雷射導星

雷射導星是通過向天空投射雷射產生人造導星來糾正天文觀測中由大氣擾動造成的光學扭曲的一種自適應光學技術。

基本介紹

• 中文名：雷射導星
• 外文名：Laser guide star

簡介

雷射導星是一種套用於自適應光學成像領域的人造星象（starimage）。自適應光學系統需要一種波前參考源來校正大氣造成的光學扭曲（視寧度）。

使用自適應光學系統成像效果對比

在實際天文觀測中，並非在天空的任意位置都能觀測到足夠明亮的星體，這就極大的限制了傳統自適應光學系統的導星能力。但是，雷射導星能夠通過向天空投射雷射人為產生導星。這顆導星可以放在任意一個望遠鏡想觀測的位置，擴大了自適應光學的觀測範圍。雷射在向外發出的過程中因為視寧度的影響而發生偏轉，反射回來的雷射不會像宇宙星體發出的光線那樣受到大氣的擾動。為了保證天文成像的穩定性，可以利用可變形鏡(tip–tiltmirror)去除雷射導星的運動，從而獲得更清晰的觀測圖像。

但是，利用這種成像方式獲得的星體的亮度將比傳統自適應光學系統獲得的更加昏暗，因為觀測過程中只用可變形鏡來獲得光線，而使用雷射導星來測量高階大氣擾動。這也就意味著我們可以觀測更多的星體以及獲得更大的觀測區域。

一種可變形鏡

分類

主要有鈉雷射導星和瑞利信標導星兩種雷射導星系統。

鈉雷射信標導星是使用589.2納米進行調諧的雷射來激發分散在距地面90km處中間層的鈉原子，使得這些鈉原子躍遷而發光，從而形成人造光源。鈉原子這種躍遷發光原理的另外一個套用是作為城市的路燈。

瑞利信標導星利用的是底層大氣對光線的散射原理。與鈉雷射信標不同的是，瑞利信標更加簡單和經濟，因為這種信標是測量的是較為低層的大氣擾動，所以還不能夠產生比較好的波前參考(wavefrontreference)，由於雷射都是以脈衝的形式發射的，所以對大氣的測量將會在雷射發出後幾微秒後進行，這樣就可以忽略掉底層大氣的擾動效果。

進展

雷射導星自適應光學目前仍然還是一個比較新的領域，大量的投入還主要用於技術研發。

2014年中科院進行雷射導星試驗。