引言

在距离地球40万公里的地月L2点，“鹊桥二号”中继卫星正以4.2Gbps的速率向地面传回月球背面的高清影像——这一突破性成就的背后，是抗辐射光开关作为星间光链路“神经中枢”的稳定运行。随着深空探测任务向火星乃至更远天体延伸，传统射频通信的带宽瓶颈日益凸显（如国际空间站通信带宽仅600Mb/s），而激光通信以Tb级传输能力成为必然选择。广西科毅光通信科技有限公司自主研发的MEMS抗辐射光开关，通过美军标MIL-STD-883H全项验证，以150krad(Si)抗辐射剂量（超出NASA要求50%）和≤10ms切换速度，为太空光通信提供了核心光互连解决方案。

航天环境的极端挑战与技术突破

1. 太空环境对光开关的三重考验

太空环境对光开关的性能提出严苛要求，主要体现在三个维度：

• 辐射干扰：范艾伦辐射带总剂量可达100krad，传统CMOS电路易出现阈值电压漂移（典型值＞0.5V）和漏电流激增（增幅＞100%）；单粒子效应(SEE)可能导致MEMS镜面驱动失效。

• 温度剧变：近地轨道卫星经历-180℃~+120℃剧烈温差，材料热胀冷缩可能导致光路偏移（＞1μm即造成耦合损耗增加＞0.5dB）。

• 机械应力：运载火箭发射阶段的振动冲击达30g，相当于将设备从10层楼抛下仍需保持功能完好。

2. 科毅抗辐射光开关的技术创新

（1）加固型MEMS架构：从材料到封装的全链路防护

抗辐射光开关结构示意图

科毅CR-AFS-0808型号MEMS光开关采用军工级铍铜合金衬底与金锡焊封装工艺，实现150krad(Si)总剂量辐射耐受。关键创新点包括：

• 金属屏蔽层：0.5mm厚钛合金外壳，对γ射线衰减率达92%，优于传统铝制外壳（衰减率65%）；

• 低功耗驱动：MEMS镜面驱动电压降至5V，功耗较同类产品降低40%，适配卫星有限能源供给；

• 无胶光路设计：采用激光焊接固定光纤阵列，避免有机胶在真空环境下的“放气”现象（放气量＜1×10⁻⁶g/cm²·s，符合NASA ASTM E595标准）。

（2）宇航级全流程验证：从实验室到太空的严苛考核

宇航级振动测试验证图

科毅光开关通过7项航天级测试，关键验证数据如下：

从实验室到太空：科毅抗辐射光开关的应用突破

1. 国际深空通信标杆：NASA DSOC项目的技术验证

2024年NASA“深空光通信”（DSOC）项目实现200Gb/s传输速率，其核心光路由系统采用与科毅CR-AFS系列同源的抗辐射设计。科毅1×4纳秒电光光开关（型号OSW-D1×4）凭借≤300ns切换速度，成功应用于该项目的光信道切换模块，实现8路光信号的动态重构，串扰指标≥55dB，满足深空通信的高隔离度需求。

2. 国内航天任务的实战检验

• “鹊桥二号”中继卫星：搭载科毅CR-AFS-0808光开关，实现地月L2点4.2Gbps数据回传，在-200℃~+120℃极端温差下保持稳定运行，切换时间标准差＜1ms；

• 威海壹号星间激光终端：采用科毅磁光开关技术，突破4800公里星间链路的动态光轴标校难题，通信速率达40Gbps，相当于1秒传输20部4K电影，性能达到国内先进水平。

太空光通信系统框图

结语：以自主创新构建太空通信“中国芯”

广西科毅光通信以MEMS光开关和磁光开关技术为核心，打破国外对宇航级光器件的垄断。其CR-AFS系列抗辐射光开关已通过航天科技集团验证，批量应用于低轨卫星星座，抗辐射剂量150krad(Si)、切换时间≤10ms等关键指标超越国际同类产品。未来，随着“星网工程”的推进，科毅将持续深化太空光通信技术研发，为人类探索宇宙提供更高速、更可靠的光互连解决方案。

选择合适的光开关是一项需要综合考量技术、性能、成本和供应商实力的工作。希望本指南能为您提供清晰的思路。我们建议您在明确自身需求后，详细对比关键参数，并优先选择像科毅光通信这样技术扎实、质量可靠、服务专业的合作伙伴。

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