宇航光電子器件技術

第1章宇航光電子器件概述1
1.1光電子技術的發(fā)展及應用1
1.1.1光電子技術的發(fā)展2
1.1.2光電子技術的特點3
1.1.3光電子技術研究及應用領域6
1.2典型宇航光電系統(tǒng)的發(fā)展9
1.2.1紅外光電成像探測系統(tǒng)9
1.2.2空間激光通信系統(tǒng)13
1.2.3光纖傳感系統(tǒng)17
1.2.4激光武器系統(tǒng)22
1.2.5激光雷達系統(tǒng)25
1.3宇航光電子器件及應用要求28
1.3.1宇航光電子器件的特點28
1.3.2宇航光電子器件的應用要求29
1.4宇航光電子器件種類及其關鍵技術31
1.4.1宇航光電子器件種類31
1.4.2典型宇航光電子器件關鍵技術33
1.5宇航光電子器件技術發(fā)展趨勢36
第2章宇航應用環(huán)境效應及光電子器件可靠性技術39
2.1宇航輻射環(huán)境及其效應40
2.1.1宇航輻射環(huán)境40
2.1.2輻射效應45
2.2真空、熱環(huán)境及其效應48
2.2.1大氣熱環(huán)境48
2.2.2熱真空環(huán)境49
2.2.3冷黑背景49
2.2.4空間外熱流50
2.2.5真空紫外輻射效應50
2.2.6真空放氣效應50
2.3力學環(huán)境及其效應51
2.4其他環(huán)境及其效應53
2.4.1中性大氣環(huán)境53
2.4.2等離子體環(huán)境56
2.4.3微流星體環(huán)境57
2.4.4空間碎片環(huán)境57
2.5典型行星環(huán)境58
2.5.1火星環(huán)境58
2.5.2金星環(huán)境60
2.5.3小行星環(huán)境62
2.6宇航光電子器件可靠性技術63
2.6.1宇航光電子器件可靠性設計技術63
2.6.2宇航光電子器件可靠性試驗技術66
2.6.3宇航光電子器件壽命預計及評估技術70
2.7宇航光電子器件質量保證技術72
2.7.1選用控制72
2.7.2監(jiān)制驗收73
2.7.3復驗篩選74
2.7.4破壞性物理分析74
2.7.5失效分析75
2.7.6應用驗證75
第3章半導體光源在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術77
3.1半導體光源及放大器技術78
3.1.1半導體中的光子電子相互作用78
3.1.2半導體激光器工作原理79
3.1.3半導體光源的分類81
3.1.4半導體光源組件的結構及封裝82
3.1.5半導體光源的主要性能參數(shù)及特性83
3.1.6半導體光放大器技術97
3.2半導體光源在輻射環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術100
3.2.1半導體光源在輻射環(huán)境條件下的性能演變理論模型100
3.2.2超輻射發(fā)光二極管在輻射環(huán)境條件下的性能演變105
3.2.3激光二極管在輻射環(huán)境條件下的性能演變111
3.2.4半導體光源抗輻射加固技術123
3.3半導體光源在熱環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術126
3.3.1半導體光源的熱特性127
3.3.2半導體光源在熱環(huán)境條件下的性能演變131
3.3.3半導體光源熱效應的抑制技術136
3.4半導體光源在靜電環(huán)境條件下的性能演變及防護技術140
3.4.1半導體光源受到靜電放電后的性能演變140
3.4.2半導體光源靜電損傷機理142
3.4.3半導體光源靜電防護技術146
3.5半導體光源在真空環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術149
3.6半導體光源在力學環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術151
3.7典型光源性能對應用系統(tǒng)的影響及抑制技術154
第4章固體光源在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術157
4.1全固態(tài)激光光源技術158
4.1.1直接發(fā)射固體激光器工作原理158
4.1.2全固態(tài)激光器種類與結構158
4.1.3全固態(tài)激光器主要性能參數(shù)及特性162
4.2光纖光源及放大器技術166
4.2.1光纖超熒光光源167
4.2.2光纖放大器169
4.2.3光纖激光器172
4.3基于非線性效應的固體激光器技術175
4.3.1基于差頻效應的固體激光器175
4.3.2基于光參量振蕩的固體激光器175
4.3.3光參量放大激光器177
4.3.4拉曼激光器與拉曼放大器177
4.3.5布里淵光纖激光器182
4.4全固態(tài)激光器在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術183
4.4.1全固態(tài)激光器在輻射環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術183
4.4.2全固態(tài)激光器在熱環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術188
4.5光纖光源及放大器在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術195
4.5.1有源光纖在輻射環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術195
4.5.2光纖超熒光光源在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術207
4.5.3光纖放大器在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術215
4.5.4光纖激光器在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術224
4.6典型固體光源及放大器性能對應用系統(tǒng)的影響及抑制技術228
4.6.1光纖放大器性能對空間激光通信系統(tǒng)的影響及抑制技術228
4.6.2摻鉺光纖超熒光光源性能對光纖陀螺的影響及抑制技術234
4.6.3光纖激光器性能對多普勒測速系統(tǒng)的影響及抑制技術237
第5章半導體光電探測器件在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術240
5.1PIN型光電探測器技術240
5.1.1PIN型光電探測器的工作原理241
5.1.2PIN 型光電探測器的主要性能參數(shù)及特性244
5.2APD型光電探測器技術247
5.2.1APD型光電探測器的工作原理247
5.2.2APD型光電探測器的工作模式251
5.2.3APD型光電探測器的主要性能參數(shù)及特性251
5.3PIN型光電探測器在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術257
5.3.1PIN型光電探測器在輻射環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術257
