本实用新型专利技术公开了一种激光模拟装置，包括：激光产生模块用于产生波长满足预定需求的脉冲激光；光纤传输调控模块用于通过对传输光纤进行性能调控，调控其中传输的脉冲激光的能量，并将能量调控后的脉冲激光利用传输光纤传输至测试模块；测试模块用于为置于中子辐射环境内的待测半导体器件供电，接收能量调控后的脉冲激光，并进行光斑调控后照射待测半导体器件完成性能测试；控制显示模块用于控制各模块并显示待测半导体器件在激光辐照后的性能测试结果。本实用新型专利技术可构建混合辐射场景，简便实现模块联用，满足不同半导体材料器件的需求。对传输光纤进行调控实现传输和调控脉冲激光能量的目的，能减少部件复杂度，扩大调控范围，提高调控灵活性。提高调控灵活性。提高调控灵活性。
【技术实现步骤摘要】
一种激光模拟装置
[0001]本技术属于激光
，具体涉及一种激光模拟装置。
技术介绍
[0002]目前，半导体器件与集成电路已被广泛应用于各个领域。但在中子、高能粒子等各类型辐射因素的相互作用下，可能影响半导体器件的性能甚至导致其失效，因而会严重制约电子系统的可靠性、安全性和工作寿命等。
[0003]因此，为了有力推动半导体器件抗辐射性能的研究进展，不同器件在综合辐射环境下的电学响应或性能退化的研究是十分有必要的。
[0004]但是目前产生瞬态高剂量率和脉冲中子的装置，存在以下问题：1)这些装置基本都是单独的设备，无法应对中子混合辐射场景，普遍存在联用困难的问题；2)这些装置大多为大型的地面设备，部件复杂度高；3)往往受限于光路调节器件本身的性能，对光信号的调节范围有限且缺乏灵活性。
技术实现思路
[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种激光模拟装置。本技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]一种激光模拟装置，包括激光产生模块、光纤传输调控模块、测试模块和控制显示模块：其中，
[0007]所述激光产生模块，用于产生波长满足预定需求的脉冲激光；
[0008]所述光纤传输调控模块，用于通过对传输光纤进行性能调控，实现对传输光纤中传输的脉冲激光进行能量调控的目的，并将能量调控后的脉冲激光利用传输光纤传输至所述测试模块；
[0009]所述测试模块，用于为置于中子辐射环境内的待测半导体器件供电，接收所述能量调控后的脉冲激光，并进行光斑调控后照射所述待测半导体器件完成性能测试；
[0010]所述控制显示模块，用于控制各模块并显示所述待测半导体器件在激光辐照后的性能测试结果。
[0011]优选的，所述激光产生模块，包括：
[0012]脉冲激光器。
[0013]优选的，所述光纤传输调控模块，包括：
[0014]半波片、耦合透镜、传输光纤及其衰减调控单元，以及调控检测单元；
[0015]其中，所述半波片用于减少偏振串扰对光学系统的影响；所述耦合透镜用于将脉冲激光耦合进入所述传输光纤；所述衰减调控单元通过调控所述传输光纤的透射率调节输出的激光能量；所述调控检测单元用于检测所述衰减调控单元的激光能量调节结果。
[0016]优选的，所述衰减调控单元，包括：
[0017]不透光的容器和插入至所述容器内部的超声波调控部件；
[0018]其中，所述容器内置有包含预设液态金属和透光溶液的混合介质；所述传输光纤包括输入段、中间段和输出段；所述输入段用于接收脉冲激光；所述中间段贯穿且位于所述容器内，并且，所述中间段有裸露纤芯段浸于所述混合介质中；所述超声波调控部件包括接触于所述混合介质的超声波探头，所述超声波探头用于向所述混合介质内输出超声波，利用超声波空化作用将所述预设液态金属变为纳米金属颗粒，使部分纳米金属颗粒附着于所述裸露纤芯段的表面，并在所述裸露纤芯段出射的光波作用下激发表面等离激元效应，所述超声波调控部件通过调控所述超声波的频率和/或功率，使得经由所述输出段得到能量强度变化的脉冲激光。
[0019]优选的，所述预设液态金属，包括：
[0020]汞、镓、铷和铯中的一种或多种；
[0021]所述透光溶液，包括：
[0022]水、油和酒精中的一种或多种。
[0023]优选的，所述裸露纤芯段的表面经过毛化处理。
[0024]优选的，所述测试模块，包括：
[0025]光斑形状调节单元、第一分光单元、光束收集单元、第二分光单元、能量计探头、样本台和屏蔽盒；
[0026]其中，所述光斑形状调节单元包括光斑匀化镜和光斑扩缩镜；所述光斑匀化镜用于通过光学的折射和衍射对脉冲激光的光斑能量分布进行匀化处理，使其由高斯分布变为平顶分布；所述光斑扩缩镜用于对匀化处理后的脉冲激光光斑进行尺寸调节以覆盖待测半导体器件；所述第一分光单元用于将接收到的脉冲激光分为均匀的两路分别提供给所述光束收集单元和所述第二分光单元；所述光束收集单元用于吸收或者分析输入的脉冲激光；所述第二分光单元用于将接收到的脉冲激光分为均匀的两路分别提供给所述能量计探头和所述样本台；所述样本台用于放置所述待测半导体器件、与所述待测半导体器件连接的测试电路板，并通过调节样本台位置使得所述待测半导体器件位于光斑中心处；所述屏蔽盒用于屏蔽环境中的电磁噪声。
