单粒子效应是造成我国航天器电子系统故障的重要原因之一,是制约空间事业可持续发展的关键问题,是国产宇航用器件研发需要重点解决的技术瓶颈之一。我国航天电子元器件发展较慢很大程度上是抗辐射评估手段及技术的不足造成。抗辐照集成电路研发需要“设计-流片-试验-优化设计”等多轮次迭代,需要对各环节制备的样片的抗单粒子效应性能进行及时的评估,为后续的开发设计提供指导。国内外的抗辐照集成电路研发实践表明,脉冲激光手段可以在一定不确定度内定量评估芯片的抗单粒子效应能力,能够提高抗单粒子效应芯片设计质量、加快研发进度、降低研发成本。随着SOI(Silicon-On-Insulator,SOI,即绝缘衬底上的硅)工艺、Si C及Ga N等宽禁带化合物工艺新材料的运用,对脉冲激光定量评估该类新材料器件的单粒子效应能力提出了新的理论及技术要求。建立了激光正面入射体硅/SOI器件到达有源区的有效能量传输模型及应用条件,在已经建立的激光背部入射器件单粒子闩锁有效能量定量LET值模型的基础上,提出了SOI工艺器件激光有效能量的传输模型应考虑的纵向传输需解决的SOI埋氧层、横向传输需解决的光斑影响子方法,建立了SOI工艺器件的激光有源区有效能量计算方法,并验证了单粒子效应激光有效能量与重离子LET值的对应关系;提出了适用于3C、4H、6H型晶格Si C工艺器件的正面、背面入射及不同Ga N工艺结构器件激光正面入射的单、双光子能量吸收模型及关键参数测试与计算方法,建立了单粒子效应激光有效能量与重离子LET值的对应关系。针对激光背面入射SOI工艺器件的能量传输模型,通过分别设计的两款130nm、28nm SOI工艺的反相器链,验证了埋氧层因子以及光斑横向γ影响因子对激光能量纵向传输的影响。分析了130nm SOI工艺反相器链不同的沟道长度、栅宽比、敏感节点间距、DICE结构设计加固等对芯片的抗单粒子效应影响;分析光斑横向γ影响因子对激光有效能量的能量,减小了激光有效能量与重离子LET值的对应误差。通过激光正面入射试验另一款特殊设计的130nm SOI工艺反相器链的单粒子瞬态效应,验证了激光正面入射器件能量传输模型的有效性。针对选取的Ga N、Si C器件,采用正面辐照的方式,验证了不同的激光波长、聚焦平面等对两种类型工艺器件单粒子效应测试的影响,利用激光双光子吸收分别触发了器件的单粒子瞬态、单粒子烧毁效应,试验了激光能量、工作电压等条件对器件单粒子瞬态幅度、单粒子烧毁电流及作用区域的影响。通过测试正面反射率及分析各介质层对激光能量传输的影响,得到了到达有源区的有效能量以及等效LET值,通过与重离子的SEB试验结果对比,验证了建立的双光子吸收激光有效与重离子LET值等效模型。面向SOI工艺及宽禁带化合物工艺的宇航用研发器件对抗单粒子效应设计效果快速试验评估的需求,建立了SOI工艺器件的激光正面、背面入射器件的两种模式的等效重离子定量评估试验技术,解决了激光在器件内部纵向传输、横向光斑影响因子对有效能量的影响,验证了特定工艺器件激光有效能量与重离子LET值的定量试验关系;利用飞秒脉冲激光触发了Ga N、Si C工艺器件的单粒子瞬态、烧毁效应,提出了适用于不同Ga N工艺结构、多型晶格Si C工艺器件的单、双光子能量吸收模型及关键参数测试与计算方法,建立了激光有效能量与重离子LET值的对应关系并验证。