光电耦合器(简称光耦)是一种由发光二极管和光敏三极管耦合而成的光电器件,主要用来实现系统的光电隔离功能。作为航天器信号传输系统中重要元器件,其遭受空间辐射损伤问题广受关注。为了解和分析光耦在空间辐射环境下的性能退化和损伤机理,针对现有研究中存在的空白与不足之处,本文以多种光耦为研究对象,开展了加速器质子和散裂源中子辐照实验,获得了光耦辐射敏感参数退化的实验规律。应用位于东莞的散裂中子源白光中子在国内首次进行了光耦散裂中子辐照实验。同时,本文还开展了辐照损伤效应仿真模拟研究,在结合辐照实验与仿真模拟研究的基础上,深入分析了光耦辐照损伤机理。辐照实验研究表明,质子和中子的辐照损伤效应均会导致光耦的性能发生退化。其中光耦电流传输比,发光二极管发光功率,光敏三极管基极电流和输出特性曲线等是光耦主要的辐射敏感参数。随着辐照注量的增加,光耦电流传输比明显降低,并且峰值漂移。作为光耦的分立器件,发光二极管的发光功率会随着辐射注量的增加而显著降低。同时随着辐照注量增加,光敏三极管基极电流与输出特性曲线也会发生退化。不同能量质子诱发光耦性能退化程度也有不同,60 Me V质子对光耦的辐照损伤比90 Me V质子带来的辐照损伤更严重。应用仿真软件TCAD开展了光耦辐照效应仿真模拟研究,建立了光耦器件物理模型,同时根据质子辐射效应构建了对应的辐射模型。通过开展光耦辐照效应仿真模拟,对光耦的发光二极管I-V特性曲线、发光二极管发光功率以及光敏三极管输出特性曲线等辐射敏感参数进行了仿真模拟计算,将仿真模拟结果与辐照实验结果进行相互验证。同时,针对辐照前后发光二极管电流密度分布和载流子复合速率分布等微观参数的变化进行了模拟计算,并对结果进行了分析。仿真模拟研究为深入开展光耦的辐照损伤机理分析提供了理论计算依据。本文结合光耦辐照实验与仿真模拟研究两方面,深入开展了光耦辐照效应损伤机理研究,为光耦抗辐照加固技术研究提供了理论基础和实验技术支持。