中國研製出世界最高功率全固態鈉導星激光器

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科技日報成都9月12日電(記者盛利)記者從日前召開的第20屆國際高功率激光系統與應用學術會議上獲悉，平均功率達81瓦的當今世界最高水平、最大功率全固態鈉導星激光器，已由中國工程物理研究院應用電子學研究所研製成功，未來其可在大型望遠鏡、激光大氣傳輸等科研領域發揮重要作用。

在天文觀測成像中，由觀測目標發射的光線在穿越大氣層時會發生波前畸變，將導致其成像質量降低，因此大型望遠鏡往往需要足夠亮度的“信標光源”用於探測大氣擾動，並進行自適應

光學補償校正，以大幅度提高成像分辨率。通過激光器將589納米波長的黃激光射向天空，引起大氣層90千米至100千米高度鈉原子共振、散射產生高亮度“人造”鈉導星，一直是世界各國科學家們的研究熱點。目前，鈉導星激光器已成為TMT(30米望遠鏡計劃)等大型望遠鏡的核心關鍵設備之一。

2004年起，中物院應用電子所選取脈衝體制鈉導星技術路線，圍繞固體激光腔外、頻鈉導星等目標啓動該項攻關，逐步實現可持續發展技術方案設計及脈衝激光譜線精確控制、高能量激光定標放大、高效率和頻等多項突破。該所於2012年在國內首次研製出大於300毫焦耳單脈衝能量鈉導星激光器，實現平均功率19瓦、重頻50赫茲，在國內首次實現鈉導星迴光單幀波面的探測與閉環。在此基礎上，今年中物院鈉導星激光器項目組利用高能量基頻激光放大技術、譜線精確閉環控制技術、高效率遠場激光和頻技術等方面的重要突破，將鈉導星激光器平均功率進一步提高至81瓦，該平均功率是當今世界上全固態鈉導星激光器的最高水平。

新研製的高性能鈉導星激光器具備譜線高精度、高平均功率、高光束質量等特點。在光譜方面，激光器波長與鈉原子吸收譜線穩定、精確對準，精度達到0.2皮米;在頻域方面，激光譜線寬度達到亞GHz，可謂“不胖不瘦”。此外，由於其採用1064nm、1319nm固體激光和頻技術，科研人員還突破了高功率下兩台激光器時域與空域同步技術、激光線寬壓窄技術、高效率和頻技術等多項難點。未來，該研究成果將在天文觀測、大氣觀測、激光大氣傳輸等領域發揮重要作用。