Проблемы обеспечения радиационной стойкости волоконно-оптических гироскопов и пути ее повышения (обзор)
https://doi.org/10.17285/0869-7035.2018.26.4.023-042
Аннотация
Рассматривается вопрос обеспечения радиационной стойкости волоконно-оптических гироскопов и их основных компонентов (волоконных световодов, элементов интегральной оптики, источников оптического излучения, электронных компонентов и оптических материалов) по материалам отечественных и зарубежных публикаций. Анализируются возможные пути повышения радиационной стойкости. Ключевые слова: волоконно-оптический гироскоп, радиационная стойкость.
Об авторах
Д. А. Егоров
АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» (С.-Петербург).
Россия
Россия
Егоров Дмитрий Александрович. Ведущий инженер
А. В. Рупасов
АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» (С.-Петербург).
Россия
Россия
Рупасов Андрей Викторович. Кандидат технических наук, начальник группы
А. А. Унтилов
АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» (С.-Петербург).
Россия
Россия
Унтилов Александр Алексеевич. Кандидат технических наук, начальник лаборатории
Список литературы
1. Гуськов Н.А. Волоконная оптика в радиационной обстановке // Зарубежная радиоэлектроника. 1991. № 8. С. 52–65.
2. Бекман И.Н. Радиоактивность и радиация. Курс лекций. М., 2006.
3. Томашук А.Л., Голант К.М., Забежайлов М.О. Разработка волоконных световодов для применения при повышенном уровне радиации // Волоконно-оптические технологии, материалы и устройства. 2001. № 4. С. 52–65.
4. Дианов Е.М. Перспективы использования диапазона длин волн 1-1,6 мкм для осуществления волоконно-оптической связи // Квантовая электроника. 1980. Т. 7. № 3. С. 458–464.
5. Кирин И.Г. Специальные радиационно устойчивые волоконно-оптические и оптоэлектронные датчики и системы, 2008.
6. Томашук А.Л., Дворецкий Д.А., Лазарев В.А., Пнев А.Б., Карасик В.Е., Салганский М.Ю., Кашайкин П.Ф., Хопин В.Ф., Гурьянов А.Н., Дианов Е.М. Отечественные радиационно-стойкие волоконные световоды // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2016. № 5. C. 111–124.
7. Беляев Р.А., Таценко В.Г. Радиационная устойчивость волоконных световодов // Зарубежная радиоэлектроника. 1990. № II. С. 94–108.
8. Chigusa, Y., Watanabe, M., Kyoto, M., Ooe, M., Matsubara, T., γ-Ray and neutron irradiation characteristics of pure silica core single mode fiber and its life time estimation, IEEE Transactions on Nucleart Science, 1988, Feb., vol. 35, no. 1.
9. Долгов И.И., Иванов Г.А., Чаморовский Ю.К., Яковлев М.Я. Радиационно стойкие одномодовые оптические волокна с кварцевой сердцевиной // Фотон-Экспресс. 2005. № 6 (46). С. 4–10.
10. Кашайкин П.Ф., Салганский М.Ю., Томашук А.Л., Абрамов А.Н., Хопин В.Ф., Гурьянов А.Н., Нищев К.Н., Дианов Е.М. Повышение радиационной стойкости волоконных световодов в технологии MCVD // Фотон-Экспресс. 2013. № 6. С. 152–153.
11. Aikawa, K., Izoe, K., Shamoto, N., Kudoh, M., Tsumanuma, T., Radiation resistant singlemode optical fiber and method of manufacturing thereof. U.S. Patent 7440673, Oct. 21, 2008.
12. Alam, M., Abramczyk, J., Manyam, U., Farroni, J., Guertin, D., Performance of Optical Fibers in Space Radiation Environment, International Conference on Space Optics, Noordwijk, The Netherlands, 2006.
13. Hill, M., Hankey, J., Gray, R., Radiation tolerant passive and active optical fiber products for use in space environments, Proc. SPIE 10563, International Conference on Space Optics – ICSO 2014, 1056328.
14. Палатников М.Н., Ефремов И.Н., Сидоров Н.В., Макарова О.В., Калинников В.Т. Исследования свойств гамма-облученных кристаллов ниобата лития различного химического состава // Труды Кольского научного центра РАН. Химия и материаловедение: спецвыпуск. 2015. № 5 (31). С. 439–443.
