宇航光電子器件技術(shù)

第1章宇航光電子器件概述1
1.1光電子技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用1
1.1.1光電子技術(shù)的發(fā)展2
1.1.2光電子技術(shù)的特點(diǎn)3
1.1.3光電子技術(shù)研究及應(yīng)用領(lǐng)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(dá)系統(tǒng)25
1.3宇航光電子器件及應(yīng)用要求28
1.3.1宇航光電子器件的特點(diǎn)28
1.3.2宇航光電子器件的應(yīng)用要求29
1.4宇航光電子器件種類及其關(guān)鍵技術(shù)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(guān)鍵技術(shù)33
1.5宇航光電子器件技術(shù)發(fā)展趨勢36
第2章宇航應(yīng)用環(huán)境效應(yīng)及光電子器件可靠性技術(shù)39
2.1宇航輻射環(huán)境及其效應(yīng)40
2.1.1宇航輻射環(huán)境40
2.1.2輻射效應(yīng)45
2.2真空、熱環(huán)境及其效應(yīng)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(yīng)50
2.2.6真空放氣效應(yīng)50
2.3力學(xué)環(huán)境及其效應(yīng)51
2.4其他環(huán)境及其效應(yīng)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(shù)63
2.6.1宇航光電子器件可靠性設(shè)計技術(shù)63
2.6.2宇航光電子器件可靠性試驗(yàn)技術(shù)66
2.6.3宇航光電子器件壽命預(yù)計及評估技術(shù)70
2.7宇航光電子器件質(zhì)量保證技術(shù)72
2.7.1選用控制72
2.7.2監(jiān)制驗(yàn)收73
2.7.3復(fù)驗(yàn)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(yīng)用驗(yàn)證75
第3章半導(dǎo)體光源在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術(shù)77
3.1半導(dǎo)體光源及放大器技術(shù)78
3.1.1半導(dǎo)體中的光子電子相互作用78
3.1.2半導(dǎo)體激光器工作原理79
3.1.3半導(dǎo)體光源的分類81
3.1.4半導(dǎo)體光源組件的結(jié)構(gòu)及封裝82
3.1.5半導(dǎo)體光源的主要性能參數(shù)及特性83
3.1.6半導(dǎo)體光放大器技術(shù)97
3.2半導(dǎo)體光源在輻射環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術(shù)100
3.2.1半導(dǎo)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(dǎo)體光源抗輻射加固技術(shù)123
3.3半導(dǎo)體光源在熱環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術(shù)126
3.3.1半導(dǎo)體光源的熱特性127
3.3.2半導(dǎo)體光源在熱環(huán)境條件下的性能演變131
3.3.3半導(dǎo)體光源熱效應(yīng)的抑制技術(shù)136
3.4半導(dǎo)體光源在靜電環(huán)境條件下的性能演變及防護(hù)技術(shù)140
3.4.1半導(dǎo)體光源受到靜電放電后的性能演變140
3.4.2半導(dǎo)體光源靜電損傷機(jī)理142
3.4.3半導(dǎo)體光源靜電防護(hù)技術(shù)146
3.5半導(dǎo)體光源在真空環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術(shù)149
3.6半導(dǎo)體光源在力學(xué)環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術(shù)151
3.7典型光源性能對應(yīng)用系統(tǒng)的影響及抑制技術(shù)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(shù)157
4.1全固態(tài)激光光源技術(shù)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(jié)構(gòu)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(shù)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(yīng)的固體激光器技術(shù)175
4.3.1基于差頻效應(yīng)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)224
4.6典型固體光源及放大器性能對應(yīng)用系統(tǒng)的影響及抑制技術(shù)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(shù)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(shù)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(shù)237
第5章半導(dǎo)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(shù)240
5.1PIN型光電探測器技術(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)266
5.3.3PIN型光電探測器在力學(xué)環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術(shù)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(shù)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(shù)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(yīng)用系統(tǒng)的影響及抑制技術(shù)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(shù)286
5.5.2APD型探測器的性能對CO2探測激光雷達(dá)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(shù)292
6.1CCD和CMOS成像器件技術(shù)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(jié)構(gòu)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(shù)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(shù)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(jié)構(gòu)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(shù)358
6.6典型成像探測器性能對應(yīng)用系統(tǒng)的影響364
第7章電光調(diào)制器件在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術(shù)368
7.1鈮酸鋰電光調(diào)制器技術(shù)368
7.1.1鈮酸鋰晶體的電光效應(yīng)368
7.1.2鈮酸鋰電光調(diào)制器的種類370
7.1.3集總電極鈮酸鋰電光調(diào)制器技術(shù)371
7.1.4行波電極鈮酸鋰電光調(diào)制器技術(shù)376
7.2硅基電光調(diào)制器技術(shù)383
7.2.1硅基材料中的電光效應(yīng)383
7.2.2硅基電光調(diào)制器工作原理384
7.2.3硅基電光調(diào)制器的電注入結(jié)構(gòu)386
7.2.4硅基電光調(diào)制器的主要性能參數(shù)及特性389
7.3鈮酸鋰電光調(diào)制器在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術(shù)394
7.3.1鈮酸鋰電光調(diào)制器在輻射環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術(shù)395
7.3.2鈮酸鋰電光調(diào)制器在熱環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術(shù)405
7.3.3鈮酸鋰電光調(diào)制器在高光功率下的性能演變及抑制技術(shù)409
7.4硅基電光調(diào)制器在宇航環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術(shù)414
7.4.1硅基電光調(diào)制器在輻射環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術(shù)414
7.4.2硅基電光調(diào)制器在熱環(huán)境條件下的性能演變及抑制技術(shù)415
7.5典型電光調(diào)制器性能對應(yīng)用系統(tǒng)的影響及抑制技術(shù)417
7.5.1強(qiáng)度調(diào)制器性能對微波光子系統(tǒng)的影響及抑制技術(shù)417
7.5.2Y波導(dǎo)性能對光纖陀螺的影響及抑制技術(shù)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(shù)425
8.1光纖及光纖組件技術(shù)425
8.1.1光纖技術(shù)426
8.1.2光纖組件技術(shù)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(shù)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(shù)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(shù)459
8.3光分/合束器件技術(shù)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(shù)477
8.4光偏振器件技術(shù)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(yīng)用要求490
8.5光濾波器件技術(shù)491
8.5.1多層介質(zhì)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(fù)用器494
8.5.4MZI型光纖濾波器496
8.5.5光濾波器的宇航應(yīng)用要求497
8.6光纖反射器件技術(shù)498
8.6.1介質(zhì)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(zhuǎn)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(yīng)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(shù)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(shù)503
8.8典型光纖組件及光無源器件性能對應(yīng)用系統(tǒng)的影響及抑制技術(shù)510
8.8.1光纖環(huán)性能對光纖陀螺的影響及抑制技術(shù)510
8.8.2光纖光柵性能對應(yīng)變傳感系統(tǒng)的影響及抑制技術(shù)512
縮略語515
參考文獻(xiàn)520