天文觀測中，當光線通過大氣層時，波前會(hui) 發生畸變，使得地麵的大型天文望遠鏡不能達到預期的分辨率。天文學家們(men) 采用自適應光學技術來補償(chang) 大氣湍流引起的波前畸變，實現高分辨成像。自適應光學技術需要亮星作為(wei) 導引。廣泛采用的方法是用激光激發90公裏高空的鈉原子層，鈉原子發光形成人工導引星，稱為(wei) 鈉導星。用於(yu) 產(chan) 生鈉導星的激光器需要滿足一係列要求，包括：與(yu) 鈉原子吸收線共振、窄線寬、高功率、穩定性好等等。

　　該項研究中，科研人員采用窄線寬半導體(ti) 激光器作為(wei) 種子激光器，設計兩(liang) 級拉曼光纖放大器進行功率放大，獲得的高功率1178 nm激光再通過一個(ge) 諧振倍頻腔產(chan) 生589nm激光，波長鎖定於(yu) 鈉原子D2a吸收線。研究過程中，發展了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(guan) 鍵技術。同一激光裝置可以連續波或長脈衝(chong) 運轉。連續波運轉時，輸出功率 >50 W(最大57 W);矩形長脈衝(chong) 運轉時，峰值功率> 80 W，重複率(500 Hz to 10 kHz)和脈寬(1 ms to 30 µs)連續可調。光束質量近衍射極限，線寬<5 MHz(如需要，可調寬)。另外，輸出中包含離主峰藍移1.71GHz的再泵浦光譜分量，用於(yu) 提高鈉熒光激發效率。再泵浦分量的比例和相對主峰的頻移量可連續調諧。所研製的基於(yu) 光纖的鈉導星激光器，因其運轉方式與(yu) 光譜特性的靈活性，以及光纖激光器高效率、小體(ti) 積和魯棒性的優(you) 勢，是理想的天文用鈉導星激光器。

　　除天文觀測之外，星地激光通信、空間碎片激光跟蹤與(yu) 清理等同樣受大氣湍流的製約，需要鈉導星自適應光學技術來補償(chang) 波前畸變。所研製的光纖鈉導星激光器預期在這些領域也將得到應用。

　　該項研究得到了中國科學院百人計劃、“863”計劃、國家自然科學基金等項目的支持。

圖1 左：鈉導星激光的重複率與(yu) 脈寬調諧;右：帶再泵浦分量的鈉導星激光輸出精細光譜

圖2 諧振倍頻產(chan) 生589nm黃光照片