钠信标光斑大小及回光数研究

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1.3×107 photons· s-1·m-2,光斑大小为0.6″,最优的采样频率为900 Hz.

关键词：自适应光学、钠信标、光斑大小、回光数、采样频率

所属期刊栏目：48

分类号：O437(光学)

资助基金：国家自然科学基金;国家战略高技术研发计划

在线出版日期：2019-04-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：100-109