CMOS APS光电器件单粒子效应脉冲激光模拟实验研究

CMOS APS光电器件因低功耗、小体积的特点已成为遥感卫星成像的重要发展方向。随着半导体技术的不断进步,其单粒子效应已经成为一个影响可靠性的重要因素。针对CMOS APS光电器件,利用实验室脉冲激光模拟单粒子效应设备模拟了重离子在APS光电器件中引起的辐射损伤,分析了CMOS APS光电器件内部不同功能单元对单粒子效应的敏感性,获得了单粒子效应敏感参数。结果表明,CMOS APS光电器件在空间辐射环境中会诱发单粒子翻转和单粒子锁定。研究结果为进一步分析CMOS APS光电器件的抗辐射加固设计提供了理论支持。     

用于空间辐射环境探测的金刚石探测器研究综述

空间辐射环境探测可减轻或避免辐射环境对航天器和宇航员的危害,已成为近年来各航天大国研究空间环境的热点.对空间辐射环境进行探测的探测器较多,包括气体探测器、闪烁体探测器和半导体探测器,半导体探测器具有能量分辨率高、探测效率高等优点,已逐渐取代其他两种探测器.金刚石辐射探测器是半导体探测器的一种,具有探测精度高、耐候性好、无需制冷、寿命长以及抗辐射能力强等优点,特别适合长周期、强辐射的深空探测.同时,金刚石禁带宽度大,不响应可见光,可实现日盲观测,已被欧洲空间局(ESA)用于太阳紫外辐射探测.俄罗斯工业技术中心在多种粒子复合探测方面正在研制宇宙射线光谱仪,尽管探测能区集中在中高能,但该光谱仪可实现电子、质子和重粒子的复合探测.基于目前金刚石辐射探测器在单粒子辐射探测中的应用及空间复杂的多种粒子辐射环境,我国的空间辐射环境探测研究应通过设计基于多层金刚石膜的单粒子辐射探测器来提高探测器的能量分辨率,再构建探测器矩阵进行多种粒子复合探测,将人工神经网络算法引入数据处理过程,以拓展探测范围到低能区,实现全能量范围粒子的探测,从而为开展金刚石探测器在空间站、深空辐射环境探测等领域的应用探索奠定基础.     

用于空间辐射环境探测的金刚石探测器研究综述

空间辐射环境探测可减轻或避免辐射环境对航天器和宇航员的危害,已成为近年来各航天大国研究空间环境的热点。对空间辐射环境进行探测的探测器较多,包括气体探测器、闪烁体探测器和半导体探测器,半导体探测器具有能量分辨率高、探测效率高等优点,已逐渐取代其他两种探测器。金刚石辐射探测器是半导体探测器的一种,具有探测精度高、耐候性好、无需制冷、寿命长以及抗辐射能力强等优点,特别适合长周期、强辐射的深空探测。同时,金刚石禁带宽度大,不响应可见光,可实现日盲观测,已被欧洲空间局(ESA)用于太阳紫外辐射探测。俄罗斯工业技术中心在多种粒子复合探测方面正在研制宇宙射线光谱仪,尽管探测能区集中在中高能,但该光谱仪可实现电子、质子和重粒子的复合探测。基于目前金刚石辐射探测器在单粒子辐射探测中的应用及空间复杂的多种粒子辐射环境,我国的空间辐射环境探测研究应通过设计基于多层金刚石膜的单粒子辐射探测器来提高探测器的能量分辨率,再构建探测器矩阵进行多种粒子复合探测,将人工神经网络算法引入数据处理过程,以拓展探测范围到低能区,实现全能量范围粒子的探测,从而为开展金刚石探测器在空间站、深空辐射环境探测等领域的应用探索奠定基础。     

单粒子效应对航天器的威胁及空间飞行试验评论（一）

列举了若干航天器因单粒子效应而出现的异常或故障。阐述了单粒子效应空间飞行试验方法和预估方法。总结了多颗航天器单粒子效应空间飞行试验结果。依据空间飞行试验结果，对静止卫星、低太阳同步轨道卫星和椭圆轨道卫星在太阳宁静和太阳耀斑期间单粒子效应作了比较。     

