连续波钠激光导星效率的优化

背景：钠激光导星即将进入新的激光功率范围。先前的理论和数值方法不足以精确计算回返通量，从而不足以设计下一代激光导星系统。目标：我们对连续波激光格式进行数值优化，特别是光偏振和光谱。方法：使用布洛赫方程，我们模拟中间层钠原子，包括多普勒展宽、饱和、碰撞弛豫、拉莫尔进动和反冲，考虑了所有24个钠超精细态和约100个速度群。结果：激光导星回返通量受到“三害”的限制：地磁场引起的拉莫尔进动、辐射压力引起的原子反冲以及跃迁饱和。我们研究了它们的影响，并表明通过再泵浦（同时激发钠D2a和D2b线，后者使用10-20%的激光功率）可以提升回返通量。结论：我们强烈建议使用圆偏振激光和再泵浦。根据经验法则，假设衍射极限光斑尺寸，激光辐射的带宽（以MHz为单位，每条线）应约等于发射激光功率（以瓦特为单位）除以六。