15. Barnes, C., Greenwel, R., Radiation effects in photonic modulator structures. Photonics for space environments, Proc of SPIE, 1995, vol. 2482, pp. 48–83.
16. Pentrack, D., Hatch, J., et al., Effects of combined neutron and gamma radiation on a LiNbO3 directional polarization maintaining coupler (passive) and a large core multimode 1X2 coupler. Photonics for Space environments, Proc of SPIE, 1995, vol. 2482, pp. 109–119.
17. Lai, C.-C., Chang, C.-Y., Wei, Y.-Y., Wang, W.-S., Study of gamma-irradiation damage in LiNbO3 waveguides, Photonics Tech. Lett., 2007, 19 (13), pp. 1002–1004.
18. Kanofsky, A.S., Proton radiation effects on various electro-optical devices, Proc. of SPIE, 1994, vol. 2074, pp. 204–213.
19. Dewen, L., Wen, X., Bo, W., Mechanism of radiation effects on fiber optic gyros, ActaOptica Sinica, 2008, 28 (3), pp. 419–422.
20. Desheng, Z., Hongkun, H., Effects of proton radiation on LiNbO3 multifunktion integrated optical circuit, Semiconductor optoelectronics, 2011, 32(3), pp. 343–347.
21. Ding, D., et al., The Effects of Space Irradiation on the Performances of Y-waveguide Multifunction Integrated Optical Circuit, International Conference on Optoelectronics and Microelectronics (ICOM), 2015, pp. 111–114.
22. Пат. 2444704 Российская Федерация, МПК G01C 19/72. Волоконно-оптический гироскоп / А.С. Алейник, И.К. Мешковский, В.Е. Стригалев ;патентообладатель АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор». № 2010144351/28; заявл. 26.10.10 ; опубл. 10.03.12, Бюл. № 16. 14 с.
23. Мешковский И.К., Стригалев В.Е., Дейнека Г.Б., Пешехонов В.Г., Волынский Д.В., Унтилов А.А. Трехосный волоконно-оптический гироскоп. Результаты разработки и предварительных испытаний // Гироскопия и навигация. 2011. № 3. С. 67–74.
24. Hsu, Z., Peng, Z., Wang, L.A., Liu, R., Chou, F., Gamma ray effects on double pass backward superfluorescent fiber source for gyroscope application, Proc of SPIE, 2008, vol. 7004, 70044M.
25. Zhang, B., Wang, W., Wang, X., Li, J., Wang, D., Research on the irradiation characteristic of erbium-doped fiber source for high precision fiber-optic gyroscope, Presented at the Initial Sensors and Systems conf., Karlsruhe, Germany, 2013.
26. Лихачев М.Е., Зотов К.В., Томашук А.Л., Бубнов М.М., Семенов С.Л., Косолапов А.Ф., Яшков М.В., Гурьянов А.Н. Радиационно стойкие эрбиевые волоконные световоды для гироскопов и систем космической связи // Фотон-экспресс. 2009. № 6. С. 17–18.
27. Brichard, B., et al., Gamma dose rate effect in erbium-doped fibers for space gyroscopes, 2003, pp. 336–338.
28. Wang, W., Wang, X., Xia, J., The influence of Er-doped fiber source under irradiation on fiber optic gyro, Optical Fiber Technology 18, 2012, pp. 39–43.
29. Girard, S., Tortech, B., Regnier, E., et al., Proton- and Gamma-induced effects on erbium-doped optical fibers, IEEE Transactions on Nuclear Science, December 2007, vol. 54, no. 6.
30. Brichard, B., Fernandez-Fernandez, A., Ooms, H., Bergmans, F., Study of the radiationinduced optical sensitivity in erbium and aluminum doped fibers, Presented at the RADEC conf., Noordwijk, The Netherlands, 2003.
31. Williams, G.M., Putnam, M.A., Friebele, E.J., Space radiation effects on erbium doped fibers, Proc. SPIE, 1996, vol. 2811, pp. 30–37.
32. Rose, T.S., Gunn, D., Valley, G.C., Gamma and proton radiation effects in erbium-doped fiber amplifiers: active and passive measurements, J. Lightw. Technol., 2001, vol. 19, no. 12, pp. 1918–1923.
