讓-空間激光雷達的心臟更加強大：上海光機所研發(fā)下一代單光子探測空間激光雷達光源

　　激光雷達作為一種新型主動遙感探測技術和工具，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領域?？臻g激光雷達如同科學家的眼睛，幫助科學家完成一件件困難的任務，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(圖片來自網(wǎng)絡)

　　但是，已有的空間激光雷達多采用低重頻、高峰值功率的激光器，隨著單光子探測技術的應用，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，中國科學院上海光學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，設計出了一種結構緊湊、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激光器結構圖

　　實驗設計的激光器采用適于空間應用的電光調(diào)Q驅(qū)動器，在激光二極管側面抽運下，得到了平均功率1.15W，脈沖頻率1kHz，脈沖寬度為1.3ns的激光輸出。光束質(zhì)量良好，質(zhì)量因子為Mx2=1.20.My2=1.23.針對空間應用的需求，采用了正交雙porro棱鏡諧振腔結構，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到15mrad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)結構，使得系統(tǒng)結構緊湊。 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。

參考文獻： 中國光學期刊網(wǎng)

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