光纤钠导星激光器助天文望远镜实现高分辨率

发布时间:2021-12-01 02:09 阅读次数:
本文摘要:近期,中科院上海光机所空间激光信息技术研究中心、上海市全固态激光器与应用于技术重点实验室冯衍研究员课题组在钠导星激光器技术研究中获得最重要进展,他们使用基于较宽线宽拉曼光纤放大器和谐振倍频的技术方案,构建了高功率、运转模式与光谱特性灵活性的结构紧凑的钠导星激光器。 天文观测中,当光线通过大气层时,波前不会再次发生畸变,使得地面的大型天文望远镜无法超过预期的分辨率。 天文学家们使用自适应光学技术来补偿大气湍流引发的波前畸变,构建高分辨光学。自适应光学技术必须亮星作为制导。

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近期,中科院上海光机所空间激光信息技术研究中心、上海市全固态激光器与应用于技术重点实验室冯衍研究员课题组在钠导星激光器技术研究中获得最重要进展,他们使用基于较宽线宽拉曼光纤放大器和谐振倍频的技术方案,构建了高功率、运转模式与光谱特性灵活性的结构紧凑的钠导星激光器。  天文观测中,当光线通过大气层时,波前不会再次发生畸变,使得地面的大型天文望远镜无法超过预期的分辨率。

天文学家们使用自适应光学技术来补偿大气湍流引发的波前畸变,构建高分辨光学。自适应光学技术必须亮星作为制导。

普遍使用的方法是用激光唤起90公里高空的钠原子层,钠原子闪烁构成人工制导星,称作钠导星。用作产生钠导星的激光器必须符合一系列拒绝,还包括:与钠原子吸取线共振、较宽线宽、高功率、稳定性好等等。  本项研究中,科研人员使用较宽线宽半导体激光器作为种子激光器,设计两级拉曼光纤放大器展开功率放大,取得的高功率1178nm激光再行通过一个谐振倍频腔产生589nm激光,波长瞄准于钠原子D2a吸取线。

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研究过程中,发展了高功率拉曼光纤激光器、高功率较宽线宽光纤放大器、高效率谐振腔倍频等核心关键技术。同一激光装置可以连续波或宽脉冲运转。连续波运转时,输出功率50W(仅次于57W);矩形宽脉冲运转时,峰值功率80W,重复率(500Hzto10kHz)和脉长(1msto30s)倒数固定式。

光束质量将近散射无限大,线宽5MHz(如必须,固定式长)。另外,输入中包括离主峰蓝移1.71GHz的再行泵浦光谱分量,用作提升钠荧光唤起效率。再行泵浦分量的比例和比较主峰的频移量可倒数回声。

所研制的基于光纤的钠导星激光器,因其运转方式与光谱特性的灵活性,以及光纤激光器高效率、小体积和鲁棒性的优势,是理想的天文用钠导星激光器。  除天文观测之外,星地激光通信、空间碎片激光追踪与清扫等某种程度不受大气湍流的制约,必须钠导星自适应光学技术来补偿波前畸变。所研制的光纤钠导星激光器预期在这些领域也将获得应用于。

  该项研究获得了中国科学院百人计划、863计划、国家自然科学基金等项目的反对。


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