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随着激光的出现，激光辐照光学器件使其破坏的研究就陆续开展。1991年以及1993年美国学者Michael F.Becker等人[5,6]用脉冲宽度为10ns、波长为1.06μm的Nd:YAG纳秒激光辐照CCD，测量以硅为基底的CCD功能性退化，从单个像素的测量推广到CCD局部损伤的阵列，光学测试了暗道泄露、点扩散函数、调制传输函数电学参数。得出两种硅CCD阵列的电学功能退化的机制：第一种激光致使相连多晶硅时钟线的隔离氧化层发生损伤；另一种机制则是由于激光诱导引起的暗电流泄露。2004年Flora M.Li[7]等人研究了DUV激光辐照CCD过程，得到由于激光改变了二氧化硅或硅-二氧化硅内层的电学或光学属性，致使CCD行为异常，性能退化，结果表明覆盖在氧化层上的厚度和硅-二氧化硅界面质地将对CCD灵敏性和稳定性产生直接影响。2004年法国和德国的研究者Nicolas Hueber等人[8]研究光电传感器在一定范围内的图像模糊，并整合这些数据到一个通用模型的军事环境意象中去。他们测量了一些光电参量例如：对比度和像素影响对可见焦平面阵列的退化影响。他们发现很低的激光能量也会使摄像系统致晕，在致晕的过程中积分时间是最重要的参数，并且AGC仅仅能改善对比度但对受影响的像素数量不会产生影响。2007年和2009年法国学者Anne Durécu*等人[9~11]用纳秒频率的双Nd:YAG激光对一个黑白TV-CCD摄像辐照研究激光致晕对TV摄像的影响,用实验参数权重评估和模式识别算法用于分析。这些实验结果初步提示对改进算法生成的用更少的假警报边缘检测过程。这样的算法应该用于自动成像系统来减少他们的致晕敏感性。2007年Ric(H)M.A.Schleijpen等[12]德国和法国学者研究了激光致晕对不同探测器材料制成的红外线焦平面阵列摄像机并得出了实验性的结论。通过增加激光辐照从而增加摄像机的饱和区是独立于输出电路中超过一个较大范围内动量的变化。19395
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2国内研究现状
随着国内科学技术的发展，关于激光与CCD相互作用的研究持续展开并取得了不少成果。国内最早开始这方面研究的有湖南长沙国防科技大学的刘泽金、陆启生等人[13~15]以及江苏南京的南京理工大学倪晓武、陆建等人。其中刘泽金等人所做的研究为（1）当局部被激光辐照时，电荷耦合器件工作性能会发生改变，当以硅为基底时，对器件造成永久损伤，其对应的激光功率密度临界值较高，但由于CCD存在此现象—“光饱和串音”，影响其工作正常时的激光功率密度临界值变小；（2）CCD分为面阵和线阵的，当面阵CCD被辐照时，研究其点破坏机制，其中被损坏的面积未占到其有效传感器的1/10000，此时 CCD没有图像输出，损坏阈值小于12J/cm2，基于这一损坏机理，为改善CCD抗激光辐照的能量，我们用高熔点的金属作电极，或用高熔点的金属包裹在其表面；（3）激光辐照CCD的破坏机理研究[15]，可以得出与其它探测器相比较，连续激光辐照Silicon基底CCD的破坏阈值要高得多，同时当所做的实验不同时，那么将存在较大差异的不同结果，当阵列探测器和CCD的结构及工作方式类似时，局部或部分破坏机制与“光饱和串音”现象同样适用于阵列探测器。国防科技大学的李文煜等人[16]用脉冲宽度为5毫秒，波长为1064纳米的激光辐照CCD器件，结合CCD器件的电路特点和所作实验，结果表明，脉冲激光产生的信号电荷对复位的Field Effect Transistor（FET）即场效应管造成破坏，导致CCD器件永久失效。关于面阵CCD，当时钟线短路时，只会造成器件成像质量降低或器件发生部分失效，而不会引起器件全部损坏。郭少锋等人[17]用脉冲宽度为100飞秒 ，波长为800纳米的激光器辐照Silicon面阵CCD，观测到使成像器件失效的几种原因，它们是饱和、串音和永久性破坏等，频率在1，10，1000赫兹实验条件下，分别得到了Silicon面阵CCD的饱和临界值、串音临界值、损坏临界值。张振等人[18]研究了摄像机在可视范围内，亮度会发生震荡变化，并且其震荡变化是周期性的，导致产生此震荡的原因是因为散射光线，此散射光线是由重复频率的皮秒脉冲激光产生的。南京理工大学倪晓武等人[19~22]研究了激光对电荷耦合器件损坏时几种临界值的测量以及激光诱导CCD破坏过程中等离子体的诊断。他们发现（1）CCD最外层的铝栅极膜层损坏后，整个CCD器件将失效，因此使CCD器件失效的激光能量临界值即是激光使Al膜被损坏的能量临界值；（2）对于光学击穿临界值来说，Al栅极膜和二氧化硅膜层其对应的值是不同，与组成物质元素的离化能成比例，即在激光参数相同下，离化能大的元素比离化能小的元素更难产生等离子体。二氧化硅的离化能比铝的离化能高，因此SiO2膜层比Al栅极膜的光学击穿的临界值高，其高的倍数为2.875倍；（3）作用激光，若波长不同，那么几种损伤的临界值不同；（4）比较热熔融临界值、光学击穿临界值、直接破坏临界值可知，就激光能量密度而言，热熔融临界值最低，当CCD器件被激光器（自由振荡）辐照时，它更加容易发生热熔融。倪晓武等人[22]是用波长1.06微米,脉冲宽度为15纳米的Q开关YAG激光辐照CCD来研究激光诱导CCD损坏过程中等离子体的诊断[22]。江继军等人[23]研究CCD被波长为800纳米、脉冲宽度60飞秒的激光辐照，得到CCD的永久损坏临界值为4.22*10e-3J/cm2，与纳秒脉冲激光相比较，CCD的传输电路被飞秒脉冲激光破坏，而引起CCD损伤的能量密度临界值低2~3个量级。当线阵CCD被能量为250μJ、脉冲宽度500飞秒的激光辐照时，黄绍艳等人[24]从线性响应、像元饱和、饱和串音、硬破坏。姜楠等人[25]用激光辐照CCD，用有限元法进行数值求解，得出在不同激光能量辐照下，CCD的瞬态温度场随后进一步分析得到热应力场。锋少军等人[26]采用波长800纳米、500μJ、脉冲宽度100飞秒的激光辐照CCD，测得点破坏临界值，线破坏临界值，全阵列破坏临界值。李刚等人[27]用高重复率、高峰值功率的联合激光对CCD辐照，对CCD的损伤更加严重，且能实现用较少的时间达到破坏CCD的目的。高刘正等人[28]用波长800纳米、脉冲宽度为100飞秒的单脉冲激光辐照CCD，用光学显微镜和扫描电子显微镜观察，并发现：破坏区域只在光敏单元，而W层、电极和硅底部都未受到影响。