5.3.2PIN型光電探測器在熱環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術266
5.3.3PIN型光電探測器在力學環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術270
5.4APD型探測器在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術273
5.4.1硅APD型探測器在輻射環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術273
5.4.2硅APD型探測器在熱環(huán)境條件下的性能演變280
5.5典型探測器性能對應用系統(tǒng)的影響及抑制技術285
5.5.1PIN型探測器性能對空間激光通信系統(tǒng)的影響及抑制技術286
5.5.2APD型探測器的性能對CO2探測激光雷達系統(tǒng)的影響287
第6章成像探測器件在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術292
6.1CCD和CMOS成像器件技術292
6.1.1CCD成像器件工作原理293
6.1.2CCD成像器件的類型及結構295
6.1.3CCD成像器件的主要性能參數(shù)及特性297
6.1.4CMOS成像器件技術303
6.1.5CCD和CMOS成像器件對比308
6.2紅外焦平面陣列探測器技術309
6.2.1紅外焦平面陣列探測器的種類309
6.2.2紅外焦平面陣列探測器的結構310
6.2.3紅外焦平面陣列探測器的工作原理311
6.2.4紅外焦平面陣列探測器的主要性能參數(shù)及特性311
6.3CCD成像器件在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術315
6.3.1CCD成像器件在輻射環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術315
6.3.2CCD成像器件在熱環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術329
6.4CMOS成像器件在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術331
6.4.1CMOS成像器件在輻射環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術331
6.4.2CMOS成像器件在熱環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術352
6.5碲鎘汞紅外焦平面器件在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術358
6.6典型成像探測器性能對應用系統(tǒng)的影響364
第7章電光調制器件在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術368
7.1鈮酸鋰電光調制器技術368
7.1.1鈮酸鋰晶體的電光效應368
7.1.2鈮酸鋰電光調制器的種類370
7.1.3集總電極鈮酸鋰電光調制器技術371
7.1.4行波電極鈮酸鋰電光調制器技術376
7.2硅基電光調制器技術383
7.2.1硅基材料中的電光效應383
7.2.2硅基電光調制器工作原理384
7.2.3硅基電光調制器的電注入結構386
7.2.4硅基電光調制器的主要性能參數(shù)及特性389
7.3鈮酸鋰電光調制器在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術394
7.3.1鈮酸鋰電光調制器在輻射環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術395
7.3.2鈮酸鋰電光調制器在熱環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術405
7.3.3鈮酸鋰電光調制器在高光功率下的性能演變及抑制技術409
7.4硅基電光調制器在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術414
7.4.1硅基電光調制器在輻射環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術414
7.4.2硅基電光調制器在熱環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術415
7.5典型電光調制器性能對應用系統(tǒng)的影響及抑制技術417
7.5.1強度調制器性能對微波光子系統(tǒng)的影響及抑制技術417
7.5.2Y波導性能對光纖陀螺的影響及抑制技術422
第8章光纖組件及光無源器件在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術425
8.1光纖及光纖組件技術425
8.1.1光纖技術426
8.1.2光纖組件技術432
8.1.3光纖在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術439
8.1.4光纜在宇航環(huán)境條件下的性能演變449
8.2光纖光柵技術452
8.2.1光纖光柵的工作原理452
8.2.2光纖光柵的分類456
8.2.3光纖光柵的主要性能參數(shù)及特性458
8.2.4光纖光柵在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術459
8.3光分/合束器件技術469
8.3.1光纖耦合器469
8.3.2光分束器474
8.3.3光纖合束器475
8.3.4光纖耦合器在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術477
8.4光偏振器件技術484
8.4.1光偏振器484
8.4.2光隔離器487
8.4.3光環(huán)行器488
8.4.4光偏振器件的宇航應用要求490
8.5光濾波器件技術491
8.5.1多層介質膜型光纖濾波器491
8.5.2FP光纖濾波器492
8.5.3光纖波分復用器494
8.5.4MZI型光纖濾波器496
8.5.5光濾波器的宇航應用要求497
8.6光纖反射器件技術498
8.6.1介質膜光纖反射鏡498
8.6.2金屬膜光纖反射鏡499
8.6.3法拉第旋轉光纖反射鏡499
8.6.4光纖環(huán)路反射鏡500
8.6.5光纖反射鏡的宇航應用要求501
8.7光電子器件用膠粘劑在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術502
8.7.1宇航用膠粘劑分類502
8.7.2典型膠粘劑在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術503
8.8典型光纖組件及光無源器件性能對應用系統(tǒng)的影響及抑制技術510
8.8.1光纖環(huán)性能對光纖陀螺的影響及抑制技術510
8.8.2光纖光柵性能對應變傳感系統(tǒng)的影響及抑制技術512
縮略語515
參考文獻520