星地两用光学表面污染检测装置

针对光通信终端的光学表面污染,研制了10 MHz镀铝石英晶体微天平(QCM),用于实时检测真空试验中的污染量以保证光通信的可靠性.该装置通过引入参考晶体消除环境因素的影响,并降低对其控温精度的要求,其理论质量灵敏度可达10-9 g/cm2.经过绝对标定实验后,其实际质量灵敏度为10-8 g/cm2,满足应用需求,且成本低,实用性好,可用于星上或地面污染检测.文中依据不同的污染源工作温度,分别在32℃高温恒温段,32℃～-27℃降温段,低温保持段及一2℃～32℃升温段进行了污染沉积量的检测.结果表明:在试验初期的高温恒温段,污染源与敏感表面温差高于0℃,15.75 h内单位面积污染沉积量为1.68×10-4 g/cm2;在低温保持段,温差一直低于-22℃,23.37 h内单位面积污染解吸附量为1.08×10-4 g/cm2;真空试验的总污染沉积量为2.7×10-5 g/cm2.得到的结果证实了该QCM用于污染量检测的有效性.文中还初步分析了真空试验下的污染沉积过程,为光学表面污染的预估与防护提供了依据.