[发明专利]一种发光二极管的在轨性能退化预测方法

说明书

一种发光二极管的在轨性能退化预测方法，属于器件在轨性能退化预测领域，解决了现有发光二极管的在轨性能退化预测方法不具备普适性的问题。所述方法包括通过对发光二极管进行地面辐照试验，获得具有普适性的发光二极管的性能退化数据随位移吸收剂量的变化曲线的步骤、根据预定航天器轨道和航天器设计在轨寿命，确定发光二极管的在轨位移吸收剂量的步骤和根据具有普适性的发光二极管的性能退化数据随位移吸收剂量的变化曲线以及发光二极管的在轨位移吸收剂量，获得发光二极管的在轨性能退化数据的步骤。本发明所述发光二极管的在轨性能退化预测方法特别适用于对发光二极管进行在轨性能退化预测。

技术领域

本发明涉及一种半导体光电器件的在轨性能退化预测方法，属于器件在轨性能退化预测技术领域。

背景技术

近年来，发光二极管被越来越多地应用于航天器。在航天器在轨运行的过程中，发光二极管会不可避免地受到多种空间环境的伤害，尤其是空间带电粒子辐射环境的伤害。空间带电粒子辐射环境主要包括地球辐射带、银河宇宙线和太阳宇宙线。这其中，地球辐射带和太阳宇宙线因均能够导致电离效应、位移效应和单粒子效应而对发光二极管的影响较大。

在航天器的设计与研发过程中，必须准确地理解航天器所在的空间辐射环境。如果低估了空间辐射环境对发光二极管的损伤能力，会使航天器的在轨可靠性下降，航天器系统性能加速退化，甚至导致航天器出现致命的故障。而如果高估了空间辐射环境对发光二极管的损伤能力，采取了过多的保护措施，不仅会增加成本，更会影响航天器的实际有效载荷数量和质量。因此，需针对不同轨道环境的特点，定量表征轨道带电粒子的分布，并在此基础上对航天发光二极管的在轨性能退化进行预测与评估。

现有发光二极管的在轨性能退化预测方法通常以地面辐照试验的方式为主，每次对发光二极管的在轨性能退化进行预测时，都需要进行相应的地面辐照试验，这将耗费大量的人力、物力与时间。因此，急需寻找到一种具有普适性的发光二极管的在轨性能退化预测方法。

发明内容

本发明为解决现有发光二极管的在轨性能退化预测方法不具备普适性的问题，提出了一种发光二极管的在轨性能退化预测方法。

本发明所述的发光二极管的在轨性能退化预测方法包括：

步骤一、通过对发光二极管进行地面辐照试验，获得具有普适性的发光二极管的性能退化数据随位移吸收剂量的变化曲线；

步骤二、根据预定的航天器轨道和航天器的设计在轨寿命，计算航天器轨道的位移吸收剂量，航天器轨道的位移吸收剂量即为发光二极管的在轨位移吸收剂量；

步骤三、根据具有普适性的发光二极管的性能退化数据随位移吸收剂量的变化曲线以及发光二极管的在轨位移吸收剂量，获得发光二极管的在轨性能退化数据。

作为优选的是，具有普适性的发光二极管的性能退化数据随位移吸收剂量的变化曲线的获得方法包括：

步骤一一、确定发光二极管的辐照敏感部位的厚度t₁；

步骤一二、采用多种带电粒子分别对多个发光二极管进行地面辐照试验，并获得多条发光二极管的光性能参数随带电粒子辐照注量的变化曲线；

多个发光二极管的型号均相同；

对于每种带电粒子，初始能量下的带电粒子的射程大于或等于4t₁且满足DD＞1.4×10^-13rad/(1/cm²)；

其中，DD为带电粒子在辐照敏感部位的位移损伤能力；

步骤一三、将多条发光二极管的光性能参数随带电粒子辐照注量的变化曲线分别转换为多条发光二极管的性能退化数据随位移吸收剂量的变化曲线；

步骤一四、将多条发光二极管的性能退化数据随位移吸收剂量的变化曲线拟合为一条曲线；