作者单位
摘要
1 兰州空间技术物理研究所 空间环境材料行为及评价技术国防科技重点实验室,甘肃 兰州 730000
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室,陕西 西安 710119
3 中国科学院大学 材料与光电研究中心,北京 100049
辐照环境下掺铒光纤性能下降严重影响了其在空间环境中的应用,而Ce可以凭借其变价能力抑制光纤的辐致损伤效应。利用螯合物气相沉积法制备了不同Ce掺杂量的掺铒光纤,在常温下使用60Co辐照源对光纤进行了累积剂量100 krad、剂量率6.17 rad/s的辐照实验。通过吸收损耗谱的测试发现Ce掺杂含量高的光纤在辐照后损耗为419.185 dB/km@1200 nm,且荧光寿命变化量减小了0.578 ms。通过切片芯层透过率及电子顺磁共振测试发现Ce掺杂可以有效降低光纤中Al和Ge相关的色心缺陷数量。最后通过增益测试验证了Ce掺杂对掺铒光纤抗辐照能力的改善,辐照后高Ce掺杂的光纤比未掺杂Ce光纤的增益高出4.15 dB。实验结果表明,Ce掺杂可以有效增强掺铒光纤抗辐照性能,这一结论对掺铒光纤在太空中的应用具有重要意义,该研究结果能够为后续掺铒光纤的耐辐照加固及其在空间中的应用提供参考。
辐射效应 抗辐射加固 掺铒光纤表征测试 空间激光通信 radiation effects radiation-resistant reinforcement erbium-doped fiber characterization tests space laser communications 
红外与激光工程
2023, 52(3): 20220871
文轩 1杨生胜 1,*高欣 1折胜飞 2,3[ ... ]张剑锋 1
作者单位
摘要
1 兰州空间技术物理研究所 空间环境材料行为及评价技术国防科技重点实验室,兰州 730000
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室,西安 710119
3 中国科学院大学 材料与光电研究中心,北京 100049
为验证La掺杂对于掺铒光纤抗辐照性能的影响,采用La掺杂光纤与无La掺杂光纤进行光纤辐照实验。使用60Co辐照源在常温下对光纤进行累积剂量100 krad,剂量率6.17 rad/s的辐照实验。结果发现,La掺杂光纤在1 200 nm处损耗为0.030 67 dB(km·krad),相比于无La掺杂光纤0.039 53 dB(km·krad)更低,且La掺杂光纤在辐照环境下的增益变化更小。通过光纤吸收谱和EPR谱辐照前后的对比,确定了Al-OHC缺陷为影响光纤辐致损耗的关键因素。La掺杂可以在一定程度上代替Al作为Er离子的分散剂从而增强光纤的抗辐照能力,且La掺杂对光纤的增益性能不会产生负面影响。该研究可为后续特种光纤在空间应用中的抗辐射加固设计提供参考。
激光通信 掺铒光纤 辐射效应 γ辐照 镧掺杂 Laser communication Erbium-doped fiber Radiation effects Gamma irradiation Lanthanum doping 
光子学报
2023, 52(2): 0206003
安恒 1李得天 1,*文轩 1张晨光 1[ ... ]曹洲 1
作者单位
摘要
1 兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理重点实验室空间环境材料行为与评价重点实验室,甘肃 兰州 730000
2 中国空间技术研究院西安分院,陕西 西安 710000
利用脉冲激光验证高速脉宽调制控制器(Pulse Width Modulator,PWM)单粒子瞬态效应的敏感性和防护设计。试验中,通过改变脉冲激光能量,逐步扫描PWM控制器电路,确定了诱发单粒子瞬态效应的激光能量阈值和敏感区域。通过改变PWM控制器软启动配置电路设计,验证了防护电路设计的合理性,为卫星电源子系统的单粒子瞬态效应防护设计提供技术参考。
脉宽调制控制器 单粒子效应 单粒子瞬态 脉冲激光 防护验证 pulse width modulater single event effect single event transient pulse laser protection validation 
红外与激光工程
2020, 49(8): 20190533
作者单位
摘要
兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室, 甘肃 兰州 730000
根据光子晶体(PhCs)提升闪烁体光输出的作用原理,向5 μm厚硅酸钇镥(LYSO)闪烁体的光出射面引入4种不同结构的光子晶体,以提升闪烁体探测器的探测性能。4种PhCs构型分别为六边晶格空气孔型、正方晶格空气孔型、正方晶格圆柱型、正方晶格长方体型。结合Rsoft和MATLAB软件,通过对光子晶体周期、比例、高度三个参量的扫描,得到了每种类型光子晶体的最佳结构参数。模拟结果表明:在LYSO晶体发光中心波长为420 nm的条件下,每种优化后的光子晶体对LYSO的光输出都有一定程度的提升,且六边晶格空气孔型光子晶体对光输出的提升最大,高达17.1945%。
薄膜 光子晶体 光输出 闪烁体 硅酸钇镥 闪烁体探测器 
光学学报
2019, 39(10): 1031001
作者单位
摘要
兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理重点实验室, 甘肃 兰州 730000
验证SiGe BiCMOS工艺线性器件的单粒子瞬态(Single Event Transient, SET)效应敏感性, 选取典型运算放大器THS4304和稳压器TPS760进行了脉冲激光试验研究。试验中, 通过能量逐渐逼近方法确定了其诱发SET效应的激光阈值能量, 并通过逐点扫描的办法分析了器件内部单粒子效应敏感区域, 并在此基础上分析了脉冲激光能量与SET脉冲的相互关系, 获得了单粒子效应截面, 为SiGe BiCMOS工艺器件在卫星电子系统的筛选应用以及抗辐射加固设计提供数据参考。
