光纤陀螺仪作为精确定位和导航仪器在航天技术中被广泛应用，空间辐照环境效应能够影响其正常工作状态，其中光纤在空间辐照条件下的性能退化是影响光纤陀螺仪定位精度的重要原因。本文针对国产“熊猫”型和“一”字型两种石英保偏光纤，系统研究了在不同剂量率伽马射线、不同能量电子和质子辐照条件下辐照诱导损耗的变化规律，以及光纤中辐照缺陷的形成和演化机制，揭示了石英保偏光纤辐照诱导损耗增加的本质，建立了辐照条件下石英保偏光纤辐照诱导损耗变化的数学模型，研究结果可以为提高国产石英保偏光纤空间环境适应性及在轨运行的可靠性评价提供数据支持和理论参考。试验结果表明，辐照粒子在一定的能量范围内，两种石英保偏光纤的辐照诱导损耗均有明显增加。对于带电粒子辐照，只有射程达到纤芯位置时才对光传输特性产生影响，电子和质子的最低能量阈值分别为100keV和2.5MeV。石英保偏光纤辐照诱导损耗随辐照剂量(或注量)增加呈含有e指数的变化规律：开始阶段增加较快，然后趋缓，最后达到饱和。光纤的辐照诱导损耗与辐照粒子类型、能量、剂量率(或束流密度)、通光条件及光纤类型等因素密切相关。大剂量率条件下辐照诱导损耗比小剂量率时大，通光辐照条件下辐照诱导损耗比不通光时小，在相同辐照条件下，“熊猫”型石英保偏光纤辐照诱导损耗明显低于“一”字型石英保偏光纤，表现出更优异的抗辐照特性。辐照在纤芯中生成Si-OH缺陷对光的吸收是导致工作波长为1310nm的石英光纤损耗增加的主要原因。在试验数据的基础上，利用电子顺磁共振、X射线光电子能谱、损耗谱和傅里叶变换红外光谱等分析方法，对两种光纤中缺陷的形成机制进行研究，结果表明，纤芯中Si-OH缺陷生成依赖于两个过程：首先入射粒子使石英结构中的Si-O-Si键断裂，形成非桥氧缺陷Si-O-；其次，涂覆层PMMA发生辐照降解反应，同时形成粒子H和C=C，H通过扩散机制运动到纤芯内部。当粒子H与Si-O-相遇时，发生化学反应生成Si-OH结构。在质子辐照条件下，如果其射程达到纤芯的位置，可以直接提供反应所需的H，对Si-OH的形成有一定的促进作用。“熊猫”型光纤的石英纤芯和包层中有一定量的F，它能够与Si-OH反应，生成稳定的HF和SiO2，减少了纤芯中的Si-OH缺陷浓度，使“熊猫”型光纤的辐照诱导损耗远低于“一”字型光纤。石英光纤辐照诱导损耗的变化取决于纤芯内部Si-OH缺陷的累积过程，而这一过程又与光纤内部吸收剂量的分布相关。利用SRIM和CASINO软件进行计算的结果表明，以不同能量的带电粒子入射，其在路径上的能量损失不同，导致光纤各部位吸收剂量存在差异，从而影响纤芯中Si-OH缺陷的形成和累积过程。在石英光纤辐照缺陷形成机理的研究基础上，运用数学建模方法，将纤芯中缺陷累积过程与光纤辐照诱导损耗联系在一起，建立了辐照条件下石英光纤辐照诱导损耗变化的两个数学模型。模型一针对伽马射线辐照条件，给出了光纤辐照诱导损耗随辐照剂量变化呈含有e指数的关系，并考虑了辐照剂量率的影响，能够反映出剂量率对辐照诱导损耗增长速率和饱和值的影响；模型二给出了光纤辐照诱导损耗随辐照注量变化呈含有e指数的规律，反映出在带电粒子辐照条件下石英光纤辐照诱导损耗变化主要取决于辐照总注量和粒子能量。模型计算结果与试验结果对比表明，两个模型很好地反映了石英光纤在不同辐照条件下辐照诱导损耗的变化规律。