆与多路衰减系统的输入端相连，多路衰减系统的输出端通过线缆与测控系统相连；
[0007]多波长脉冲激光光源为一台具有若干频率配置的倍频模块的脉冲激光器，不同频率配置的倍频模块用于生成不同波长激光，不同波长激光有不同的出光位置；通过更换脉冲激光器种不同的倍频模块来产生多波长激光；
[0008]多路衰减系统为包括2个直线滑台与多路衰减路径，用于将接收的多波长脉冲激光输入至与当前接收波长对应的衰减光路进行衰减处理后输出至测控系统；
[0009]所述直线滑台为内置双反射镜的直线滑台，2个直线滑台之间并行连接多路衰减路径，一条衰减路径对应一种波长激光，通过调整直线滑台中反射镜的位置实现激光在不同衰减光路中传输；与多波长脉冲激光光源相连的直线滑台中，一个反射镜用于接入来自于多波长脉冲激光光源的激光到直线滑台的光传输通道中，另一个反射镜用于将光传输通道的激光反射到与接入激光对应的衰减光路中；与测控系统相连的直线滑台中，一个反射镜用于接入来自于衰减光路的激光到直线滑台的光传输通道中，另一个反射镜用于将光传输通道的激光反射到与测控系统相连的线缆中；
[0010]测控系统用于将来自多路衰减系统的激光辐照到待测器件上，采集并记录待测器件瞬态响应电信号并对器件辐照区域进行成像。
[0011]具体的，每条衰减路径上半波片、中性滤波片转轮、组合衰减片和分光棱镜顺次级联，半波片的输入端作为衰减路径的输入端，分光棱镜的一个输出端作为衰减路径的输出端，分光棱镜的另一个输出端与能量计探头相连。
[0012]进一步的，测控系统还用于调节多波长脉冲激光光源中脉冲激光器的参数、测控系统中待测器件放置位置以及多路衰减系统中衰减路径的设置。测控系统调节衰减路径的设置具体为调节衰减路径中的组合衰减片。
[0013]具体的，多波长脉冲激光光源为能产生波长1064nm、532nm和355nm的固体激光器。
[0014]进一步地，所述测控系统包括用于接收衰减光束的定制镜筒，设置于定制镜筒下方的转换器和用于放置待测器件的三维位移台，设置于三维位移台侧面的探针，设置于位移台上方的内置LED照明的CCD成像装置。所述测控系统还包括计算机、直流稳压电源、示波器，所述计算机与CCD成像装置通过线缆连接，所述直流稳压电源和示波器与待测器件和三维位移台通过线缆连接。
[0015]可选的，所述转换器为装有聚焦物镜和扩束镜的转换器。
[0016]具体的，所述反射镜为介质膜激光反射镜。
[0017]本专利技术的有益效果是：具有多波长激光与相应衰减光路快速匹配的特点，可以在短时间内按照实验所需，通过调节内置反射镜的直线滑台来切换至不同波长相应的衰减光路，能够覆盖窄禁带到宽禁带半导体器件的激光模拟需求，光斑尺寸及重频可调，既可聚焦定位器件中的灵敏单元和灵敏层，也可扩束研究整个芯片乃至器件的全局辐射响应。解决了目前激光模拟系统存在的波长单一，光路转换复杂，多波长切换困难的问题，提高激光模拟系统的精度和稳定性，为半导体器件辐射效应研究提供更加完善的测试环境。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的一种实施方式的结构示意图；
[0019]图2为本专利技术的含双反射镜的直线滑台结构示意图。
[0020]其中，附图标记对应的名称为：
[0021]1‑
脉冲激光器，2
‑
倍频模块(2ω)，3
‑
二向色镜组(2ω)，4
‑
倍频模块(3ω)，
[0022]5‑
二向色镜组(3ω)，6
‑
直线滑台，7
‑
反射镜，8
‑
半波片，9
‑
中性滤波片转轮，10
‑
组合衰减片，11
‑
能量计探头，12
‑
分光棱镜，13
‑
定制镜筒，14
‑
转换器，15
‑
聚焦物镜，16
‑
扩束镜，17
‑
探针，18
‑
待测器件，19
‑
三维移动台，20
‑
CCD
[0023]相机，21
‑
LED光源，22
‑
线缆，23
‑
计算机，24
‑
示波器，25
‑
稳压直流电源。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本专利技术实例进行详细描述。
[0025]如图1所示，多波长激光模拟电离辐射效应试验系统，包括多波长脉冲激光光源、多路衰减系统和测控系统三个部分。
[0026]多波长脉冲激光光源，可通过更换不同的倍频模块来产生三种波长(1064/532/355nm)的脉冲激光，并且不同波长的出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多波长激光模拟电离辐射效应试验系统，其特征在于，包括多波长脉冲激光光源、多路衰减系统和测控系统；多波长脉冲激光光源的输出端通过线缆与多路衰减系统的输入端相连，多路衰减系统的输出端通过线缆与测控系统相连；多波长脉冲激光光源为一台具有若干频率配置的倍频模块的脉冲激光器，不同频率配置的倍频模块用于生成不同波长激光，不同波长激光有不同的出光位置；通过更换脉冲激光器种不同的倍频模块来产生多波长激光；多路衰减系统为包括2个直线滑台与多路衰减路径，用于将接收的多波长脉冲激光输入至与当前接收波长对应的衰减光路进行衰减处理后输出至测控系统；所述直线滑台为内置双反射镜的直线滑台，2个直线滑台之间并行连接多路衰减路径，一条衰减路径对应一种波长激光，通过调整直线滑台中反射镜的位置实现激光在不同衰减光路中传输；与多波长脉冲激光光源相连的直线滑台中，一个反射镜用于接入来自于多波长脉冲激光光源的激光到直线滑台的光传输通道中，另一个反射镜用于将光传输通道的激光反射到与接入激光对应的衰减光路中；与测控系统相连的直线滑台中，一个反射镜用于接入来自于衰减光路的激光到直线滑台的光传输通道中，另一个反射镜用于将光传输通道的激光反射到与测控系统相连的线缆中；测控系统用于将来自多路衰减系统的激光辐照到待测器件上，采集并记录待测器件瞬态响应电信号并对器件辐照区域进行成像。2.如权利要求1所述系统，其特征在于，每条衰减路径上半波片、中性滤波片转轮、组合衰减片和分光棱镜顺次级联，半波片的输入端作为衰减路径的输入端，分光棱镜的一个输出端作为衰减路径的输出端，分光棱镜的另一个输出端与能量计探头相连。3.如权利要求2所述系统，其特征在于，测控系统还...

【专利技术属性】
技术研发人员：李沫，汤戈，肖尧，王宇翔，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：