大氣湍流是大氣中的一種重要運(yùn)動(dòng)形式，它的存在使大氣中的動(dòng)量、熱量、水氣和污染物的垂直和水平交換作用明顯增強(qiáng)，遠(yuǎn)大于分子運(yùn)動(dòng)的交換強(qiáng)度。大氣湍流的存在同時(shí)對(duì)光波、聲波和電磁波在大氣中的傳播產(chǎn)生一定的干擾作用。當(dāng)光線通過(guò)大氣層時(shí)，波前會(huì)發(fā)生畸變，使得地面的大型天文望遠(yuǎn)鏡不能達(dá)到預(yù)期的分辨率。

天文觀測(cè)，星地激光通信、空間碎片激光跟蹤與清理等都受大氣湍流的制約，需要鈉導(dǎo)星自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)來(lái)補(bǔ)償波前畸變。

中科院上海光機(jī)所采用基于窄線寬拉曼光纖放大器和諧振倍頻的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了高功率、運(yùn)轉(zhuǎn)模式與光譜特性靈活的結(jié)構(gòu)緊湊的鈉導(dǎo)星激光器?；诠饫w的鈉導(dǎo)星激光器，因其運(yùn)轉(zhuǎn)方式與光譜特性的靈活性，以及光纖激光器高效率、小體積和魯棒性的優(yōu)勢(shì)，是理想的天文用鈉導(dǎo)星激光器。

鈉導(dǎo)星激光器

采用基于窄線寬拉曼光纖放大器和諧振倍頻的技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了高功率、運(yùn)轉(zhuǎn)模式與光譜特性靈活、結(jié)構(gòu)緊湊的鈉導(dǎo)星激光器。采用自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)來(lái)補(bǔ)償大氣湍流引起的波前畸變，實(shí)現(xiàn)高分辨成像。鈉導(dǎo)星激光器在自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值，經(jīng)歷了染料激光器、固體激光器、光纖激光器三個(gè)發(fā)展歷程。染料鈉導(dǎo)星激光器是最早獲得工程應(yīng)用的激光器，但由于體積較大、穩(wěn)定性及可靠性較差等缺點(diǎn)逐漸遭到淘汰。固體鈉導(dǎo)星激光器又分為和頻(SFG)、受激拉曼散射(SRS)及光參量放大器(OPA)3種類(lèi)型，其中和頻方式應(yīng)用最為廣泛。光纖鈉導(dǎo)星激光器是近幾年迅猛發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)新型激光器，尤其是基于拉曼光纖放大器倍頻的連續(xù)單頻鈉導(dǎo)星激光器，輸出功率已突破了50 W。高功率拉曼光纖激光器、高功率窄線寬光纖放大器、高效率諧振腔倍頻等核心關(guān)鍵技術(shù)。光纖鈉導(dǎo)星激光器國(guó)際最高水平，光束質(zhì)量近衍射極限。

拉曼光纖放大器

是利用強(qiáng)激光在光纖中傳輸時(shí)的三階非線性效應(yīng)—受激拉曼散射效應(yīng)來(lái)工作的。如果一個(gè)弱信號(hào)光與一個(gè)強(qiáng)泵浦光同時(shí)在一根光纖中傳輸，并且弱信號(hào)光的波長(zhǎng)在泵浦光的拉曼增益帶寬內(nèi)，則強(qiáng)泵浦光的能量通過(guò)SRS耦合到光纖硅材料的振蕩模中，然后又以較長(zhǎng)的波長(zhǎng)發(fā)射，該波長(zhǎng)就是信號(hào)光的波長(zhǎng)，從而使弱信號(hào)光得到放大，獲得拉曼增益。