1 中国科学院空天信息创新研究院光学工程研究部，北京 100094
2 中国科学院大学光电学院，北京 100049
本文报道了一种基于传导冷却端面泵浦板条（CCEPS）结合正交Porro棱镜谐振腔，采用中心波长为805.8 nm（60 ℃时）、半峰全宽为6.8 nm的泵浦源，可实现在15~70 ℃宽温度区间工作的激光器。实验上获得了脉冲能量为49.82 mJ、脉冲宽度为8.11 ns、重复频率为20 Hz的脉冲激光输出，光斑直径为2.12 mm，发散角小于2 mrad，峰值功率达到6.14 MW，输出能量不稳定度在-1.5%~+1.5%以内。实验测得的激光器输出能量随温度的变化曲线与理论计算得到的板条对泵浦光的吸收效率随温度的变化趋势具有较好的一致性。将该模型进一步优化，设置宽光谱泵浦源的中心波长为806 nm（25 ℃时），激光器的温度不敏感区间较本实验测试温度区间拓宽了将近一倍。
激光器 正交Porro棱镜谐振腔 端面泵浦板条 宽温区 高可靠性 中国激光
2023, 50(19): 1901006
1 中国电子科技集团公司第三十研究所，四川 成都 610093
2 桂林电子科技大学 机电工程学院，广西 桂林 541004
挠性光电印制电路板（Flexible Electro-Optical Printed Circuit Board, FEOPCB）在高温层压制作过程中，埋入光纤会产生热应力，造成光纤损坏等缺陷，影响其可靠性和高速信号传输性能。为了降低FEOPCB弯曲半径并提升其可靠性，将在双面覆铜聚酰亚胺(PI)基板上设计制作高精度矩形光纤定位槽。首先建立有/无涂覆层光纤埋入挠性基板有限元仿真模型，对FEOPCB制造工艺进行模拟仿真，并对埋入光纤应力及影响因素进行分析。结果表明，有涂覆层光纤所受应力远小于无涂覆层光纤。针对有涂覆层光纤，采用激光刻蚀技术在双面覆铜PI基板上制作了高精度矩形定位槽，通过高温层压工艺完成了FEOPCB制作。FEOPCB完成了温度冲击、低温、高温、湿热和10万次弯曲疲劳可靠性试验，利用光学显微镜观察分析，埋入光纤无高温降解和破裂等缺陷。FEOPCB最小弯曲半径小至2 mm，弯曲损耗分别为0.57 dB （90°）和1.12 dB （180°），且相邻光纤之间无串扰，在850 nm波长条件下通信速率可达10 Gbps，误码率小于10−16。
光电互联 挠性光电印制电路板 有限元分析 定位微槽 高可靠性 opto-electronic interconnection FEOPCB finite element analysis positioning groove high reliability 红外与激光工程
2023, 52(4): 20220514
中国电子科技集团公司 第二十四研究所， 重庆 400060
金锡合金焊料(Au80Sn20)具有良好的导热、导电性，广泛用于高可靠集成电路共晶贴片工艺。研究了硅基芯片AuSn共晶焊工艺中工艺参数对硅原子向AuSn焊料扩散的影响，当共晶温度从310 ℃增加到340 ℃时，AuSn焊料中硅原子质量百分比增加1个数量级。分析了硅原子向AuSn焊料的扩散机理，讨论了硅原子向焊料扩散后对产品可靠性的影响及控制措施。
AuSn焊料 共晶焊接 原子扩散 高可靠封装 AuSn alloy welding atom diffusion high reliability package
1 深圳供电局有限公司，广东 深圳 518002
2 中国南方电网数字研究院，广州 511458
5G接入网的合理规划与建设有助于提供大带宽、低延时和多接入等新一代网络功能。为了提高5G接入网的可靠性，将树型与双纤环拓扑相结合，为5G接入网设计了一种高可靠性波分复用无源光网络(WDM-PON)架构。其中，树型拓扑可保证网络正常工作时的传输质量；双纤环拓扑可在发生故障时实现节点之间的灵活切换，提供故障保护。分别对正常工作、故障保护模式下信号的传输进行分析。通过理论计算及对信号质量、延时进行实验,证明所提网络结构比常规树型拓扑的可靠性更高。
5G接入网 波分复用无源光网络 高可靠性 故障保护 5G access network wavelength division multiplexing passive optical n high reliability fault protection
中国电子科技集团公司第十研究所, 四川 成都 610036
该文阐述了一种高精度幅相调理机制(APMM)，具有高可靠、高线性幅相特性及快速设计等优点。通过逐级联试，可使任意多通道模组的通道间相位差一致性≤±1°，任意功能单元间幅度一致性≤±1 dB，相位一致性≤±1.5°，任意功能单元的绝对延时精度≤±1.5 ps，多倍频相对带宽的幅度平坦度≤±1 dB。该调理机制可应用于任意电子系统、任意信道化设计、任意功能电路或芯片设计等。通过大量工程应用，并得以证实，该方案切实可靠地改善了目前各类射频系统或模块单元的幅相特性。
高精度 幅相调理机制(APMM) 高可靠 快速设计 计算机辅助设计(CAD) high precision amplitude and phase modulation mechanism(APMM) high reliability fast design computer aided design(CAD)
哈尔滨工业大学 航天学院卫星技术研究所, 黑龙江 哈尔滨 150001