[0027]优选的，所述第一分光单元或所述第二分光单元包括：分光棱镜。
[0028]优选的，所述光束收集单元包括光束收集器或光束品质分析仪。
[0029]优选的，所述控制显示模块，包括：
[0030]直流稳压电源、示波器和计算机；
[0031]其中，所述直流稳压电源为所述激光模拟装置提供直流电源；所述示波器和所述测试电路板连接，用于接收所述待测半导体器件在辐射电离效应下的瞬态电学响应信号并进行信号波形显示；所述计算机用于控制各模块，进行信号参数计算，输出并显示辐照后的性能测试结果。
[0032]本技术的激光模拟装置将待测半导体器件置于中子辐射环境内，可以构建混合辐射场景。可根据实际需求调节脉冲激光的波长，满足不同半导体材料器件的需求。通过激光产生模块、光纤传输调控模块、测试模块和控制显示模块的共同作用，能够简便地实现模块联用，实现对待测半导体器件在激光辐照下的性能测试的目的。其中，光纤传输调控模块通过对传输光纤本身进行性能调控，实现脉冲激光传输的同时能够对脉冲激光能量进行调控，能够简化不必要的光学调节器件，减少部件的复杂度；并且由于对传输光纤本身进行
性能调控，能够扩大脉冲激光能量的调控范围并提高调控的灵活性。本技术的激光模拟装置为构建大范围可调节的剂量率和中子混合辐射环境提供了新思路，有利于研究真实辐射环境下器件或材料的瞬态电学性能变化。
[0033]进一步的，本技术通过对高斯分布的脉冲激光光斑进行匀化处理使其变成平顶分布的脉冲激光光斑，让用以辐照样本的激光光斑能量更均匀，进而使激光模拟在器件中产生的电子空穴对分布情况更接近伽马射线与半导体材料相互作用后产生的电子空穴对均匀分布状态，从而能够进一步提高激光模拟的准确性。
[0034]进一步的，本技术的光纤传输调控模块基于超声波空化作用和表面等离激元效应实现传输光纤透射率的动态调控，无需改变光纤本身，使得调控范围相对较高，并且由于超声波的频率和/或功率具有较大的可调控范围，且超声波空化作用下的混合介质状态可逆，因而可以在较宽的调控范围内实现反复连续的调控。
附图说明
[0035]图1为本技术实施例提供的一种激光模拟装置的结构示意图；
[0036]图2为本技术中激光产生模块的结构示意图；
[0037]图3为本技术中光纤传输调控模块的结构示意图；
[0038]图4为本技术中传输光纤及其衰减调控单元的组合结构示意图；
[0039]图5为本实用本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种激光模拟装置，其特征在于，包括激光产生模块、光纤传输调控模块、测试模块和控制显示模块；其中：所述激光产生模块，用于产生波长满足预定需求的脉冲激光；所述光纤传输调控模块，用于通过对传输光纤进行性能调控，实现对传输光纤中传输的脉冲激光进行能量调控的目的，并将能量调控后的脉冲激光利用传输光纤传输至所述测试模块；所述测试模块，用于为置于中子辐射环境内的待测半导体器件供电，接收所述能量调控后的脉冲激光，并进行光斑调控后照射所述待测半导体器件完成性能测试；所述控制显示模块，用于控制各模块并显示所述待测半导体器件在激光辐照后的性能测试结果。2.根据权利要求1所述的激光模拟装置，其特征在于，所述激光产生模块，包括：脉冲激光器。3.根据权利要求1所述的激光模拟装置，其特征在于，所述光纤传输调控模块，包括：半波片、耦合透镜、传输光纤及其衰减调控单元，以及调控检测单元；其中，所述半波片用于减少偏振串扰对光学系统的影响；所述耦合透镜用于将脉冲激光耦合进入所述传输光纤；所述衰减调控单元通过调控所述传输光纤的透射率调节输出的激光能量；所述调控检测单元用于检测所述衰减调控单元的激光能量调节结果。4.根据权利要求3所述的激光模拟装置，其特征在于，所述衰减调控单元，包括：不透光的容器和插入至所述容器内部的超声波调控部件；其中，所述容器内置有包含预设液态金属和透光溶液的混合介质；所述传输光纤包括输入段、中间段和输出段；所述输入段用于接收脉冲激光；所述中间段贯穿且位于所述容器内，并且，所述中间段有裸露纤芯段浸于所述混合介质中；所述超声波调控部件包括接触于所述混合介质的超声波探头，所述超声波探头用于向所述混合介质内输出超声波，利用超声波空化作用将所述预设液态金属变为纳米金属颗粒，使部分纳米金属颗粒附着于所述裸露纤芯段的表面，并在所述裸露纤芯段出射的光波作用下激发表面等离...
【专利技术属性】
技术研发人员：严晓军，刘鹏，
申请(专利权)人：西安世鹏光电有限公司，
类型：新型
国别省市：
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