近日，美國科學家對遠在火星上的“好奇”號火星車頭部的“激光眼”進行了修複，使其再次正常工作。據悉，2012年8月6日，好奇號在萬眾矚目之下成功著陸火星。在登陸火星後一年裏，好奇號為美國宇航局提供了190G的數據，其中包括3.67萬張高分辨率圖像以及3.5萬張低分辨率圖像；其搭載的激光設備發射激光7.5萬次，用於對目標岩體的成分進行分析。另外，中國嫦娥三號在2013年實現成功登月的過程中，“激光眼”也發揮了重要作用。接下來，OFweek激光網編輯帶你簡單了解中美“激光眼”究竟起到了什麽作用。
“好奇”號共攜帶10種不同科學儀器，ChemCam隻是其中之一。抵達火星之後，“好奇”號的化學與攝像機儀器(以下簡稱 ChemCam)將發射強激光脈衝，蒸發火星塵土，而後對光譜進行分析。ChemCam發射的強激光脈衝可以蒸發針頭大小的區域。這台儀器還裝有激光器，用於觀測被蒸發的物質產生的等離子體閃光，並記錄下光線包含的顏色。一台分光計隨後對這些光譜色進行分析，幫助科學家確定被蒸發物質的元素構成。
ChemCam可以向一個區域或者多個區域快速發射連續多激光脈衝，在火星表麵取樣分析過程中賦予研究人員極大的靈活性。 ChemCam項目組首席研究員羅傑-韋恩斯表示：“ChemCam在設計上用於尋找輕元素、例如碳、氮和氧，所有這些元素都對生命至關重要。這一係統能夠立即發現火星表麵的霜或者其他源中的水以及碳。碳是構成生命以及生命副產品的基本要素。由於具有這些功能，ChemCam成為‘好奇’號任務一個至關重要的組成部分。”
ChemCam可以分析整個可見光光譜以及紅外和紫外光譜，尋找周期表上的任何元素。ChemCam能夠對距離“好奇”號大約23英尺(約合7米)的區域進行探測。這台儀器采用的技術由美國洛斯-阿拉莫斯國家實驗室研發，被稱之為“激光誘導擊穿光譜技術”(以下簡稱LIBS)。這項技術的核心是紅外線激光器――肉眼看不到紅外線――所發射的激光能量超過100萬個電燈，能夠聚焦一個微小區域，聚焦時間達到十億分之五秒。
在地球上，LIBS用於確定極端環境下的物體構成，例如核反應堆和海床。隨著“好奇”號任務的實施，這項技術第一次走出地球。法國國家太空研究中心負責製造ChemCam的激光器和望遠鏡。洛斯-阿拉莫斯國家實驗室則負責製造ChemCam的分光計和數據處理器，同時擔任這一項目的負責機構。
ChemCam中的激光器由法國Thales Optronics公司研發製造。據該公司項目經理Eric Durand 介紹，早在2001年，ChemCam配件供應商之一法國國家空間研究中心（CNES）在首次和Thales Optronics 溝通時就提出，Thales的產品Diva半導體泵浦固體激光器的光學性能很適合火星LIBS勘探應用，但是需要縮小體積和重量以適應航天環境的嚴苛要求。
ChemCam中的激光器由法國Thales Optronics公司研發製造。據該公司項目經理Eric Durand 介紹，早在2001年，ChemCam配件供應商之一法國國家空間研究中心（CNES）在首次和Thales Optronics 溝通時就提出，Thales的產品Diva半導體泵浦固體激光器的光學性能很適合火星LIBS勘探應用，但是需要縮小體積和重量以適應航天環境的嚴苛要求。
Diva激光器原來設計為在常溫下工作，設備需要改進為能在無主動冷卻係統的條件下，在溫差為60度的環境溫度下運作。對重量的要求更加苛刻：Diva激光器原來有10公斤重，CNES要求Thales研發出重量隻有500克的激光器，並且要求該激光器能夠順利通過火星之旅。
在解決方案中，所有的溫控組件都被去除掉了，以減小整體的體積與質量。另外，由一個振蕩器加上兩個板條放大器的係統也被應用於設計之中。但是以上兩點需要係統有更強的傳導冷卻能力。
原來的Nd：YAG激光介質被替換成了Nd：KGW晶體棒或者摻釹鎢酸鉀釓晶體，並由700瓦二極管堆棧縱向泵浦。Nd：KGW晶體棒的寬光譜吸收特性使其在大溫差範圍內具有極小的吸收率波動，從而可以實現二極管和激光棒的傳導冷卻，以便在大溫差的火星環境中工作。
研發團隊同時改進了Q開關係統，原來的4千伏特供電不太適合用於其它行星，通過改用基於RTP（磷酸鈦氧銣）普克爾盒的Q開關係統，就隻需要1千伏特供電並且可在要求的大溫差範圍內工作。
令人振奮的是，早在2003年當ChemCam被正式確認為好奇號火星探測組件時，THALES就研製出了在實驗環境中運作良好的光學組件。並在接下來的4年中構建6組不同的模型來研究係統參數，並於2007年交付用於最終飛行設備。
據Durand介紹，他們幾乎完全重新改造了激光器，挑戰比較大，開始時並沒有足夠的信心，但是他們最終成功改造了滿足如下工作要求的激光器：一個輸出24毫焦以上脈衝能量、8納秒以內脈寬、1067納米波長的激光光源，並且它的理想工作溫度為-20到+20攝氏度。
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