【前沿应用】用于低轨卫星的电光调制器—New Space
exail是一家宇航级光学器件的设计和制造商，以精通制造宇航应用的光学LiNbO3电光调制器而著称，拥有成功执行“飞行验证-flight proven”组件的记录。即使在极端条件下，exail产品也具有非常高的鲁棒性和可靠性。目前，exail正在开发用于宇航的先进技术产品：用于太空通信(在太空中以及空间站和地面站之间)的光学收发机，以及有朝一日可以在机载通信卫星上使用的QKD系统。
许多国际和国内宇航项目已经在用exail的TRL9调制器，已经交付了300多个器件
数百只exail铌酸锂电光调制器已交付并用于宇航任务
如今，许多已有宇航项目中用这种调制器作为关键部件，来实现强度或相位调制。超300只exail的TRL9级调制器交付并应用在多个国家的太空项目中，它们有850nm、1064nm和1550nm波长的强度和相位调制器。它们不仅部署在地球同步轨道(GEO)上，也部署在中地球轨道(MEO)和近地轨道(LEO)卫星上。地球同步轨道的运行条件最为严格，因为系统必须至少运行20年(地球同步轨道卫星的平均预期寿命)，并且必须承受极端的温度变化(-40°C至85°C的温度范围，并在0°C至70°C下满足全性能运行)。这些仪器和部件在航天器起飞期间，以及在卫星部署阶段飞越大气层时也会受到强烈的振动和冲击、真空和更高的太阳辐射影响。
exail调制方案在宇航，特别是在GEO轨道中的可靠性来自于公司的核心业务—基于光纤陀螺的惯性导航系统的开发。在过去20余年，exail一直与空中客车防务与宇航公司合作，为其交付了光纤陀螺“Astrix”，装配在30多颗卫星上，在轨(地球同步轨道上)无事故运行了600多万小时。
exail调制器现已提供工程件(Engineering Model: EM)、简化版飞行正样(New Space Flight Model: NS-FM)和高可靠性飞行正样(Flight Model: FM)
随着新太空应用(星网、星链等低轨卫星项目)的兴起， exail的宇航级电光调制器可根据每个客户的要求进行不同级别的解决方案：
•工程件(EM)在外形、原材料和功能上和飞行正样(FM)一致，它的制造工艺也与TRL9调制器完全相同，但在制造流程中不会进行批次性或宇航可靠性检查，也不会进行任何深入的筛选或宇航考核测试，只是保证产品在性能方面符合规范。对于愿意自行测试并自行筛选用于其宇航系统中的客户，这个等级是理想的经济高效版本。
•New Space简化版飞行正样(NS-FM)是基于exail高轨的高可靠性飞行正样(FM)经验的衍生(可根据要求定制)，是低轨和低成本开发的理想选择。这种低轨飞行正样的产品设计和制造方式与高轨飞行正样类似，并在筛选测试后进行采样，去除环境实验测试中不合规的产品。因此，这种NS-FM依赖于之前成功的宇航项目中TRL9组件的经验，遵循相同的制造和组装过程，并会进行一些基本的筛选测试。
•高可靠性飞行正样(FM)是基于传统太空标准的正样：这些调制器由单一的批次组装而成，并在通过温度筛选测试后进行初步选择，提交宇航认证测试。这种FM带有完整的文档和测试报告，确保向客户提供通过全部可靠性实验的产品。
下表中标注了不同等级产品的区别，从原材料，制造工艺和流程，筛选流程，宇航认证实验和报告，我们可以很清楚的看到New Space简化版飞行正样和高可靠性飞行正样(FM)最主要的区别是宇航级认证和同一批次性。
exail与美国国家航空航天局喷气推进实验室签署合同，为GRACE-C任务提供宇航级光学组件
exail的宇航级NIR-MPX-LN-0.1调制器自2018年起在美国国家航空航天局的任务中投入使用，将在GRACE-C任务中发挥关键作用。这些组件集成到激光测距仪器中，有助于通过激光在绕地球运行的两个航天器之间进行精确的距离测量。激光提供的精度对于准确估计地球重力场以及深入了解受季节、天气和气候过程影响的水变化至关重要。
提供更广泛的宇航级商用现货光学组件和系统
抗辐照(rad-hard)光纤及其匹配的光纤布拉格光栅(FBG)、低噪声光学放大器、多路波分复用器/解复用器和其他微光学组件是exail提供的其他宇航级光学组件。例如，2024年，exail在TELEO地球静止轨道在轨演示器与地面站之间成功进行的超高速(10Gbps)下行和上行光学链路测试中发挥了关键作用。由ADS(Airbus Defense & Space)开发并搭载在Arabsat Badr-8卫星上的TELEO，配备了exail的全集成光收发机，这个收发机由发射和接收模块组成，关键子组件包括exail基于抗辐射光纤的低噪声光学放大器(LNOA)及匹配电子设备、铌酸锂调制器和射频放大器。
目前搭载在TELEO地球同步在轨演示器上的全集成光学收发机，由exail制造的TRL9光学元件组成
exail基于自由空间微光学组件的多路复用器/解复用器(MUX/DEMUX)，该组件将在2025年通过CO-OP项目进行太空认证(TRL6)。CO-OP项目是由法国国家空间研究中心(CNES)领导的一个法国联盟，旨在提供100Gbps的空间光链路。此外，exail在制造用于地面和太空应用的自由空间光学相干接收机(TRL9)方面也积累了丰富的经验。
exail在自由空间超精密微光学组装方面的专业知识已证明其能够满足宇航项目的要求
感谢您与我们一起关注电光调制器在New Space的前沿应用，更感兴趣的朋友还可以关注下即将于本月17-19日在成都举办的第九届空间光通信与组网技术学术研讨会，届时exail将参展并做关于“空间通信解决方案：从调制到解调的宇航级光器件”的口头报告，详细介绍exail在宇航市场的产品线以及相关宇航认证试验流程。欢迎广大用户莅临指导，我们诚挚恭候您的到来。
