美國(guó)空軍自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的研究人員已經(jīng)準(zhǔn)備好與工業(yè)界接觸，研制一種新型高功率鈉激光器，從而為位于新墨西哥州科特蘭空軍基地的美國(guó)空軍星火光學(xué)靶場(chǎng)提供人造導(dǎo)星，用于多種光學(xué)研究。

位于科特蘭空軍基地的美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室定向能源局官員上周發(fā)布了一份關(guān)于“更亮的鈉信標(biāo)”項(xiàng)目的征集公告（FA9451-19-9-0001_Presolicitation）。

該項(xiàng)目將要求工業(yè)界開發(fā)一種功率超過(guò)75瓦的鈉信標(biāo)激光器，以制造人造導(dǎo)星。美國(guó)空軍官員說(shuō)，從現(xiàn)在起到2019年3月底之間，研究人員將對(duì)這個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行正式的提案征集。

強(qiáng)大的鈉激光能夠在大氣中投射出一幅圖像，它看起來(lái)像一顆明亮的人造恒星，且位于星火光學(xué)靶場(chǎng)的3.5米口徑望遠(yuǎn)鏡的視野之內(nèi)。這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡將探測(cè)到由于大氣湍流而造成的人造導(dǎo)星形狀的任何變化。然后，該望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)將使用自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)對(duì)這一湍流的影響進(jìn)行補(bǔ)償。

地球大氣中的擾動(dòng)會(huì)使光束發(fā)生輕微的扭曲。這就是夜晚人眼看星星在閃爍的原因。地面天文臺(tái)可以利用自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)來(lái)補(bǔ)償大氣湍流，這種自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)就像可彎曲的鏡子一樣，抵消大氣湍流的影響。

然而，自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)需要一個(gè)可靠的、非常明亮的參考星來(lái)測(cè)量大氣湍流。大多數(shù)自然恒星要么亮度不足以勝任這項(xiàng)工作，要么不在星火光學(xué)靶場(chǎng)的視野內(nèi)。這就是鈉激光投射人造導(dǎo)星的用途。

自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)利用這種導(dǎo)星作為波前參考光源。鈉激光器通過(guò)向大氣中發(fā)射激光來(lái)制造人造導(dǎo)星。激光光束的光線經(jīng)由上層大氣的反射，被望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到。

這種鈉激光器所發(fā)射的光波長(zhǎng)為589.2納米，能夠激發(fā)地表高度56英里的大氣層的鈉層中的原子。然后，鈉原子重新發(fā)射激光，制造出一顆發(fā)光的人造導(dǎo)星。

美國(guó)空軍的星火光學(xué)靶場(chǎng)可以幫助科學(xué)家們完善自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)不僅可以應(yīng)用于天文觀測(cè)，還可以增強(qiáng)高分辨率衛(wèi)星成像、反衛(wèi)星武器和中繼鏡系統(tǒng)的強(qiáng)激光聚焦能力。

2018年5月，美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了一份關(guān)于鈉信標(biāo)激光器功率突破50瓦研究的提案征集。從那時(shí)起，項(xiàng)目規(guī)劃人員就已經(jīng)將預(yù)期的激光功率提高到75瓦以上。（工業(yè)和信息化部電子第一研究所 李婕敏）