线性器件 单粒子效应 单粒子瞬态 脉冲激光 SiGe BiCMOS SiGe BiCMOS linear device single event effect single event transient pulse laser 
红外与激光工程
2019, 48(3): 0320001
作者单位
摘要
1 兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理国家重点实验室, 甘肃 兰州 730000
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室, 上海 200083
目前对于纳米尺度半导体材料的局域电导与对应载流子浓度关系的描述主要以参数拟合为主。其关系模型主要依赖人工拟合参数, 例如理想因子。所以无法从测得局域电导分布来推出载流子浓度分布。为此, 提出了一种获取量子阱中载流子浓度的模型。通过小于10 nm分辨的截面扫描分布电阻显微术, 测得了GaAs/AlGaAs量子阱(1 1 0)截面的局域电导分布。基于实验设置, 提出了只含有掺杂浓度参量的实验描述模型。通过模型, 由测得的量子阱(掺杂浓度从1016/cm3到1018/cm3)局域电导分布, 推导出了其载流子分布。相对误差在30%之内。
载流子浓度 量子阱 扫描分布电阻显微术 肖特基 carrier concentration quantum wells scanning spreading resistance microscopy Schottky 
红外与毫米波学报
2018, 37(6): 668
作者单位
摘要
1 空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
2 兰州空间技术物理研究所, 甘肃 兰州 730000
针对始终处于加电状态工作模式的半导体激光器,通过分析单个粒子对器件的辐射过程,将空间辐射效应离散的描述为所有单粒子造成辐射效应的累积。考虑到粒子到达服从泊松过程的特点,建立了半导体激光器空间辐射效应性能退化模型。推导了器件可靠度函数以及平均故障前时间的表达式。对InGaAs多量子阱激光二极管在高轨空间辐射环境中的性能退化过程进行了仿真,得到了器件的光功率退化曲线。结果表明光功率退化量与辐射时间近似成正比例关系。由此提出了同时考虑辐射与退火效应条件下,器件的光功率退化速率,通过拟合得出该速率与空间辐射平均剂量率成正比。获得了半导体激光器的可靠度曲线,进而计算了器件的平均故障前时间。
激光器 性能退化模型 泊松过程 空间辐射环境 位移损伤效应 退火效应 
中国激光
2014, 41(10): 1002002
作者单位
摘要
1 空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
2 兰州空间技术物理研究所真空低温技术与物理实验室, 甘肃 兰州 730000
基于空间辐射和器件辐射效应的特点,选取正态分布对辐射的剂量率和单位辐射剂量造成的性能退化量进行描述,得到了卫星光通信系统中半导体激光器的可靠度函数。进而以高轨空间辐射条件为背景,对器件的性能退化量进行了模拟,在模拟数据的基础上利用最大似然估计法计算性能退化量的分布函数,得到了器件的可靠度曲线以及平均寿命。最后分析了减少测试时间,以较少的样本数量进行估计的可行性。
激光器 半导体激光器 空间辐射环境 性能退化 可靠性 正态分布 
激光与光电子学进展
2014, 51(5): 051401
作者单位
摘要
1 空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
2 兰州物理研究所, 甘肃 兰州 730000
通过对半导体激光器在空间环境中辐射损伤机理的分析,得到了器件在辐射条件下的性能退化规律以及辐射过程中的退火规律。在此基础上,建立了辐射应力加速寿命实验模型,获得了故障时间、加速因子、故障概率分布函数、概率密度函数和平均故障前时间的表达式。模拟了三组应力分别为100、50和10 Gy/s情况下器件的性能退化数据,进而对加速寿命实验模型的参数进行了估算,求得器件在0.03 Gy/s的正常应力条件下的故障时间为43862 h。基于威布尔故障分布,利用应力为50 Gy/s的加速试验模拟数据,得到了器件的故障概率分布函数以及平均故障前时间,其平均故障前时间约为39755.8 h。
激光器 辐射应力 加速寿命实验 空间辐射效应 退火效应 
中国激光
2014, 41(5): 0502001
作者单位
摘要
1 空军工程大学 信息与导航学院,西安 710077
2 兰州空间技术物理研究所,兰州 730000
分析了空间电离辐射的位移损伤效应影响下InGaAs PIN光探测器暗电流的损伤特性,在此基础上建立了强度调制直接检测模式的卫星光通信系统误码率模型。仿真结果表明:暗电流与辐照注量近似呈对数线性变化;误码率在辐照注量小于108cm-2时维持在10-9之下,当辐照注量大于108cm-2后加速上升。结合仿真结果,讨论了判决阈值对误码率的影响,得出在辐照强度为10-9cm-2时,若判决阈值取5.7×10-7A,则误码率降低约4个量级,较好地提高了通信质量。
误码率 位移损伤效应 PIN光探测器 暗电流 判决阈值 bit error rate displacement damage dose PIN photodetectors dark current decision threshold 
半导体光电
2013, 34(6): 1039

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