Ю.Л. Козирацкий1, В.С. Калинин2, В.А. Шамарин3

1-3 ВУНЦ ВВС «ВВА им. профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж, Россия)

Постановка проблемы. Проблема оценки влияния лазерного излучения на полупроводниковые фотоприемные устройства (ФПУ) достаточно подробно освещена в литературе [1-5]. Однако аналитические модели, которые бы адекватно отражали процессы, возникающие в полупроводниковом ФПУ при воздействии на него мощного лазерного излучения, на сегодняшний день отсутствуют. В связи с этим актуальна разработка методического подхода к построению таких моделей, позволяющих прогнозировать реакцию полупроводникового ФПУ различного типа на экстремальное воздействие в зависимости от параметров лазерного излучения и конструкции полупроводника, а также оценивать его обнаружительные характеристики без проведения экспериментальных исследований и дополнительных затрат.

Цель. На основе использования методов зонной теории разработать методический поход к построению моделей, отражающих процессы в полупроводниковом ФПУ при воздействии мощного лазерного излучения.

Результаты. Представлен методический подход к построению моделей воздействия лазерного излучения на полупроводниковое ФПУ, разработанный на основе использования методов зонной теории для описания процесса возникновения и протекания фототока в полупроводнике при воздействии на него мощного лазерного излучения и теории автоматического регулирования. Проведено имитационное моделирование, результаты которого полностью соответствуют экспериментальным исследованиям, приведенным в [1-5], и подтверждают природу возникновения эффекта инерционности полупроводникового ФПУ при воздействии на него мощного лазерного излучения.

Практическая значимость. Использование предложенного методического подхода позволит без проведения экспериментальных исследований оценить обнаружительные возможности полупроводниковых ФПУ любого типа при различных параметрах воздействующего лазерного излучения и разработать предложения как по защитным мерам оптико-электронных систем наблюдения, так и по эффективным способам воздействия на нее оптическими помехами.

Козирацкий Ю.Л., Калинин В.С., Шамарин В.А. Методический подход к построению моделей, отражающих процессы в полупроводниковом фотоприемном устройстве при воздействии мощного лазерного излучения // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 2. С. 87−94. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202202-10

1. Ridolfi L.A. Inadvtrtent lazing hazard to space system: methodology and analysis // Proc. SPIE. 2006. V. 6397. P. 63970C-1–63970C-12.
2. Schleijpen H.V.A., Dimmeler A., Van den Heuveli J.C., Mieremet A.L., Bekmani H., Mellier B. Laser dazzling of focal plane array cameras // Proc. SPIE. 2007. V. 6738. P. 67380O-1–67380O-10.
3. Стафеев В.И., Бурлаков И.Д., Сахаров М.В. и др. Экспериментальное исследование оптической стойкости матрицы «смотрящего» типа на основе к воздействию лазерного излучения с длинной волны 10,6 мкм // Материалы электронной техники, 2007. № 2. С. 31-34.
4. Асанов С.В., Егоров М.С., Игнатьев А.Б. и др. Статистические характеристики спеклованных изображений рассеянного лазерного пучка в фокальной плоскости приемного объектива // Оптический журнал. 2012. № 79(9). С. 23-29.
5. Асанов С.В., Егоров М.С., Игнатьев А.Б. и др. Нелинейность и инерционность отклика матричных инфракрасных фотоприемников на лазерное излучение // Оптический журнал. 2014. № 81(9). С. 62-68.
6. Анисимова И.Д., Викулин И.М., Заитов Ф.А., Курмашев Ш.Д. Полупроводниковые фотоприемники: Ультрафиолетовый, видимый и ближний инфракрасный диапазоны спектра / Под ред. В.И. Стафеева. М.: Радио и связь. 1984. 216 с.
7. Обнаружение и координатометрия оптико-электронных средств, оценка параметров их сигналов. Монография / Под ред. Ю.Л. Козирацкого М.: Радиотехника. 2013. 456 с.
8. Модели информационного конфликта средств поиска и обнаружения. Монография / Под ред. Ю.Л. Козирацкого М.: Радиотехника. 2013. 232 с.
9. Козирацкий Ю.Л., Прохоров Д. В. Методический подход к построению компьютерных моделей процессов образования внеполосных и побочных излучений в передающих лазерных средствах на основе использования передаточных функций и z-преобразования // Воздушно-космические силы. Теория и практика.2019. № 12. С. 243-251.
10. Козирацкий Ю.Л., Прохоров Д. В. Компьютерная модель передающего лазерного средства в предгенерационном режиме функционирования // Воздушно-космические силы. Теория и практика. 2019. № 12. С. 233-242.