【摘 要】
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钠导星可以消除由于大气湍流所造成的波前畸变效应,与瑞利导星相比具有等晕效应小,可探测大气范围大等优点,是大型地基式望远镜发展不可或缺的工具,近些年得到快速的发展。钠导星
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钠导星可以消除由于大气湍流所造成的波前畸变效应,与瑞利导星相比具有等晕效应小,可探测大气范围大等优点,是大型地基式望远镜发展不可或缺的工具,近些年得到快速的发展。钠导星的亮度一直以来是人们最为关心的问题,如何提高钠导星的亮度,成为了当下热门的研究课题。针对全球大型地基式望远镜的发展趋势,探究如何产生更加明亮的钠导星势在必行。 本文针对钠导星荧光强度,进行了相关的理论和实验的研究,主要内容如下: 1、求解包含钠原子24塞曼能级光学Bloch密度矩阵方程,分别讨论了连续光条件下磁场强度、方向,激光光强、线宽以及再泵浦对钠导星亮度的影响,本文参考了2010世界地磁模型(World Magnetic Model WMM),对北京、南京和昆明三地天文台的不同地磁环境进行钠导星回波光子数效率进行数值模拟。通过模拟发现,再泵浦可以有效提高钠导星光子回波的效率;钠原子的吸收具有一定饱和性,钠荧光返回通量的增加与光强的增加并不是线性增强;地磁场的大小和方向对钠导星的亮度有显著的影响,以光束指向为基准,磁场垂直分量的增加有利于钠导星亮度的增加,因此高纬度地区的天文台具有一定的优势。 2、搭建实验室真空钠蒸气池共振散射荧光系统,测量了光强在10-1000W/m2钠原子共振散射荧光相对强度的变化,观测到荧光相对强度的增加与激光光强的增加并不是成线性关系,实验证实了钠原子的吸收具有饱和性;利用电光相位调制器,产生1.7GHz频率分量,对激光进行再泵浦作用,通过测量调制器开启前后钠蒸气池共振散射荧光强度的大小,发现再泵浦方法可以将其亮度提高至原有基础的三倍以上,在实验中证实了再泵浦作用对于有效提高钠原子共振散射荧光效率的结论,对于钠导星亮度的提高具有一定的参考意义;简易观察了钠原子共振散射荧光的亮度受到磁场的影响,为提高钠导星亮度提供一个新的思路。 文章中理论模拟与实验结果相一致,为钠导星研究提供了较好的理论和实验基础,有望在实际的钠导星系统中进一步验证和推广。
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