Средства дозиметрии лазерных имитационных радиационных испытаний

Д. В. БОБРОВСКИЙ

Научный руководитель – О. А. КАЛАШНИКОВ, к. т.н., доцент

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

СРЕДСТВА ДОЗИМЕТРИИ ЛАЗЕРНЫХ ИМИТАЦИОННЫХ

РАДИАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ

Представлены результаты разработки средств дозиметрии лазерных имитаторов, используемых для радиационных испытаний полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Для радиационных испытаний полупроводниковых приборов и интегральных схем широко используются имитационные методы. В частности, для исследования стойкости к воздействию импульсного ионизирующего гамма-излучения применяются лазерные имитаторы. При этом процедура дозиметрии лазерных имитационных испытаний заключается в регистрации импульса, определении его мощности и ее пересчете в эквивалентную мощность дозы.

На рис. 1 показана типичная форма импульса лазерного имитатора (ЛИ). Для дальнейших расчетов необходимо измерить амплитуду и длительность импульса. Длительность импульса обычно составляет 8-12 нс и постоянна для каждого имитатора.

Существует несколько способов измерения амплитуды короткого импульса. Один – использование запоминающего осциллографа или платы сбора данных для оцифровки импульса напряжения с последующей обработкой. Этот способ использует стандартные приборы и является избыточным, что определяет высокую конечную стоимость комплекса.

Рис. 1. Типичная форма импульса лазерного имитатора	Рис. 2. Форма импульса с выхода фотодатчика

Другой способ – использование специализированного устройства, основанного на пиковом детекторе и АЦП с относительно небольшой частотой дискретизации. Именно такой подход используется в разработанном устройстве.

Дозиметрия производится с использованием интегрирующего преобразователя на основе фотодиода. На выходе преобразователя получается импульс напряжения, пропорциональный мощности лазерного излучения (рис. 2), с длительностью порядка 1 мкс.

Функциональная схема разработанного устройства представлена на рис. 3. Пересчет амплитуды импульса в эквивалентную мощность дозы производится по формуле:

(1)

где SБКЛИ, AБКЛИ, tЭФФ, Kt, КПОПР – коэффициенты, определяемые режимом работы лазера и условиями измерения.

Рис. 3. Функциональная схема блока дозиметрии	Рис. 4. Внешний вид блока дозиметрии

Основу средств дозиметрии составляют фотоприемник и микроконтроллерный блок управления (рис. 4). Диалог с оператором ведется при помощи встроенного жидкокристаллического индикатора и клавиатуры.

Разработанные средства позволяют существенно повысить точность и эффективность дозиметрии лазерных имитационных радиационных испытаний.