基于RadFET的宽范围电离总剂量效应监测系统及试验研究

设计了一种基于辐射剂量传感器(RadFET)的辐射总剂量监测系统,并利用60Co-γ射线和电子加速器对金属氧化物半导体(MOS)结构的RadFET进行了电离总剂量效应模拟试验,得到了器件阈值电压随辐照剂量的变化情况.结果表明,该器件具有良好的抗辐射能力,累积剂量可达到1.0 ×105 Gy,同时,在空间应用时需重点考虑阈值电压、环境温度以及击穿电压等敏感参数.     

基于塑料闪烁体光纤阵列的中子探测系统设计

为了能探测高能中子,获得中子能谱信息,设计了一套基于塑料闪烁体光纤和多路复用技术的中子探测系统。利用梯度尺寸结构的阵列化探头感应中子入射的能量和方向。多路复用数据采集及读出单元接收探测器输出信号并产生触发信号,经处理后上传给上位机。数据采集及读出系统通过以太网实现实时通信。上位机程序基于LabWindows/CVI软件平台开发,实现数据读取与保存以及采集系统运行状态参数信息的实时显示。通过中子模拟源进行了现场测试,结果表明,设计的中子探测系统满足设计要求,能实现中子能量与入射方向的测量。     

月球探测辐射环境分析

扼要介绍了月球探测的辐射环境,分析了CE-1在轨探测的辐射环境数据,在此基础上,分析了月球辐射环境对探测器的影响,提出了后续月球探测辐射防护研究建议。     

SiGeBiCMOS线性器件脉冲激光单粒子瞬态效应研究

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。     

国外月球探测有效载荷进展状况

调研了国外月球探测有效载荷发展现状及月球探测有效载荷的发展趋势和技术特点.调研分析表明,近年来国外月球探测不局限于月球环境,在探测月球辐射环境的同时兼顾辐射效应的监测,其有效载荷的发展趋向小型化、多功能化,在此基础上,提出了月球探测有效载荷配制建议,可为后续月球和深空探测载荷配制提供参考.     

空间低能电子探测技术综述

空间低能电子是空间辐射环境的重要组成部分,对航天器的安全可靠运行具有重要的影响作用。详细介绍了国内外探测空间低能电子的活动、使用的相关探测器及其技术方法,在此基础上提出了进一步探测空间低能电子的可行性技术和方法,以促进我国空间低能电子探测的发展。     

星用介质材料深层充电效应仿真分析

高能带电粒子与航天器介质材料相互作用引起的深层带电现象,一直是威胁航天器安全运行的重要因素之一。随着航天器在轨飞行时间的增长,以及航天器飞行在中高轨道,其遭遇空间高能电子引起的介质深层充放电效应越来越严重。针对星用介质材料的深层充放电效应问题,提出了一种平板型多层结构的介质深层充放电分析模型,利用FLUKA仿真和带电分析程序分析了多层介质材料内部电荷沉积情况,研究了介质中叠合的金属层厚度和层数两个不同因素对充电电荷沉积的影响。仿真结果表明,建立的物理模型能有效地得到介质深层的电荷沉积分布特性,其研究结果可直接应用于空间辐射效应监测载荷中。     

Ce掺杂对空间激光通信掺铒光纤的耐辐照影响研究

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@1 200 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。     

激光模拟单粒子效应中单光子与双光子吸收诱导电荷量对比

通过理论推导和模拟试验,研究了单光子和双光子吸收分别占主导时,脉冲激光模拟试验中电荷收集效率之间的定量关系。分析不同光学参数对模拟试验中电离电荷浓度影响,确定具体激光波长、脉宽、能量及束斑等参数。根据脉冲激光在硅中单光子线性吸收和双光子非线性吸收的特点,推导单光子与双光子吸收产生电荷量比值的定量公式。通过1064 nm和1200 nm波长激光的验证试验,发现了响应脉冲及产生电荷量与脉冲激光能量或能量平方具有良好的线性关系,且在单光子吸收和双光子吸收各自占主导时,单光子吸收产生电荷率明显高于双光子吸收,证明了两种波长激光产生电荷量的比值近似等于公式计算结果。结果表明,1200 nm脉冲激光 1 nJ2 诱导电荷量等同于1064 nm脉冲激光 0.039 nJ诱导电荷量。     

高速PWM单粒子瞬态效应脉冲激光模拟试验研究

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。