OFweek激光網(wǎng)訊：人造信標(biāo)是指利用地面上發(fā)射的特定激光器在大氣層產(chǎn)生的人造導(dǎo)引星。在天文學(xué)目標(biāo)探測和成像領(lǐng)域，為了提高大型望遠(yuǎn)鏡的成像分辨率，則需用人造信標(biāo)對大氣湍流引起的波前畸變進(jìn)行探測和自適應(yīng)光學(xué)校正。人造信標(biāo)通常包含兩種：鈉信標(biāo)和瑞利信標(biāo)。由于鈉信標(biāo)產(chǎn)生高度位于大氣層90km~100km，遠(yuǎn)高于早期應(yīng)用的瑞利信標(biāo)(高度10km~20km)，能夠?yàn)樽赃m應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)提供全程大氣畸變信息，因此是當(dāng)前最為理想的人造信標(biāo)。

　　高性能鈉信標(biāo)激光器是產(chǎn)生高亮度鈉信標(biāo)的首要前提。根據(jù)共振吸收后向散射產(chǎn)生鈉信標(biāo)的原理以及鈉原子柱密度起伏變化大的特點(diǎn)，鈉信標(biāo)激光器必須具備譜線控制精準(zhǔn)、高平均功率、高光束質(zhì)量等性能。由于各種激光介質(zhì)中僅有染料能直接激射產(chǎn)生鈉信標(biāo)激光，但染料激光器又存在強(qiáng)污染、體積龐大、可靠性差等固有缺陷，因此，自1987年首次報(bào)道鈉信標(biāo)激光器以來，尋求和發(fā)展同時滿足技術(shù)指標(biāo)要求和工程實(shí)用化要求的鈉信標(biāo)激光器，一直是科學(xué)家們攻關(guān)研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。

　　本項(xiàng)目基于對鈉信標(biāo)產(chǎn)生物理機(jī)理和系統(tǒng)總體技術(shù)深入研究，科學(xué)選取了與國內(nèi)外主流的連續(xù)體制鈉信標(biāo)激光器截然不同的脈沖體制鈉信標(biāo)激光作為發(fā)展路線，并基于1064nm與1319nm兩臺全固態(tài)激光器非對稱性注入(兩者亮度之比約6.4:1)片狀LBO晶體腔外和頻，實(shí)現(xiàn)平均功率達(dá)81W、單脈沖能量325mJ、光束質(zhì)量M2<1.3、中心波長589.1591nm、線寬小于1GHz、脈寬約150μs鈉信標(biāo)激光輸出。這是目前國際上平均功率最高的全固態(tài)鈉信標(biāo)激光器。同時，提出了“0+2=2”模式的新型譜線控制方法(即采用一臺單縱模激光器與一臺多縱模激光器將鈉信標(biāo)激光器中心波長、線寬的控制措施分離)，并基于電光相位調(diào)制技術(shù)和高速PZT驅(qū)動技術(shù)，在國際上首次實(shí)現(xiàn)了同時具備線寬調(diào)諧與頻率啁啾功能的新型鈉信標(biāo)激光譜線結(jié)構(gòu)。

　　(1) 提出了非對稱性注入和頻產(chǎn)生鈉信標(biāo)激光的設(shè)計(jì)思想，在傳統(tǒng)對稱性注入和頻理論基礎(chǔ)上結(jié)合1064nm與1319nm基頻激光在量子轉(zhuǎn)化與熱效應(yīng)方面差異性特點(diǎn)，采取了二者在脈沖能量、光束質(zhì)量、時間波形均不對稱的設(shè)計(jì)方法，有效克服了1319nm激光綜合性能遠(yuǎn)不及1064nm激光???物理缺陷，基于600mJ、M2~1.8、勻滑時間波形的1064nm激光，與400mJ、M2~3.0、弛豫振蕩波形的1319nm激光(兩者亮度之比約6.4:1)腔外和頻，成功實(shí)現(xiàn)世界最高平均功率、近衍射極限光束質(zhì)量全固態(tài)鈉信標(biāo)激光器。

　　(2) 提出并采取了“0+2=2”模式的新型鈉信標(biāo)激光譜線控制方法，通過一臺單縱模激光器(1064nm)與一臺多縱模激光器(1319nm)將鈉信標(biāo)激光器中心波長、線寬的控制措施分離，前者控制中心波長，后者控制線寬，有效解決了鈉信標(biāo)激光器中心波長、線寬均需高精度控制的技術(shù)難題。并且基于電光相位調(diào)制技術(shù)對單縱模1064nm激光線寬進(jìn)行展寬，成功實(shí)現(xiàn)鈉信標(biāo)激光線寬的調(diào)制展寬，即在亞GHz線