激光雷達(dá)作為一種新型主動遙感探測技術(shù)和工具，具有精度高、分辨率高等優(yōu)點，越來越多地被用于空間對地觀測（如圖1）以及深空探測等相關(guān)領(lǐng)域?？臻g激光雷達(dá)如同科學(xué)家的眼睛，幫助科學(xué)家完成一件件困難的任務(wù)，如繪制月球表面三維數(shù)據(jù)圖，監(jiān)測地球南北兩極冰川的變化，觀察地球表面森林植被覆蓋等，為人類探索未知世界做出貢獻。
圖1 對地觀測激光雷達(dá)（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）
圖1 對地觀測激光雷達(dá)（圖片來自網(wǎng)絡(luò)）
但是，已有的空間激光雷達(dá)多采用低重頻、高峰值功率的激光器，隨著單光子探測技術(shù)的應(yīng)用，雖然降低了對空間激光器單脈沖能量的要求，但要求空間激光器有更高的脈沖重復(fù)頻率，更窄的激光脈沖，更好的光束質(zhì)量及穩(wěn)定性等，因此研究高重頻、窄脈寬、高光束質(zhì)量與穩(wěn)定性激光光源越來越重要。
近日，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所孟俊清研究員課題組針對光子探測模式空間激光雷達(dá)，設(shè)計出了一種結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性好、高光束質(zhì)量輸出的高重頻窄脈寬全固態(tài)電光調(diào)Q激光器（如圖2），可作為下一代單光子探測空間激光雷達(dá)的光源。具體研究成果發(fā)表在中國激光第六期。
圖2 激光器結(jié)構(gòu)圖
實驗設(shè)計的激光器采用適于空間應(yīng)用的電光調(diào)Q驅(qū)動器，在激光二極管側(cè)面抽運下，得到了平均功率1.15 W，脈沖頻率1 kHz，脈沖寬度為1.3 ns的激光輸出。光束質(zhì)量良好，質(zhì)量因子為Mx2=1.20，My2=1.23。針對空間應(yīng)用的需求，采用了正交雙porro棱鏡諧振腔結(jié)構(gòu)，經(jīng)實驗驗證，在垂直于棱鏡棱線方向上，激光輸出在諧振腔達(dá)到15 mrad的失諧時仍可保持80%的能量輸出。采用四分之一波片和偏振分光棱鏡來耦合輸出激光，有效地降低了電光開光所需電壓，并優(yōu)化了腔內(nèi)結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。
研究人員表示后續(xù)將進行樣機的組裝與真空環(huán)境試驗，老化試驗等方面的研究，并將進一步提高激光器的輸出指標(biāo)。
論文信息：
劉琪,孟俊清,祖繼鋒,蔣靜,陳思露,陳衛(wèi)標(biāo).適于空間應(yīng)用的高重頻窄脈沖電光調(diào)Q激光器[J].中國激光,2017,44(6):0601005.
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