光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的全固态惯性仪表，用于测量载体的角速度或角位移，具有小体积、轻质量、低功耗、高可靠和长寿命等特点，可作为空间飞行器（卫星、空间站等）用惯性姿态敏感器使用，满足空间飞行器高可靠和长寿命的工作要求。　　国外在光纤陀螺及其光电子器件的空间应用方面研究较早，并在空间领域得到非常广泛的应用，产品已成功用于包括导航卫星在内的各类卫星、深空探测飞行器、运载火箭等航天器的姿态稳定和控制系统中。我国光纤陀螺用光电子器件技术是立足国内，在光纤通信的基础上发展起来的，经过二十余年的发展，已在武器领域广泛应用。但在空间应用领域，起步较晚，研究时间短，工程应用积累可靠性数据少。为了满足我国卫星等航天飞行器日益迫切的应用需求，解决影响其可靠性和长寿命的瓶颈，急需开展光纤陀螺及光电子器件的空间环境适应性及可靠性技术研究，建立宇航用光电子器件可靠性评估规范，提高光电子器件产品的可靠性水平。目前光纤陀螺广泛采用1310nm工作波长，本课题主要研究1310nm光纤陀螺用光电子器件的空间应用环境适应性及可靠性。　　本论文主要研究内容、创新点和研究成果如下：　　（1）研究了 SLD光源、PIN-FET光电探测器、Y波导集成光学器件、光纤耦合器、光纤的失效模式及失效机理，建立了器件失效模式故障树。对SLD光源波长变长故障模式进行了研究；详细研究了光电探测器光纤耦合移位失效模式及机理，并提出了控制措施，降低器件失效风险；研究了Y波导集成光学器件调制性能异常失效模式，首次研究了晶体局部微畴反转、调制波形畸变引起波导调制性能异常失效机理；研究了光纤辐照效应及机理和提高光纤抗辐照性能的技术途径，并模拟空间低剂量率辐照试验，获取保偏光纤辐照感生损耗结果（辐照总剂量100krad（Si））。　　（2）研究了 SLD光源、PIN-FET光电探测器、Y波导集成光学器件、光纤耦合器、光纤及光纤环的空间环境适应性，主要包括抗辐照特性、温度、热真空及力学特性。首次全面研究了五种器件抗电离总剂量、质子、电子、中子辐照特性及辐照褪色效应；较完整研究了其温度（包括热真空）及力学环境适应性，还对器件极限耐受温度及振动环境进行了摸底研究。通过对比辐照研究，保偏光纤的抗辐照性能差异较大，基于国内保偏光纤产品，可选用抗辐照性能强的C型产品应用。通过强熔填充工艺，实现了光纤耦合器的全固态，显著提高了光纤耦合器的抗冲击性能和应用可靠性，光纤耦合器的抗冲击性能由1000g提高到5000g以上。另外，还消除了光纤陀螺因光纤耦合器内部悬臂梁光纤断裂导致的彻底失效故障模式。　　（3）通过加速寿命预计及随机失效率统计研究，全面获取了光纤陀螺用国内SLD光源、PIN-FET光电探测器、Y波导集成光学器件、光纤耦合器和光纤环可靠性基础数据（寿命与随机失效率），为光纤陀螺可靠性设计及空间推广应用奠定了坚实的基础。①通过设计SLD光源加速寿命试验，首次得到器件的激活能为0.639eV，高温75℃加速寿命试验，加速系数为42.25，23℃下SLD光源工作寿命为32.4年。首次统计分析得到SLD光源的平均贮存寿命为36.85年；90％置信度水平下，SLD光源的随机失效率为372.6FITs。②通过探测器高温85℃加速寿命试验，得到23℃下光电探测器的MTTF为320万小时；90%置信度水平下，其随机失效率为173.6FITs。③通过Y波导集成光学器件高温85℃加速寿命试验，得到23℃下A厂家Y波导的MTTF为538万小时；90%置信度水平下，其随机失效率为183.4FITs；B厂家Y波导的MTTF为623万小时，90%置信度水平下，其随机失效率为127.6FITs。④通过光纤耦合器高温85℃加速寿命试验，得到23℃下光纤耦合器的MTTF为165万小时；90%置信度水平下，其随机失效率为92.2FITs；⑤通过光纤环寿命模型预计包层直径为80μm的保偏光纤环寿命超过500年；90%置信度水平下，其随机失效率为101.6FITs。研究结果表明五种光电子器件中，SLD光源寿命及可靠性水平最低，是光纤陀螺光路中的相对薄弱环节。　　研究结果表明光纤陀螺用五种国产光电子器件具备良好的空间环境适应性，可以满足空间应用环境及可靠性要求。