[發明專利]一種脈沖激光單粒子效應試驗等效LET計算方法

有效

• 申請號: 202010982765.5
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112230081B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 安恒;王鹢;李得天;張晨光;文軒;楊生勝;秦曉剛;曹洲;常思遠
• 申請（專利權）人: 蘭州空間技術物理研究所
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京之于行知識產權代理有限公司 11767
• 代理人: 呂曉蓉

本申請公開了一種脈沖激光單粒子效應試驗等效LET計算方法。該計算方法依據脈沖激光與重離子在器件敏感體積內沉積的電荷量相等時，脈沖激光和重離子對器件引起的單粒子效應是等效的，計算脈沖激光入射器件產生的沉積電荷Q_L，通過脈沖激光試驗獲得器件的敏感深度z，則脈沖激光等效LET為：LET_L[MeV·cm²/mg]＝(E_p/ρ)×Q_L[pC]/z[μm]。本申請實現脈沖激光與重離子對器件單粒子效應輻射危害的等效評價，進一步擴展脈沖激光在衛星抗輻射加固技術方面的應用。

技術領域

本申請涉及空間輻射效應及加固技術領域，具體而言，涉及一種脈沖激光?單粒子效應試驗等效LET計算方法。

背景技術

脈沖激光相比于重離子試驗來說，具有成本低，易于重復操作，無輻?射危害等優點，已逐漸成為單粒子效應重離子試驗的有利替代者。研究表?明，脈沖激光可通過單光子吸收(SPA)和雙光子吸收(TPA)誘發單粒子效應，獲得表征單粒子效應特性的空間和時間信息。現有器件的抗單粒子?效應評估的參數都是基于重離子試驗，如何將脈沖激光的試驗結果等效為?重離子試驗結果，使脈沖激光結果能和重離子結果可直接比擬，是目前脈?沖激光單粒子效應試驗研究的熱點和難點。

目前，確定脈沖激光等效LET的一般方法是基于脈沖激光能量和重離?子LET試驗引起器件相同電路響應的純經驗方法。雖然這種經驗的脈沖激?光等效重離子LET的方法具有一定的實用性，但是其與一些特定的試驗參?數緊密相關，分析過程繁瑣，且試驗參數的稍微變化就會引起等效LET計?算的偏差，造成計算不準確；同時，將脈沖激光與重離子誘發的電荷分布?輸入到特定物理特性的器件中分析單粒子效應響應時，需要大量的試驗數據和器件工藝數據，不僅耗時耗力，而且不同工藝類型的器件需要重新構?建器件模型進行重復性的工作。

相反地，通過對比分析脈沖激光和重離子誘發產生的沉積電荷將脈沖?激光能量轉換為等效LET的定量分析方法是更為普遍且可行的等效分析手?段。但是，獲得這個基于定量分析方法的脈沖激光等效LET關系也有很多?困難，尤其是在TPA誘發單粒子效應的過程中，脈沖激光傳播到器件中的?準確特征、給定試驗參數條件下精確計算電荷沉積的方法都會影響定量分?析結果。為此，基于激光微劑量和數值分析方法，提出了一種基于定量分析脈沖激光和重離子誘發沉積電荷以實現脈沖激光等效LET計算方法。

發明內容

本申請的主要目的在于針對脈沖激光單粒子效應試驗中脈沖激光能量?與重離子LET等效問題，提出了一種基于定量分析沉積電荷量以計算脈沖?激光等效LET的方法。

為了實現上述目的，本申請實施例提供了一種脈沖激光單粒子效應試驗?等效LET計算方法。

根據本申請的脈沖激光單粒子效應試驗等效LET計算方法，依據脈沖激?光等效LET_L在計算中，脈沖激光與重離子在器件敏感體積內沉積的電荷量相?等時，脈沖激光和重離子對器件引起的單粒子效應是等效的，包括以下步驟：

(1)根據被測器件DUT的尺寸確定器件的敏感面積；

(2)通過脈沖激光試驗的z向掃描，確定敏感深度z；

(3)根據敏感面積和敏感深度確定敏感體積；

(4)計算分析器件內的載流子分布密度；

(5)在RPP平行六面體模型的敏感體積內對載流子分布密度進行積?分計算得到沉積電荷Q_L；

(6)脈沖激光誘發單粒子效應時的等效LET_L的值為：

LET_L[MeV·cm²/mg]＝(E_p/ρ)×Q_L[pC]/z[μm]