LISA 激光器系统及欧洲发展战略

　　2018年10月9日至12日，在希腊哈尼亚召开的SPIE国际空间光学会议上，欧空局下属的欧洲空间技术研究中心的B. Shortt等人报道了LISA 激光器系统及欧洲发展战略,摘译如下: 

　　整体策略及发展

　　到2022年，LISA任务是达到技术就绪指数六级（TRL6）的技术计划。为了满足这一要求，原子能机构正在资助涉及望远镜、相位计和激光系统等若干领域的技术开发活动（TDAs）。 

　　对于LS，欧洲的活动包括开发或研究两种可能的替代主振荡器（LPF承继MO，因此被认为是名义解决方案）的三个并行合同，和三种可能的功率放大器设计。 

　　为了研究现成的商用现货外腔二极管Master Oscillator Solutions并开发定制PA，项目已经与CSEM签订合同。 

　　授予SpaceTech的第二份合同正在研究专有的主振荡器设计和定制功率放大器解决方案。 

　　最后还有重要的一点，LusoSpace开发了一款可与类似Tesat公司的非平面环振荡器（NPRO）等一起进行测试的定制功率放大器。 

　　所有活动都涉及用于演示相关LISA环境中所需性能的开发工程模型（EM）级硬件。 

　　空间技术发展

　　作为ESA的主要承包商，空中客车防务与航天工程、DELOS空间中心、德国宇航中心、费迪南德布劳恩（Ferdinand-Braun）研究所、莱布尼茨高频技术研究所、弗劳恩霍夫（Fraunhofer）应用研究促进机构、柏林洪堡大学和SpaceTech共同设计，制造和测试以使用另一种新的种子激光技术满足LISA要求的激光头。作为一种外腔二极管激光器（ECDL），MO利用额外外腔的谐振反馈，可进一步缩小线宽（与常规ECDL相比，约为10倍）。该激光器包括主振荡器功率放大器（MOPA）的概念。其中，具有谐振光反馈的ECDL的输出MO通过功率放大器（PA）（半导体光放大器（SOA））进行（预）放大，并在光纤输出端提供300 mW的光功率。ECDL主振荡器功率放大器是一种基于微集成激光平台的混合微集成设备，已经在几个探空火箭实验上飞行，非常适合太空任务。 

　　图6. 振动测试下的光学开关和泵浦激光器

　　LUSO空间发展

　　Lusospace的激光头放大器（LHA）开发是一个三阶段项目，目前处于第二阶段的末期。第一阶段的重点是LHA通用架构设计和在太空使用的关键光子元件的市场调查和筛选。在第一阶段期间，我们采购了几个光子器件（泵浦激光器、分光器、光电二极管、光隔离器、掺铒光纤和光学开关），并在振动、辐射、热和真空环境方面进行了环境测试。同时，在所需性能、太空级制造的供应商继承性、测试生存性和退化评估等几个方面进行了权衡。 

　　在第二阶段，LHA三角设计包括第一阶段的选定组件。该阶段包括LHA工程模型在实验室环境中的制造、集成和测试。 

　　LHA通用架构为由两级掺铒光纤放大器、前置放大器和功率放大器组成的光功率放大器。开发的LHA的一般规格如下： 

　　l 1064 nm NPRO种子激光器（Lusospace使用1064 nm的Mephisto NPRO 激光器） 

　　l 10至40 mW输入光功率 

　　l >1，2 W输出光功率（寿命开始时最高可达2W，BOL） 

　　l 具有内部电子电路和关键光子器件冗余的独立系统 

　　l 主模式和自由运行模式操作 

　　l RIN抑制电路、频率调谐和稳定电路、热管理电路 

　　l 空间线接口、28 V输入电压 

　　l 功耗80 W 

　　编译自:LISA Laser System and European Development Strategy. B. Shortt, L. Mondin, Proc. of SPIE Vol. 11180 111800D