kW级2μm窄线宽光纤激光放大器环境试验技术规范总结

1. 范围与规范性引用文件

本技术规范规定了kW级2μm窄线宽光纤激光放大器(以下简称"2μm激光放大器")的环境试验要求，包括高度、高温、低温、湿热、霉菌、盐雾、冲击、振动等试验内容。适用于评估该激光放大器在各种环境条件下的适应性。

主要引用了GB/T 2423系列、GJB 150系列等国家标准和军用标准，确保试验方法的规范性和可靠性。

2. 术语定义与试验目的

采用GJB 4239中界定的术语定义，试验目的是确定2μm激光放大器在各种环境条件下的适应性能力。

标准大气试验条件为：

• 温度：15℃~35℃
• 相对湿度：20%~80%
• 大气压力：试验场所气压

3. 一般要求

3.1 环境剖面

考虑三种主要环境剖面：

• 安装和调试
• 工作和维护
• 运输和贮存

3.2 模块功能

2μm激光放大器由功能架构和硬件架构组成：

​​功能模块架构​​：

• 光学模块：提供种子光和多级放大，输出高功率激光
• 驱动源模块：将外部高压直流电转化为泵浦源需要的恒流信号
• 控制模块：完成指令交互、激光器控制、状态监测等功能
• 结构件：提供散热、支撑和环境防护

​​硬件架构​​：

• ACDC电源、预放驱动、主放驱动
• 种子源、放大器
• 光源控制模块、PD信号转换模块
• 控制器和线缆等电子设备

4. 试验条件及要求

4.1 高度试验

• 试验压力：根据使用高度确定(如4570m对应57kPa)
• 高度变化速率：不超过10m/s
• 持续时间：至少1h
• 技术状态：运输/贮存或正常工作状态

4.2 高温试验

• 贮存温度：55℃
• 工作温度：40℃
• 暴露持续时间：达到稳定后至少2h
• 循环试验：贮存至少7个循环，工作至少3个循环

高温试验温度控制曲线如图3所示：

4.3 低温试验

• 贮存温度：-35℃
• 工作温度：5℃
• 暴露持续时间：24h

低温试验温度控制曲线如图4所示：

4.4 冲击试验

分为功能性冲击试验和易损性冲击试验：

​​功能性冲击试验​​：

• 地面设备：峰值加速度40g，持续时间15-23ms
• 坠撞安全：峰值加速度75g，持续时间8-13ms

​​易损性冲击试验​​：

• 从低量级开始逐步增加
• 设计跌落高度根据包装重量确定(0-9.1kg对应76cm)

4.5 湿热试验

• 循环周期：24h
• 最少循环数：10个周期
• 工作状态检测：每5个循环至少一次

湿热试验温湿度控制曲线如图5所示：

4.6 霉菌试验

• 最短持续时间：28天
• 菌种选择：两组常见霉菌菌种可选
• 对照条要求：7天后90%以上表面出现霉菌生长

4.7 盐雾试验

• 盐溶液浓度：5%±1%
• 试验程序：24h喷盐雾+24h干燥交替进行，共96h
• 喷雾温度：35℃±2℃
• 沉降率：1-3mL/(80cm²·h)

4.8 振动试验

分为工作振动试验和运输振动试验：

​​工作振动试验​​：

• 尽量模拟实际振动环境
• 试件应在振动期间运行工作

​​运输振动试验​​：

• 频率范围：3Hz~100Hz
• 加速度：20m/s²(2g)
• 位移：7.5mm
• 扫频循环次数：2次

随机振动试验功率谱密度与频率关系曲线如图6所示：

5. 试验方法

5.1 高度试验

包括四种测试程序：

1. 贮存/空运测试
2. 工作/机外挂飞测试
3. 快速减压测试
4. 爆炸减压测试

高度试验贮存/空运测试流程图如图7所示：

5.2 高温试验

包括四种测试程序：

1. 循环贮存测试
2. 恒温贮存测试
3. 恒温工作测试
4. 循环工作测试

高温试验循环工作测试流程图如图9所示：

5.3 低温试验

包括两种测试程序：

1. 贮存测试
2. 工作测试

低温试验贮存测试流程图如图10所示：

5.4 冲击试验

包括两种测试程序：

1. 功能性冲击测试
2. 易损性冲击测试

冲击试验功能性冲击测试流程图如图11所示：

5.5 湿热试验

工作测试程序主要步骤：

1. 初始条件：23℃±2℃，50%±5%RH，24h
2. 调节至30℃，95%RH
3. 暴露试件，进行性能检测
4. 恢复标准大气条件

湿热试验工作测试流程图如图12所示：

5.6 霉菌试验

工作测试程序主要步骤：

1. 试件安装与接种
2. 30℃±1℃，95%±5%RH条件下培养
3. 7天后检查对照条
4. 28天后检查试件

霉菌试验工作测试流程图如图13所示：

5.7 盐雾试验

工作测试程序主要步骤：

1. 35℃条件下喷雾24h
2. 标准条件下干燥24h
3. 重复至少一次
4. 进行工作测试

盐雾试验工作测试流程图如图14所示：

5.8 振动试验

包括三种测试程序：

1. 一般振动工作测试
2. 散装货物运输振动测试
3. 大型组件运输振动测试

振动试验一般振动工作测试流程图如图15所示：

6. 试验结果判定

各试验项目通过标准：

• 高度试验：通过高度试验判为合格
• 高温试验：通过贮存及工作试验判为合格
• 低温试验：通过贮存及工作试验判为合格
• 冲击试验：通过冲击试验判为合格
• 湿热试验：通过贮存及工作试验判为合格
• 霉菌试验：通过霉菌试验判为合格
• 盐雾试验：通过盐雾试验判为合格
• 振动试验：通过振动试验判为合格

所有试验结果分析均按GJB 150.1A-2009中3.17提供的指南进行，利用试验中获得的与试件故障相关的数据对试验结果进行分析和评价。