数字太阳敏感器光学系统的抗辐照特性研究

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1、制造技术研究2015年10月第5期数字太阳敏感器光学系统的抗辐照特性研究赵娜刘江秦素然（北京控制工程研究所，北京100190）摘要：针对现行数字太阳敏感器光学系统的光学材料抗辐照能力不足影响产品寿命，提出在高纯石英玻璃表面加镀高截止深度的截紫外膜取代现役耐辐照石英玻璃。研究了高纯玻璃加镀截紫外膜的方案设计、工艺实现和电离总剂量抗耐辐照试验等。该方法使太敏的光学系统抗辐照能力达到15a寿命的设计指标要求，即在满足可见光波段高透过率的同时紫外波段的透过率低于1%，有效提高了太敏的抗辐照能力。关键词：数字太阳敏感器；抗辐照；高纯石英

2、玻璃；截紫外膜ResearchofAnti-radiationCharacteristicofDigitalSunSensorOpticalSystemZhaoNaLiuJiangQinSuran(BeijingInstituteofControlEngineering,Beijing100190)Abstract：Thedeclinetoreliabilityofdigitalsunsensoropticalsystemduetothelackofanti-radiationofopticalmaterialhasbeens

3、olved.Thehighfiltratedultravioletfilmplatedonthehighpurityquartzglassisproposedinsteadofmixedanti-radiationquartzglassinthispaper.Thedesign,processandparticleradiationexperimentarestudied.Theanti-radiationcharacteristicfordigitalsunsensorsystemcanreachthedesigndeman

4、dfor15yearslifetime.ThetransmittanceforvisiblewavebandofhighfiltratedultravioletfilmplatedonhighpurityquartzglassishighandthetransmittanceforUVwavebandisbelow1%.Thereforeitcanimprovetheanti-radiationcharacteristicforsunsensor.Keywords：digitalsunsensor；anti-radiation

5、；highpurityquartzglass；filtratedultravioletfilm1引言辐照石英玻璃，由石英砂掺金属铈化合物经熔融工艺生产。除烧结的大块坨料内部存在絮状物、白斑、暗太阳敏感器以太阳为参考目标，测量太阳矢量相斑等瑕疵难以避免，属工艺固有劣势外，为了均衡材对于敏感器本体坐标系的入射角，用以提供空间飞行料截紫外、可见光透过率及均匀性等各项性能，该石器姿态、方位的信息，是航天器姿控分系统中的重要英玻璃的紫外透过率为30%，即紫外波段的截止深度[1]测量部件。数字太阳敏感器是将太阳光通过光学系不足，这导致在轨

6、数字太阳敏感器产品在“凝视”状统的透镜入射到光电转换器件上，光电转换器件按接态下光学系统整合粘结剂受过量紫外辐照后透过率收到的光能幅值转换为相应的电流信号提供给后端快速、大幅下降，致使产品输出信号幅度下降，影响信息处理电路，根据不同的编码形式，处理成不同的了产品视场范围，进而影响产品寿命。围绕数字太阳角度输出。因此，光学系统在空间辐照下的特定光学敏感器光学系统的光学材料抗辐照不足及杂质超标波段的透过率是数字太阳敏感器可靠性设计的一项进行改进，提出利用在高纯石英玻璃表面加镀高截止重要指标。深度的截紫外膜取代现役掺杂工艺的耐辐照石

7、英玻现有数字太阳敏感器光学系统的光学材料为耐璃，以提高太敏光学系统的抗辐照能力，使太阳敏感作者简介：赵娜（1984-），工程师，电子科学与技术专业；研究方向：半导体、光电器件制造工艺及可靠性研究。收稿日期：2015-08-1440制造技术研究航天制造技术器满足对日凝视状态下在轨工作15a的寿命要求，主（-55～+70℃）性能的稳定，应选择离子辅助或等离要研究内容包括高截止深度截紫外膜的膜系设计、工子体辅助荷能镀膜工艺，以得到微观结构非常致密、艺研究及电离总剂量抗辐照试验等。具有无定形结构的膜层，可耐受规定的环境试验，达到高稳定

8、性能。2高纯石英玻璃镀截紫外膜的方案设计c.截紫外膜的结构：截紫外膜滤光片采用单个基片，在基片的一个表面镀制截紫外长波通膜系，抑制高纯石英玻璃由天然石英材料经气相沉积法提不需要的紫外干扰辐射，同时保证有用的信号能够通纯而成，内部无絮状物、白斑、暗斑和气泡，具有极过。考虑到要设