[发明专利]一种脉冲激光单粒子效应试验等效LET计算方法

说明书

本申请公开了一种脉冲激光单粒子效应试验等效LET计算方法。该计算方法依据脉冲激光与重离子在器件敏感体积内沉积的电荷量相等时，脉冲激光和重离子对器件引起的单粒子效应是等效的，计算脉冲激光入射器件产生的沉积电荷Q_L，通过脉冲激光试验获得器件的敏感深度z，则脉冲激光等效LET为：LET_L[MeV·cm²/mg]＝(E_p/ρ)×Q_L[pC]/z[μm]。本申请实现脉冲激光与重离子对器件单粒子效应辐射危害的等效评价，进一步扩展脉冲激光在卫星抗辐射加固技术方面的应用。

技术领域

本申请涉及空间辐射效应及加固技术领域，具体而言，涉及一种脉冲激光 单粒子效应试验等效LET计算方法。

背景技术

脉冲激光相比于重离子试验来说，具有成本低，易于重复操作，无辐 射危害等优点，已逐渐成为单粒子效应重离子试验的有利替代者。研究表 明，脉冲激光可通过单光子吸收(SPA)和双光子吸收(TPA)诱发单粒子效应，获得表征单粒子效应特性的空间和时间信息。现有器件的抗单粒子 效应评估的参数都是基于重离子试验，如何将脉冲激光的试验结果等效为 重离子试验结果，使脉冲激光结果能和重离子结果可直接比拟，是目前脉 冲激光单粒子效应试验研究的热点和难点。

目前，确定脉冲激光等效LET的一般方法是基于脉冲激光能量和重离 子LET试验引起器件相同电路响应的纯经验方法。虽然这种经验的脉冲激 光等效重离子LET的方法具有一定的实用性，但是其与一些特定的试验参 数紧密相关，分析过程繁琐，且试验参数的稍微变化就会引起等效LET计 算的偏差，造成计算不准确；同时，将脉冲激光与重离子诱发的电荷分布 输入到特定物理特性的器件中分析单粒子效应响应时，需要大量的试验数据和器件工艺数据，不仅耗时耗力，而且不同工艺类型的器件需要重新构 建器件模型进行重复性的工作。

相反地，通过对比分析脉冲激光和重离子诱发产生的沉积电荷将脉冲 激光能量转换为等效LET的定量分析方法是更为普遍且可行的等效分析手 段。但是，获得这个基于定量分析方法的脉冲激光等效LET关系也有很多 困难，尤其是在TPA诱发单粒子效应的过程中，脉冲激光传播到器件中的 准确特征、给定试验参数条件下精确计算电荷沉积的方法都会影响定量分 析结果。为此，基于激光微剂量和数值分析方法，提出了一种基于定量分析脉冲激光和重离子诱发沉积电荷以实现脉冲激光等效LET计算方法。

发明内容

本申请的主要目的在于针对脉冲激光单粒子效应试验中脉冲激光能量 与重离子LET等效问题，提出了一种基于定量分析沉积电荷量以计算脉冲 激光等效LET的方法。

为了实现上述目的，本申请实施例提供了一种脉冲激光单粒子效应试验 等效LET计算方法。

根据本申请的脉冲激光单粒子效应试验等效LET计算方法，依据脉冲激 光等效LET_L在计算中，脉冲激光与重离子在器件敏感体积内沉积的电荷量相 等时，脉冲激光和重离子对器件引起的单粒子效应是等效的，包括以下步骤：

(1)根据被测器件DUT的尺寸确定器件的敏感面积；

(2)通过脉冲激光试验的z向扫描，确定敏感深度z；

(3)根据敏感面积和敏感深度确定敏感体积；

(4)计算分析器件内的载流子分布密度；

(5)在RPP平行六面体模型的敏感体积内对载流子分布密度进行积 分计算得到沉积电荷Q_L；

(6)脉冲激光诱发单粒子效应时的等效LET_L的值为：

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