单粒子效应对航天器的威胁及空间飞机试验评论（二）

列举了若干航天器因单粒子效应而出现的异常或故障。阐述了单粒子效应空间飞行试验方法和预估方法。总结了多颗航天器单粒子效应空间飞行试验结果。依据空间飞行试验结果，对静止卫星、低太阳同步轨道卫星和椭圆轨道卫星在太阳宁静和太阳耀斑期间单粒子效应作了比较。     

单粒子效应对航天器的威胁及空间飞行试验评论（二）

列举了若干航天器因单粒子效应而出现的异常或故障。阐述了单粒子效应空间飞行试验方法和预估方法。总结了多颗航天器单粒子效应空间飞行试验结果。依据空间飞行试验结果，对静止卫星、低太阳同步轨道卫星和椭圆轨道卫星在太阳宁静和太阳耀斑期间单粒子效应作了比较。     

空间太阳电池辐射效应评价方法

空间粒子辐射是导致太阳电池性能退化的主要空间环境因素,空间太阳电池在轨能否可靠工作将直接关系到卫星飞行任务能否顺利完成。通过调研国内外空间太阳电池辐射效应的研究工作,总结分析了常用的太阳电池空间辐射效应评价方法,确定了适合国内空间太阳电池的辐射效应研究方法,以便为太阳阵设计提供相关辐射效应数据,保障航天器用空间太阳电池在轨运行的可靠性。     

人造水雾粒度测试及红外消光因子计算分析

在大型半密闭空间内发生具有不同粒度分布的水雾体系,用喷雾激光粒度仪测试粒度分布规律并采用Van Der Hulst公式计算不同大小水雾粒子对红外辐射的散射效率因子、吸收效率因子和消光效率因子。结果表明:试验条件下水雾粒子的平均直径在5~65μm范围内。计算结果显示:水雾粒子对3～5、8～14μm红外辐射的消光作用主要取决于散射效应而非吸收效应。当水雾粒子的直径大于等于红外辐射的波长时,水雾体系对该波长红外辐射能够产生较强的消光效果。综合分析水雾体系的稳定性和消光特性,直径在3~30μm之间的水雾粒子对3～5、8～14μm红外辐射的衰减效果更为明显。     

浮栅存储器的单粒子辐射效应研究进展

综述了浮栅存储器的单粒子效应国外研究进展,对浮栅存储器控制电路及存储单元的单粒子效应进行详细分析和讨论。指出控制电路是浮栅存储器单粒子效应的关键部件以及重离子轰击使浮栅存储器数据保持特性退化;阐述了浮栅存储单元辐射后可能的电荷损失机制。最后指出纳米晶浮栅存储器具有好的抗辐射能力。     

单粒子效应的激光模拟方法研究进展

单粒子效应是一种会引起器件状态改变的辐射效应现象,会对器件性能、状态造成重大影响,甚至可能造成器件无法正常工作.本文介绍了目前各种单粒子效应的研究方法,重点综述了脉冲激光模拟研究的进展,汇总了近些年来国内外的代表性研究机构以及相应的测试装置参数,同时对脉冲激光诱导产生单粒子效应的机理、研究测试方法和代表性前沿器件研究的成果进行了概括,最后对脉冲激光模拟单粒子效应的方法、器件的研究方向等进行展望.     

Assessment of space radiation effects on solid-state Brillouin phase conjugate mirrors

Optical phase conjugation (OPC) provides a means of dynamical correction of thermally induced aberrations in high-power laser systems. This method is particularly interesting for space applications because it is passive, mechanically simple, and allows for improved beam quality with only a small loss in power. To exploit it one has to assess the effect of the space environment, and in particular of space radiation, on the properties of the materials that are suitable for phase-conjugating mirrors (PCMs). We have investigated both materials providing OPC via stimulated Brillouin scattering and actual PCMs with regard to their radiation hardness. Proton- and gamma-irradiated PCMs in the form of 30-cm long silica rods and 5-cm long TeO(2) crystals were tested in a single frequency flash-lamp pumped Nd:YAG system delivering up to 220 mJ pulses with a 20 ns duration at a 50 Hz repetition rate. The difference in the reflectivity between irradiated and nonirradiated components was found to be within the measurement errors. Gamma irradiation of TeO(2) resulted in a decrease of the laser-induced damage threshold, while for silica possible changes were below the detection limit. Our results show that synthetic fused silica, and Lithosil in particular, can be used for generating the OPC in laser systems operating in a space radiation environment.     

