当前位置:首页 > 业界动态 > 空间激光 > 正文

空间激光器关键光学元件

发布时间: 2017-08-10 15:58:03   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:

  空间激光雷达系统有潜力成为大气研究领域的强有力工具。自上世纪九十年代以来,基于激光二极管部分端面泵浦混合腔板条(Innoslab)概念的激光器发展面世并逐渐应用于激光雷达系统。这些激光器的发展始于一个名为“ATLAS”的空间大气背景散射激光雷达实验模型。为A2D2G和CHARM-F激光雷达系统量身定做的三个激光泵浦源正是基于这种模型。A2D2G系统根据多普勒原理设计用来测量风速剖面;CHAMA-F系统则利用集成路径差分吸收技术(IPDA)分析甲烷和二氧化碳混合体积比例。目前,MERLIN任务所需的激光源在ILT.研制。此外,计划于2020年发射一个星载甲烷探测IPDA系统。 

  研制空间激光器系统通常需要诸多步骤,需要融合多种模型来降低研制风险。首先,利用低成本实验模型来演示光学参数,实验模型要易于调整。这样做的主要不足是热致机械稳定性使得重新调整变得必要。理想的激光系统需要规避在集成、起、降及温度压力变化等过程中机械振动和冲击效应对系统的影响,这就需要使用更加牢固的光机元件。然而对空间系统来说,仍然需要不定时进行系统调整,因此上述太空任务使用了单片铝质基板和多种商用级光学调整架。在集成装配之前,首先需要测量光学调整架的倾斜特性。 

  
表1  关键光学元件的基本要求

  对于空间系统来说,对热稳定性和机械稳定性的要求贯穿整个任务周期,通常长达数年之久。对关键光机元件的要求如表1所示。当主动温控关闭时,激光系统必须要避免切换到工作模式。在工作模式下,主动温控是的温度范围降低,特别是遇到强烈振动的情况。 

   

 
 


表2  关键光机元件的倾斜要求和光学性能指标

  

  对工业级激光器特别是空间激光器来说,关键元件的紧凑、坚固性十分必要,因其需要在恶劣环境中在无维护状态下工作数年之久。以往用来研制二极管激光器底座及固态激光晶体的焊接技术如今已用来研制关键激光元件。关键元件主要包括反射镜、透镜、普克尔盒及法拉第隔离器(见表2)。这些元件不含有机材料,并通过了太空环境要求测试。目前,FULAS项目的激光器以这些元件为基础设计制造。该激光器包含一个单频振荡器,一个InnoSlab放大器以及二次、三次谐波产生单元(SHG & THG)。 

  

  图1  MERILIN激光器CAD模型

  图1为MERLIN 激光器的CAD模型,该设计主体沿袭了FULAS激光器的设计理念,不同点在于采用OPO单元取代了FULAS激光器中的SHG/THG单元。对光机元件的长期测试工作将如期展开。装配技术以及关键元件的研制技术对于发展低维护要求的激光器来说极其重要,对于工业及科研应用中使用的陆地激光器也同样重要。 

  自若编译自: http://proceedings.spiedigitallibrary.org/proceeding.aspx?articleid=2507369&resultClick=1 

我来说两句
您尚未登录,请登录后发布评论! 【马上登录
评论列表
已有 0 条评论(查看更多评论)
友情链接
 
电话:021-69918000 传真:021-69918800 Processed in 0.025 second(s)
360网站安全检测平台 Powered by SIOM Copyright © 2014 www.siom.ac.cn, All Rights Reserved pv总量 访客数总量