为了提高卫星星上资源利用率及集成度, 实现对卫星星上资源的充分利用, 综合考虑体积、质量及功耗等多方面限制及要求, 提出一套基于可重构系统的微纳卫星综合电子系统方案。该方案提出利用分布式专用模块及通用中心处理器提高卫星系统功能集成度, 在不降低整星系统可靠性的基础上减少电路设计冗余。首先, 通过选用双高性能CPU冷备份, 配合外部电路设计, 实现了高可靠性高性能计算功能; 其次, 通过标准化系统总线, 将电源及热控, 姿态轨道控制, 载荷管理等功能模块中的专用电路与计算处理控制功能解耦, 将其中的计算控制功能通过综合电子CPU软件重构的方式实现; 最后设计并研制了一台功能样机, 重量约为0.2 kg, 功耗小于2 W, 系统计算能力大于220 DMIPS, 具备双CPU冷备份功能, 满足微纳卫星低功耗较高可靠性的要求, 同时该样机可通过通用系统总线扩展不同功能, 实现在各种微纳卫星中的应用。
微纳卫星 综合电子 高集成度 可重构 高性能 高可靠性 micro/nano satellite integrated electronic system high level of integration reconfigurable high performance high reliability
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
2 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
为了从科学级面阵探测器中筛选出满足空间应用要求的具有高可靠性和稳定性的器件,针对星载面阵电荷耦合器件(CCD),开展了温度循环、随机振动及高温老炼等环境应力试验。设计了一套筛选专用的面阵CCD图像采集系统,并基于分段式均匀照明光源和连续可调谐均匀单色照明光源,对筛选前后面阵CCD的光电性能参数进行测试。通过对比筛选试验前后面阵CCD的暗电流、像元响应非一致性、量子效率及非线性误差等参数,分析面阵CCD的环境适应性,剔除早期失效或性能变化较大的探测器,从中筛选出性能最优的探测器,并将其应用于星载多角度偏振成像仪以进行大气遥感观测。试验结果表明,最终优选的探测器在筛选试验前后的量子效率最大变化为-2.56%,像元响应不一致性均小于3%,非线性误差均小于1%,筛选后暗电流为889.22 electron·(pixel·s -1) -1。研究结果为低等级面阵CCD筛选方法及CCD性能评估技术提供了重要参考。
测量 多角度偏振成像仪 面阵电荷耦合器件 筛选 光电性能 高稳定性与可靠性 光学学报
2020, 40(11): 1112002
1 航天东方红卫星有限公司，北京 100094
2 北京航天测控技术有限公司，北京 100041
激光测距仪与视觉图像的融合研究在最近的工业机器人等应用领域中受到越来越多的关注，其中对这两种仪器的位姿标定有利于对二者信息的有效融合。以单点激光测距仪和相机的位姿融合为主要研究内容，提出两种确定两者相对位置和方向的标定方法，在建立光斑相机坐标的基础上分别以可见光斑和不可见光斑为研究内容，分别通过光斑的坐标和平面约束对两种情况建立标定方程，并结合实验验证两种标定方法的有效性和可靠性，实验结果表明：在有限次测量次数的情况下标定结果能够使重投影误差达到3个像素以内，而且运算时间大大减小。
单点 激光测距仪 标定 高可靠性 single-point laser range finder calibration high reliability 红外与激光工程
2020, 49(4): 0413002
1 中国工程物理研究院 流体物理研究所, 四川 绵阳 621900
2 北京大学 物理学院, 北京 100871
对540 mm×18 mm、极间距250 mm、充气压力26 kPa的脉冲氙灯进行分析计算,研制了一台具有手动和外触发功能、氙灯充电电压2.5～4.5 kV、输出脉冲电流幅度3～6 kA、脉冲宽度约230 μs的脉冲氙灯电源,给出了单次触发情况下的实验结果。设计基于晶闸管移相调压方式,经由隔离模块、PLC控制构成的闭环反馈回路,控制调压模块对储能电容器线性充电; 通过IGBT半导体开关器件产生脉冲信号,经脉冲变压器升压后触发氙灯,使氙灯导通发光。采用简单、可靠的绕丝触发方式和控制信号隔离、电容器一端接地等方法,有效抑制了地电位抬高,提高了氙灯电源的可靠性和抗干扰能力。通过百次的实验,脉冲氙灯电源能100%点亮负载氙灯,满足实际使用要求。
脉冲氙灯 PLC控制 脉冲形成电路 高可靠性 pulse xenon lamp PLC control IGBT IGBT pulse forming circuit high reliability 强激光与粒子束
2017, 29(6): 065004
中国科学院安徽光学精密机械研究所 中国科学院环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
基于星载差分吸收光谱仪转动部件控制需求,设计了星载光谱仪转动部件的测试系统。采用微动开关复位加定步的电机运动方式实现电机的精确定位。采用 脉冲调制(PWM)的方式实现驱动电流的精细调节。并搭建平台对系统进行重复性测试,实验结果表明,测试系统具有较高的可靠性和稳定性,能够满足光谱仪 的精确定位要求,使电机在工作寿命内按计划完成定标工作。
星载光谱仪 转动部件 可靠性 精确定位 space-borne spectrometer rotating parts high reliability accurate locating 大气与环境光学学报
2016, 11(2): 103
