Evaluación de amplificadores Ópticos Comerciales para Uso Potencial en Aplicaciones Espaciales

Evaluación de amplificadores Ópticos Comerciales para Uso Potencial en Aplicaciones Espaciales

Eficiencia comparativa de enchufe de pared

ABSTRACTO
Este documento describe las actividades y los resultados de un proyecto financiado por la AEE relacionado con la evaluación de tecnologías y productos de amplificadores ópticos para aplicaciones en subsistemas de fibra óptica de futuras cargas útiles de satélites. Las aplicaciones a bordo se presentan brevemente, junto con los requisitos de nivel del sistema asociados. Se revisan las tecnologías de amplificadores ópticos, los logros de investigación y los productos. Se comparan en términos de rendimiento actual, perspectivas e idoneidad para las aplicaciones espaciales objetivo. Los amplificadores de fibra óptica, no están limitados a los amplificadores dopados con erbio, los amplificadores de guía de onda dopados con erbio y los amplificadores ópticos de semiconductores están cubiertos. La revisión incluye análisis y compensación de todos los parámetros de rendimiento, incluida la potencia de salida de saturación, la figura del ruido, la capacidad de mantenimiento de la polarización, la eficiencia del enchufe de pared y la masa y el tamaño. Se presenta una selección de productos de amplificadores ópticos para evaluaciones y pruebas adicionales. Se reportan los resultados de pruebas extensivas que cubren tanto el desempeño funcional como el comportamiento ambiental (mecánica, vacío térmico, radiaciones). La mayor parte del trabajo se ha completado, pero se ha propuesto una extensión para verificar y comparar el comportamiento de las fibras dopadas bajo radiación gamma.

Este artículo describe las actividades realizadas en el marco del proyecto Amplificador óptico de alta eficiencia para aplicaciones de sub-sistema de fibra óptica a bordo (contrato ESTEC n. ° 19871/06 / NL / Sfe). Esta actividad se refiere a la evaluación de tecnologías y productos de amplificadores ópticos para aplicaciones en sub-sistemas de fibra óptica de futuras cargas útiles de satélites.

Un consorcio formado por Alter Technology Spain como contratista principal, Thales Alenia Space France (TAS) y la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), como subcontratistas, ha llevado a cabo el trabajo.

El proyecto se ha dividido en dos fases: una fase de selección y una fase de prueba. En primer lugar, se realizó una revisión exhaustiva de las tecnologías existentes de amplificadores ópticos y productos comerciales. Esta revisión incluyó el análisis de todos los parámetros de rendimiento, incluida la potencia de salida de saturación, la figura del ruido, la capacidad de mantenimiento de la polarización, la eficiencia del enchufe de pared, la masa y el tamaño. Se completó un análisis de compensación del rendimiento de los productos disponibles con respecto a los requisitos de las aplicaciones objetivo, y se propuso una selección de productos amplificadores ópticos disponibles a la Agencia Espacial Europea para su aprobación para una evaluación y prueba adicionales. En segundo lugar, la evaluación y prueba de los dispositivos seleccionados se centró principalmente en aquellas pruebas relacionadas con el espacio ambiental: radiación, vibraciones-choques y vacío térmico.

Plan de prueba

El plan de prueba se definió teniendo en cuenta la prueba relacionada con el espacio ambiental principalmente. Tenga en cuenta que todos los amplificadores seleccionados fueron dispositivos comerciales no diseñados para aplicaciones espaciales pero con calificación Telcordia.
Se propuso el siguiente grupo de pruebas:

• Análisis constructivo. Uno de los EDFA con 6 dispositivos disponibles se usó para el análisis de construcción inicial con el fin de obtener una comprensión profunda de las tecnologías utilizadas.
• Caracterización electro-óptica a temperatura ambiente, máxima y mínima operacional.
• Ensayos mecánicos. Vibración a nivel espacial (sinusoidal y aleatoria) y SRS (Shock Response Spectrum) para simular vibraciones durante el lanzamiento y descargas pirotécnicas.
• Ciclo de vacío térmico.
• Prueba de radiación. Campañas tanto de protones como de radiación gamma.
• DPA final (Análisis Físico Destructivo).