钠激光导星副产物瑞利羽流的光子回波地面测试
天体物理仪器与方法
2021-11-24 v1
摘要
钠激光导星（sLGS）自适应光学（AO）系统已成为大型地基光学/红外望远镜的重要组成部分。若 sLGS 的空中光斑轮廓因其激光发射上行链路路径上的湍流而退化，AO 系统性能会显著受损。克服此问题的一个有效方法是在激光发射到天空前对其进行实时预校正，以抵消该湍流效应，尤其对于湍流更强的低海拔处。投影 sLGS 时低海拔大分子和气溶胶所产生的副产物瑞利后向散射，是实时探测低海拔湍流的理想候选。因此，评估钠激光导星的该副产物能否实现适用于波前传感的性能十分重要。在本文中，我们试图回答关于此类瑞利后向散射羽流可达光子回波的问题。我们给出了现场测试结果与前向模型 MSISE-90 的理论结果之间的比较。我们显示最大差异小于 20%，这暗示了使用散焦瑞利羽流作为不同湍流强度下波前传感信号的适用性。结果还显示，在强（弗里德参数（r0）为 5 cm）或中等（r0 为 10 cm）湍流情况下，距离门控的最佳中心为 9 km，当子孔径尺寸为 3 cm、5 cm、7 cm 和 10 cm 时，对应的距离门深度分别为 3 km、1.1 km、0.56 km 和 0.28 km，最大脉冲重复频率为 1500 Hz。
引用
@article{arxiv.2109.08826,
title = {Photon return on-sky test for by-product Rayleigh plume of sodium laser guide star},
author = {Jian Huang and Lu Feng and Kai Jin and Min Li and Gongchang Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.08826},
year = {2021}
}