穿舱光纤连接器密封性能分析及空间环境验证

穿舱光纤连接器的密封可靠性关系到载人航天器舱内气压的稳定,影响载人航天器的安全。为保证穿舱光纤连接器在空间应用环境复杂、在轨服役寿命长的工况中可靠应用,提出了一种穿舱光纤连接器高可靠双金锡光纤密封结构,并对光纤金属化焊接密封机理展开分析。基于航天器舱段连接应用泄漏率≤10^(-10 )(Pa·m^(3))/s、环境温度-100~100℃要求,对采用双金锡光纤密封结构的某型多芯穿舱光纤连接器进行了结构剖析,通过压力降级、温度缓冲、低应力结构等结构设计,保证了多芯穿舱光纤连接器的密封可靠性。开展了金属化光纤焊接密封工艺技术研究,通过焊料选取、CTE匹配性分析、二道密封工艺验证分析及小批量试制,验证了双金锡光纤密封结构设计及工艺技术的合理性和稳定性。试验验证表明,多芯穿舱光纤连接器在经历温度冲击、快速压降及高强度正弦振动等极限空间环境试验后,光学性能和密封泄漏率均合格,证明采用双金锡光纤密封技术的穿舱光纤连接器能够满足载人航天器长期在轨使用要求,并具有良好的使用可靠性。

宇航用穿舱光纤连接器气密封设计技术研究

为了解决光纤在极限高低温、高剂量辐照等空间环境下穿舱气密封高可靠性技术难题,通过任务需求分析、国内外技术途径对比,经综合试验验证情况,采用了金属化光纤焊接气密封技术途径,通过开展气密封结构设计、焊区可靠性评估、无损检测等设计技术研究,解决了空间环境下多芯光纤穿舱高可靠气密封性问题,满足空间在轨工程使用要求。研制的宇航用穿舱光纤连接器产品目前在轨运行良好。该技术可拓展应用于深空探测、卫星、深海、核试验等工程领域的密封舱光纤穿舱传输。

高气密性多芯光纤穿舱连接器的设计与实验验证

针对光纤传感技术在空间环境模拟设备内部高真空热环境下应用难题,提出了一种高气密性多芯光纤穿舱连接器。设计了基于硅胶密封技术的光纤直通穿舱连接器结构,并进行了漏率检测实验与插入损耗实验验证。实验表明,该光纤穿舱连接器的漏率小于1.0×10^(-7)Pa·L/s,最低漏率可达1.0×10^(-10)Pa·L/s,1550 nm波段下插入损耗为±0.07 dB,小于±0.1dB,满足设计要求,解决了光纤连接器的高气密性密封连接技术难题,实现了光信号无损传输的同时保持空间环境模拟设备内部的高真空度(压力<1.0×10^(-4)Pa),可以用于开展型号真空热试验。