玻璃空间电离辐照着色损伤动力学研究

空间电离辐照主要由能量连续变化的粒子组成, 绝大多数粒子穿透能力小, 因此, 空间电离辐照对玻璃的着色损伤必然随深度而呈现一种复杂的变化, 针对这一现象, 并且考虑到玻璃中色心的弛豫消失, 本工作建立了一种适用于玻璃空间电离辐照着色损伤动力学研究的方法. 以K9-HL玻璃为研究对象, 利用空间电离辐照作用在玻璃中随深度变化的Monte Carlo模拟结果, 研究了该玻璃在轨(近地点350 km, 远地点425 km, 轨道倾角51.6°)电离辐照着色损伤过程, 讨论了航天器用玻璃抗辐照性能考核方法, 分析了玻璃空间电离辐照着色损伤的深度分布, 提出了航天器用玻璃材料抗电离辐照损伤加固的关键点. 此外, 对不同石英玻璃防电离辐照层保护的K9-HL玻璃在轨光学性能做了研究.     

镀膜角反射器空间辐照环境效应研究

角反射器作为激光测距的合作目标,早已得到广泛地研究和应用,但对镀反射膜角反射器的相关研究,文献显示却比较少。通过对镀制了金属反射膜的角反射器进行空间环境模拟试验,结合激光反射率测试,研究了空间辐照环境对镀膜角反射器光学性能的影响。在经过电子、质子辐照以及紫外辐照试验后,镀膜角反射器表现出良好的空间辐照环境稳定性。     

High-energy heavy ion testing of VLSI devices for single event upsets and latch up

Several very large scale integrated (VLSI) devices which are not available in radiation hardened version are still required to be used in spacecraft systems. Thus these components need to be tested for highenergy heavy ion irradiation to find out their tolerance and suitability in specific space applications. This paper describes the high-energy heavy ion radiation testing of VLSI devices for single event upset (SEU) and single event latch up (SEL). The experimental set up employed to produce low flux of heavy ions viz. silicon (Si), and silver (Ag), for studying single event effects (SEE) is briefly described. The heavy ion testing of a few VLSI devices is performed in the general purpose scattering chamber of the Pelletron facility, available at Nuclear Science Centre, New Delhi. The test results with respect to SEU and SEL are discussed.     

空间环境下航天器部件密封性能评价方法研究

从航天器密封部件的密封种类和泄漏原理,特别是橡胶密封圈的泄漏原理出发,分析了经高真空、高低温、空间辐照等空间环境对航天器密封性能的影响,给出了采用泄漏检测技术作为密封性能评价的方法。重点介绍了基于现有漏率性能评价方法而研制的几种航天器部件密封性能评价装置以及在现有评价装置上开展的部分航天器部件密封性能试验及研究情况。     

空间辐射环境诱发航天器故障或异常分析

空间辐射环境是诱发航天器系统故障或异常的主要因素之一。调研收集了国外航天器在轨的故障信息,总结分析了航天器所出现的各种故障、分析经验和对策,提出了我国航天器的在轨运行的一些具体建议,促进空间环境研究与在轨运行管理的紧密结合,提高空间环境引起航天器在轨异常的原因分析与判断的水平。     

星用胶粘剂的辐射效应研究

对星用胶粘剂的辐射效应进行了研究.在星上使用的胶粘剂必须满足空间环境条件下的需要.针对几种用于空间的胶粘剂,测试了力学性能随辐射剂量的变化.对试验进行了讨论,总结了胶粘剂力学性能随辐射剂量的变化规律.