空间辐射环境下光源辐射性能的比较和选择

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1、SEMICoNDUCTORoPTOELECTRONICSVoi．32No．5oct．2011空间辐射环境下光源辐射性能的比较和选择侯睿，赵尚弘，幺周石，胥杰。，姜晓峰，王翔(1．空军工程大学电讯工程学院，西安710077；2．中国空间技术研究院西安分院。西安710000；3．空军第二飞行学院，西安710306)摘要：激光光源器件是卫星光通信系统中重要的终端部件，它的工作性能直接影响着光通信系统最终的误码率。对常用的LED、LD、YAG、VCSEL光源器件的空间辐射特性进行了总结和比较，结果表明，VCSEL器件无论在阈值电流还是在输出功率方面均具有更优越的抗辐射性能，更适合作

2、为卫星光通信系统中的光源器件。关键词：激光光源；空间辐射；辐射缺陷；阈值电流中图分类号：TN929文献标识码：A文章编号：1001—5868(2011)05—0694—05ComparisonandSelectionofLaserSourcesunderSpaceRadiationHOURui，ZHAOShanghong，YAOZhoushi，XUJie。，JIANGXiaofeng，WANGXiang(1．TelecommunicationEngineeringInstitute，AirForceEngineeringUniversity，Xfan710077，CHN；2

3、．ChinaAcademyofSpaceTechnology(Xi'an)，Xtan710077，CHN；3．TheSecondFlightAcademyofAirForce，Xi'an710306，CHN)Abstract：Thelasersourceisthekeyterminaldeviceinopticalsatellitecommunicationsystem，asitsperformancedirectlydeterminesthefinalbiterrorration．Thesummaryandcomparisonofthespaceradiationchar

4、acteristicsofcommonLED，LD。YAGandVCSELequipmentsweredeveloped．TheresultsprovethattheVCSELcomponentisofbetteranti—radiationperformancenomatterintheaspectsofthresholdcurrentoroutputpower，whichismoresuitabletobethelasersourceinopticalsatellitecommunicationsystem．Keywords：lasersource；spaceradia

5、tion；radiationinduceddefect；thresholdcurrent0引言领域的又一研究热点~1-2]。激光光源器件是卫星光通信系统中重要的终端部件，其工作性能最终影响卫星光通信系统以其数据率高、功耗低、发射天和制约着通信系统的误码率。由于激光光源器件的线口径小、方向性强、性价比高等优点，日益成为空种类很多，本文对比较常见的LED、LD、YAG以及间通信领域的研究重点。但是，由于空间环境中存VCSEL器件的空间抗辐射性能进行了总结和比较，在着各种形态的粒子和场，其中的高能带电粒子和试图选择最适合于空间应用的理想光源。重离子将会对激光通信器件性能造成不可忽

6、略的影响，严重时将造成器件性能失效。因此如何提高激1LED辐射特性光通信器件的空间抗辐射性能，从而确保卫星光通光源作为光发射机的核心，起着将电信号转化信系统的系统稳定性和可靠性成为了空间激光通信为光信号的作用。半导体发光二极管(LED)因其稳收稿日期：2011～04—27．定性高、寿命长、输出光功率线性范围宽、制造工艺基金项目：国家“863”计划项目(2007AA01Z294)；中国博士简单、价格低廉等优点，常作为卫星光通信系统的理后科研基金项目(2009O461466)．想光源。·694·《半导体光电)2011年1O月第32卷第5期侯睿等：空间辐射环境下光源辐射性能的比较

7、和选择通过总结大量的试验研究数据，图1、图2给出的工作波段中，选取波长较长的工作波段是降低总了在0rad(Si)(辐照前)、1×10rad(Si)和1×10剂量效应对通信系统影响的有效方法。rad(Si)的7射线辐照剂量下，器件的伏安特性曲线+0rad(Si)9’＼100000和输出光谱曲线。随着辐照剂量的增大，器件的伏＼删删’7安特性和输出光谱都有所变化[3]。由图1可见，辐＼、照总剂量为0rad(Si)(辐照前)、1×10rad(Si)时，i5＼＼、＼l伏安特性曲线基本没有变化，能够反映二极管的特＼＼3性；辐照