频率啁啾带来的激光导星回波通量增益
天体物理仪器与方法
2022-02-16 v2 光学
摘要
光谱烧孔降低了钠激光导星的效率。由于光子反冲，最初与单频激光共振的原子发生多普勒频移而失谐，从而降低了回波通量。频率啁啾（亦称频率扫描）连续波激光有潜力缓解光谱烧孔效应，甚至使激光导星效率超过单频激光的理论极限。在拉帕尔马的罗克·德·洛斯·穆查乔斯天文台对一台频率啁啾单频激光导星进行了天空测量。实验中采用一台35厘米望远镜和快速光子计数接收系统来分辨激光频率扫描期间的回波通量响应，从而深入了解钠层的布居动力学。在16.5 W的发射激光功率下，我们发现相较于定频激光，回波通量最大增益为22%。我们的结果表明啁啾增益对中间层功率密度（即激光功率和视宁度）有强烈依赖。最大增益记录在啁啾幅度约150 MHz和啁啾速率0.8 MHz s时取得，与理论预测一致。啁啾期间的时分辨测量证实了我们对钠层布居动力学的理解。据我们所知，这些是首次针对由单频啁啾连续波激光激发的激光导星回波增强的测量。对于更高激光功率，啁啾的有效性预期会提高，这对配备高功率激光导星自适应光学系统的望远镜极为有益，也对利用激光导星的新兴空间态势感知应用（如卫星成像和空地光通信）有益。
引用
@article{arxiv.2112.00252,
title = {Laser guide star return-flux gain from frequency chirping},
author = {J. Hellemeier and M. Enderlein and M. Hager and D. Bonaccini Calia and R. L. Johnson and F. Lison and M. O. Byrd and L. A. Kann and M. Centrone and P. Hickson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.00252},
year = {2022}
}