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空间辐射环境对半导体激光器性能影响的实验研究

作　者: 宋雪
导　师: 于思源
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 物理电子学
关键词: 卫星光通信半导体激光器电离辐射 γ辐射
分类号: TN248.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

空间光通信因其具有发射光束窄,方向性好,功率密度显著增加,天线尺寸小,系统质量相对小,抗电磁干扰,保密性强等很多优点,使通信容量可以显著增大,广泛应用于卫星与卫星、卫星与航天飞机等空间站之间高数码率信息的传输,有良好的应用前景,目前已成为各国研究工作的热点。光源是卫星光通信中的关键器件之一,通信系统对光源的性能有很高的要求,其性能指标对整个光通信系统有着举足轻重的影响。卫星光通信中的光源通常采用半导体激光器(LD),主要是由于LD具有体积小、输出功率高等优点。空间辐射环境对LD所产生的辐射效应,将造成其性能劣化,进而影响整个系统的通信性能。因此半导体激光器的空间辐射环境适应性研究成为空间光通信研究的关键技术之一。论文首先阐述了半导体激光器空间辐射环境适应性研究的重要性及其国内外发展现状。随后介绍了半导体激光器的基本工作原理和工作特性,讨论了空间辐射环境,及半导体器件的辐照效应,在此基础上进一步分析了半导体激光器的辐照效应,理论上给出电离辐射对半导体激光器光功率-电流特性、阈值特性、效率特性及光谱特性的影响,最后以γ辐射源模拟空间辐射环境进行了半导体激光器的电离辐射实验,通过分析实验数据,验证理论分析结果,并对不同辐射剂量对半导体激光器各性能参数的影响给出具体数据,为系统的防护提供可靠依据。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-15
  1.1 课题背景  7-8
  1.2 国内外发展状况  8-14
    1.2.1 卫星光通信的发展状况  8-9
    1.2.2 半导体器件辐射效应研究的发展状况  9-12
    1.2.3 半导体激光器辐射效应研究的发展  12-14
  1.3 本文主要研究内容  14-15
第2章半导体激光器的基本理论  15-27
  2.1 半导体激光器的工作原理  15-20
    2.1.1 粒子数反转条件  15-16
    2.1.2 阈值增益  16-19
    2.1.3 光子反馈谐振  19-20
  2.2 半导体激光器的主要性能  20-26
    2.2.1 光功率—电流特性  21
    2.2.2 阈值特性  21-23
    2.2.3 效率特性  23-25
    2.2.4 光谱特性  25-26
  2.3 本章小结  26-27
第3章电离辐射对半导体激光器性能影响分析  27-37
  3.1 空间电离辐射  27-30
  3.2 半导体器件的电离辐射效应  30-32
  3.3 半导体激光器的电离辐射效应  32-36
    3.3.1 电离辐射引入非辐射复合  32-33
    3.3.2 电离辐射对光功率—电流特性的影响  33-35
    3.3.3 电离辐射对光谱特性的影响  35-36
  3.4 本章小结  36-37
第4章半导体激光器的电离辐射实验研究  37-59
  4.1 高低温实验  37-43
    4.1.1 实验设计  37-38
    4.1.2 实验结果及分析  38-43
    4.1.3 高低温实验小结  43
  4.2 电离辐射实验  43-55
    4.2.1 实验设计  43-47
    4.2.2 实验结果及分析  47-55
  4.3 辐射退火观测  55-58
  4.4 本章小结  58-59
结论  59-60
参考文献  60-64
附录  64-72
攻读学位期间发表的学术论文  72-74
致谢  74

空间辐射环境对半导体激光器性能影响的实验研究

内容摘要

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