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钠信标光斑大小及回光数研究

黄建 魏凯 晋凯 王功长 李敏 张雨东

黄建, 魏凯, 晋凯, 王功长, 李敏, 张雨东. 钠信标光斑大小及回光数研究[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(1): 106004-0106004(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0106004
引用本文: 黄建, 魏凯, 晋凯, 王功长, 李敏, 张雨东. 钠信标光斑大小及回光数研究[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(1): 106004-0106004(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0106004
Huang Jian, Wei Kai, Jin Kai, Wang Gongchang, Li Min, Zhang Yudong. Study on spot size and photon return of a sodium laser guide star[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(1): 106004-0106004(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0106004
Citation: Huang Jian, Wei Kai, Jin Kai, Wang Gongchang, Li Min, Zhang Yudong. Study on spot size and photon return of a sodium laser guide star[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(1): 106004-0106004(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0106004

钠信标光斑大小及回光数研究

doi: 10.3788/IRLA201948.0106004
基金项目: 

国家自然科学基金(11443009);国家战略高技术研发计划

详细信息
    作者简介:

    黄建(1990-),男,博士生,主要从事钠信标光斑形态控制方面的研究。Email:huangjian_honor@163.com

  • 中图分类号: O437

Study on spot size and photon return of a sodium laser guide star

  • 摘要: 钠信标已经成为地基大口径望远镜自适应光学系统的必要组成部分。钠信标光斑大小和回光数是影响自适应光学系统性能的关键因素,从发射角度考虑,主要由激光到达钠层时功率密度分布和耦合效率共同决定。为了准确估计钠信标光斑大小和回光数,首先建立了激光在大气中传输的模型,通过分析激光发射望远镜口径和上行路径大气湍流对激光到达钠层功率密度分布的影响,得出优化激光发射望远镜口径的普适方法;然后根据激光通过发射望远镜后到达钠层的功率密度与耦合效率的关系,计算钠信标光斑大小和回光数;最后利用探测误差和时域误差作为评价指标,计算了系统的最优采样频率。研究结果表明,针对丽江高美古天文台大气条件(大气相干长度(r0@550 nm)中值为7~9 cm),激光发射望远镜口径最佳值为300 mm,此时产生的光斑最优;当r0为9 cm,激光器采用中国科学院理化技术研究所20 W级百微秒脉冲激光器并利用D2a+D2b双峰泵浦激发钠原子时,产生的钠信标回光数为1.3107 photonss-1m-2,光斑大小为0.6,最优的采样频率为900 Hz。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-08-20
  • 修回日期:  2018-09-17
  • 刊出日期:  2019-01-25

钠信标光斑大小及回光数研究

doi: 10.3788/IRLA201948.0106004
    作者简介:

    黄建(1990-),男,博士生,主要从事钠信标光斑形态控制方面的研究。Email:huangjian_honor@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(11443009);国家战略高技术研发计划

  • 中图分类号: O437

摘要: 钠信标已经成为地基大口径望远镜自适应光学系统的必要组成部分。钠信标光斑大小和回光数是影响自适应光学系统性能的关键因素,从发射角度考虑,主要由激光到达钠层时功率密度分布和耦合效率共同决定。为了准确估计钠信标光斑大小和回光数,首先建立了激光在大气中传输的模型,通过分析激光发射望远镜口径和上行路径大气湍流对激光到达钠层功率密度分布的影响,得出优化激光发射望远镜口径的普适方法;然后根据激光通过发射望远镜后到达钠层的功率密度与耦合效率的关系,计算钠信标光斑大小和回光数;最后利用探测误差和时域误差作为评价指标,计算了系统的最优采样频率。研究结果表明,针对丽江高美古天文台大气条件(大气相干长度(r0@550 nm)中值为7~9 cm),激光发射望远镜口径最佳值为300 mm,此时产生的光斑最优;当r0为9 cm,激光器采用中国科学院理化技术研究所20 W级百微秒脉冲激光器并利用D2a+D2b双峰泵浦激发钠原子时,产生的钠信标回光数为1.3107 photonss-1m-2,光斑大小为0.6,最优的采样频率为900 Hz。

English Abstract

参考文献 (28)

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