33. Williams, G.M., Friebele, E.J., Space radiation effects on erbium-doped fiber devices: sources, amplifiers and passive measurements, IEEE Transactions on Nuclear Science, 1998, vol. 45, no. 3, pp. 399–404.
34. Tortech, B., VanUffelen, M., Gusarov, A., et al., Gamma radiation-induced loss in erbium doped optical fibers, J. Non-Cryst. Solids, April 2007, vol. 353, no. 5–7, pp. 477–480.
35. Van Uffelen, M., Girard, S., Goutaland, F., Gusarov, A., Brichard, B., Berghmans, F., Gamma radiation effects in Er-doped silica fibers, IEEE Transactions on Nuclear Science, October 2004, vol. 51, no. 5, pp. 2763–2769.
36. Yang, Y., Yang, F., High performance fiber optic gyroscope with a radiation-tolerant ant temperature-stable scale factor, Chinese Optic Letters, November 2016, col. 14 (11), no. 110605.
37. Томашук А.Л и др. Волоконный световод (варианты) и способ его получения. Патент РФ № 2222032 от 20.01.2004 г., приоритет от 29.06.2000 г.
38. Ding, D., et al., Radiation Effects on Opto-Electronic Devices for Fiber-Optic Gyroscopes, Academic International Symposium on Optoelectronics and Microelectronics Technology, 2011, pp. 216–218.
39. Zhang, C., et al., Space radiation effect on fibre optical gyroscope control circuit and compensation algorithm, Chinese Physics B, 17 (2), 573–577.
40. Аскеров К.А. Радиационно стойкие фотоприемники на основе слоистых полупроводников GaSe, InSe, GaTe: Дис. ... доктора физико-математических наук: 01.04.01. Баку, 2000. 37 с.
41. Юдинцев В. Радиационно стойкие интегральные схемы. Надежность в космосе и на Земле // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. 2007. № 5. C. 72–77.
42. Мироненко Л., Юдинцев В. Повышение радиационной стойкости интегральных схем. Конструктивные методы на базе промышленной технологии // Электроника. 2012. №8. С. 74–87.
43. Соколов А.Г. Программно-аппаратные методы повышения радиационной стойкости микросхем SRAM ПЛИС // Современная электроника. 2014. № 6. С. 30–33.
44. Муллов К.Д. Воздействие космической радиации на цифровые устройства на базе ПЛИС и методы повышения радиационной стойкости данных систем // Труды МАИ. 2016. Вып. № 87.
45. Радиационная стойкость клеев: [Электронный ресурс]. URL: http://ftemk.mpei.ru/ctlw/ DocHandler.aspx?p=pubs/etm_full/radiationf/06.08.htm. (Дата обращения: 27.09.2017).
46. Воздействие облучения на компаунды: [Электронный ресурс]. URL: http://ftemk.mpei.ru/ctlw/ DocHandler.aspx?p=pubs/etm_full/radiationf/06.06.htm. (Дата обращения: 27.09.2017).
47. Воздействие облучения на резины и герметики: [Электронный ресурс]. http://ftemk.mpei.ru/ctlw/DocHandler.aspx?p=pubs/etm_full/radiationf/06.07.htm. (Дата обращения: 27.09.2017). Egorov, D.A., Rupasov, A.V., Untilov, A.A. (Concern CSRI Elektropribor, JSC, St. Petersburg, Russia). Ensuring Radiation Resistance of Fiber Optic Gyroscopes and Ways to Improve It: Review, Giroskopiya i Navigatsiya, 2018, vol. 26, no. 4 (103), pp. 23–42.
Рецензия
Для цитирования:
Егоров Д.А., Рупасов А.В., Унтилов А.А. Проблемы обеспечения радиационной стойкости волоконно-оптических гироскопов и пути ее повышения (обзор). Гироскопия и навигация. 2018;26(4):23-42. https://doi.org/10.17285/0869-7035.2018.26.4.023-042
For citation:
Egorov D.A., Rupasov A.V., Untilov A.A. Ensuring Radiation Resistance of Fiber Optic Gyroscopes and Ways to Improve It: Review. Giroskopiya i Navigatsiya. 2018;26(4):23-42. (In Russ.) https://doi.org/10.17285/0869-7035.2018.26.4.023-042
Просмотров:
0
Послать статью по эл. почте 