TMT激光导引星系统设计

激光导引星系统(LGSF)是美国30 m望远镜(TMT)的组成部分之一,在满足TMT对科学目标高分辨力成像和光谱探测的性能需求方面,LGSF具有重要的作用。LGSF主要负责为窄视场红外自适应光学系统(NFIRAOS)和下一代TMT-AO系统提供人造钠导星。本文主要讨论LGSF以下几部分:设计概述,LGSF星群模式,LGSF波前误差分配,发射系统设计。

地基激光通往太空的桥梁-激光导引星

本文指出了激光导引星在激光天文学和天文学中的自适应成象的原理和重要性,并且讨论了激光导引星所要求的激光参数。

一种激光导引星自适应光学系统中激光上行到达角起伏测量方法的研究

激光导引星波前倾斜测量问题是限制自适应光学技术在天文领域广泛应用的关键问题之一。测量并改正激光上行到达角起伏是解决这一问题的有效方法。提出一种基于统计平均算法而不依赖自然导引星和辅助望远镜的测量方法,可以有效地测量出激光上行到达角起伏。利用具有子孔径阵列的哈特曼波前传感器对激光信标进行探测,选择部分子孔径进行倾斜量的统计平均以获得激光上行到达角起伏。仿真了统计平均算法的误差随子孔径数量的变化关系。结果表明,最小算法误差相对于望远镜全口径倾斜误差的下降比例与大气相干长度无关,而与望远镜口径有关。望远镜口径越大,算法误差相对于全口径倾斜误差下降越多。当望远镜口径为10 m时,最小算法误差下降为望远镜全口径倾斜误差的33%。

智能Robo-AO激光导引星系统改善观测视宁度

校正星光波前的大气畸变涉及两部分：倾斜（如恒星图像位移）和点扩散函数不规则的校正。激光自适应光学的图像质量会受到没有足够亮的导引星的影响，因而需要校正倾斜误差。但校正倾斜时，视场中需要足够亮的导引，这会限制天空的覆盖范围。

地面层自适应光学系统多颗激光导引星位置优化研究

对地面层自适应光学系统而言,多采用呈正多边形排列的多颗激光导引星星座作为参考来测量大气湍流对系统的影响。针对多颗激光导引星应当如何排布的问题,本文采用简化的地面层自适应光学几何模型作为系统性能评价函数,通过遗传算法优化获得不同湍流廓线下导引星的最优分布。同时,采用多进程、Numba库和多线程提高海量大气湍流廓线下对整个系统性能的估计速度。利用上述方法,以一个视场为14′的地面层自适应光学系统为例,用实测的大气湍流廓线数据分析了不同天文观测台址下湍流廓线与最优位置分布的关系。研究结果表明,同一台址下不同数目导引星的最优位置分布差异不大,其统计最优位置均呈中心一颗或角半径接近视场边缘的正多边形分布;不同台址下的导引星最优位置分布差异明显;大气湍流廓线测量的空间分辨率直接影响系统性能评价结果:其测量结果中的等效层数越多,导引星位置分布越接近规则的多边形。

激光导引星大气湍流波前非等晕性误差的像差模式分解

激光导引星概念解决了自适应光学技术的信标问题 ,同时带来了无法克服的非等晕性误差。将高度聚焦非等晕性误差和角度非等晕性误差统一起来考虑 ,分析激光导引星的大气湍流波前各阶模式的非等晕性误差 ,并给出了解析模型。同时分析了瑞利导星和钠导星的大气湍流波前的模式非等晕性相对误差 ,在没有角度偏离的情况下 ,90km的钠导星的模式非等晕性误差明显小于 15km的瑞利导星 ,但是它对角度的敏感程度却远远大于瑞利导星。采用激光导引星的自适应光学系统用于大气湍流的校正 ,选择较低阶的模式校正就可以达到较好的效果 ,而且即使目标与导引星的偏角大于等晕角 。

激光导引星倾斜探测的非等晕性

传统的激光导引星(LGS)由于激光发射与接收光路的限制,导致难以利用激光导引星来探测大气倾斜量变化。其中重要的一个解决方案就是利用辅助望远镜,从侧面对激光导引星进行探测,从观测到的激光导引星带状拖影中提取出大气倾斜信息。随着激光带拖影长度的增加,必然导致其出现非等晕现象。给出了激光导引星带状拖影上两球面波之间的Zernike多项式展开系数角度相关函数。从相关性的角度分析了导引星高度、大气湍流强度以及接收望远镜口径对激光导引星带状拖影的非等晕性的影响。此外,基于激光导引星倾斜探测方案的非等晕限制,给出了Na层激光导引星倾斜量探测方案中的辅助望远镜视场限制。

激光导引星:自适应光学望远镜的灯塔

如果夜晚参观天文台,那么你很有可能会在黑暗中看到一束利剑般的激光刺向星空。这束激光在干什么呢?它是在跟外星人对话吗?今天我们来聊一聊天文学家在夜空中用激光点亮的人造星星。

人造导引星自适应光学的倾斜决定问题

本文从Zernike多项式出发 ,推导了激光导引星自适应光学倾斜校正的非等晕性方差 ,以其方差 1rad2 为判据 ,导出了倾斜等晕角的表达式 。

其他应用

TN249//G306 2003053531我国激光技术领域成果专利保护亟待加强=On thepatent protection for laser technical achievements in ourcountry[刊,中]/杨哲(国家知识产权局专利局物理发明审查部.北京(100088))//中国激光.-2003,30(2).-189-192简述了激光技术发展的现状,详细介绍了国内外激光技术领域专利申请的状况,提出了我国激光技术成果专利保护方面的对策。表6参4(李瑞琴)

合肥地区低层大气后向散射特性参数的测量与分析

报道了于 1997年 3月和 5月在安徽光机所进行的低层大气后向散射特性参数测量 ,获得了对 532nm光的低层大气后向散射特性参数数据 ,并对测量结果进行了分析。