基于欧洲南方天文台技术的新型大功率激光器通过现场测试
来源:网络 阅读:1204 发布时间:2024-11-01 15:13:07
基于欧洲南方天文台技术的新型大功率激光器通过现场测试

基于欧洲南方天文台(ESO)技术的强大实验激光器在德国Allgäuer VolksSternwarte Ottobeuren天文台通过了一项关键测试。这台自适应光学激光器是与工业界合作开发的,与现有系统相比具有重要的附加功能。它将成为欧洲航天局(ESA)在西班牙特内里费岛的光学地面站安装的 CaNaPy 激光导星自适应光学系统的一部分,该系统是欧洲航天局与欧空局研发合作项目的一部分。更高的激光功率(比现有系统高出近三倍)为激光卫星通信的发展打开了大门,同时也大大地提高了地面望远镜拍摄的天文图像的清晰度。

天文自适应光学是指地面望远镜上的系统,可以校正地球大气湍流带来的模糊效应,这种效应会导致从地球上看到的恒星“闪烁”。为了消除畸变,这些系统需要一颗靠近研究对象的明亮参考星。由于这些恒星并不总是方便地放置在天空中,天文学家使用激光激发地球大气层中90公里高度的钠原子,在感兴趣的区域附近创建人造恒星,可用于绘制和校正大气湍流。

新的实验激光器基于与四激光导星设施相同的ESO技术,该设施已在智利ESO的甚大望远镜以及世界上大多数大型天文台成功运行。但是,虽然这些激光器的功率为22瓦,但这种新型激光器的功率几乎是63瓦的三倍,这是天文学激光技术的一个巨大飞跃,除其他外,它将提高可见波长自适应光学图像的清晰度。作为与ESO合作研发协议的一部分,加拿大公司MPB Communications(ESO的行业合作伙伴之一)已经能够扩大其红外“拉曼光纤放大器”源的功率。这是使ESO CaNaPy激光器实现如此高功率的突破。

此外,作为与ESO合作研发协议的一部分,ESO的另一个行业合作伙伴德国公司TOPTICA Photonics AG在CaNaPy激光器中开发并实施了一种用于这种新型激光器的频率啁啾系统。啁啾包括快速改变激光调谐的频率。这增加了激光激发的钠原子的数量,使人造恒星更亮,从而改善了湍流校正。TOPTICA已在63瓦激光器上安装了啁啾原型,并与ESO合作,在天空中调试了激光器及其新型啁啾系统。

这种新的实验性CaNaPy激光器是ESO内部与行业合作开发的天文技术的一个例子,然后转移回工业用途,包括在新领域,从而找到了超出其起初目的的应用,造福了整个社会。一旦CaNaPy设施仪器安装在特内里费岛的欧洲航天局光学地面站——欧洲南方天文台和欧洲航天局之间的一个合作项目——它将为欧洲航天局和欧洲南方天文台这两个组织提供机会,推动激光导星自适应光学技术的使用,不仅用于天文学,也用于卫星光通信。光激光通信使卫星能够以超快带宽向地球发送信号和从地球接收信号,欧空局正在研究这一前景。光激光信号可以传输比无线电信号多得多的信息,但它们同样受到大气湍流的影响。因此,激光导星自适应光学有可能大大改善卫星和地面站之间的光链路。