【摘要】：鈉導(dǎo)星可以消除由于大氣湍流所造成的波前畸變效應(yīng),與瑞利導(dǎo)星相比具有等暈效應(yīng)小,可探測(cè)大氣范圍大等優(yōu)點(diǎn),是大型地基式望遠(yuǎn)鏡發(fā)展不可或缺的工具,近些年得到快速的發(fā)展。鈉導(dǎo)星的亮度一直以來(lái)是人們最為關(guān)心的問(wèn)題,如何提高鈉導(dǎo)星的亮度,成為了當(dāng)下熱門的研究課題。針對(duì)全球大型地基式望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展趨勢(shì),探究如何產(chǎn)生更加明亮的鈉導(dǎo)星勢(shì)在必行。本文針對(duì)鈉導(dǎo)星熒光強(qiáng)度,進(jìn)行了相關(guān)的理論和實(shí)驗(yàn)的研究,主要內(nèi)容如下:1、求解包含鈉原子24塞曼能級(jí)光學(xué)Bloch密度矩陣方程,分別討論了連續(xù)光條件下磁場(chǎng)強(qiáng)度、方向,激光光強(qiáng)、線寬以及再泵浦對(duì)鈉導(dǎo)星亮度的影響,本文參考了2010世界地磁模型(World Magnetic Model WMM),對(duì)北京、南京和昆明三地天文臺(tái)的不同地磁環(huán)境進(jìn)行鈉導(dǎo)星回波光子數(shù)效率進(jìn)行數(shù)值模擬。通過(guò)模擬發(fā)現(xiàn),再泵浦可以有效提高鈉導(dǎo)星光子回波的效率;鈉原子的吸收具有一定飽和性,鈉熒光返回通量的增加與光強(qiáng)的增加并不是線性增強(qiáng);地磁場(chǎng)的大小和方向?qū)︹c導(dǎo)星的亮度有顯著的影響,以光束指向?yàn)榛鶞?zhǔn),磁場(chǎng)垂直分量的增加有利于鈉導(dǎo)星亮度的增加,因此高緯度地區(qū)的天文臺(tái)具有一定的優(yōu)勢(shì)。2、搭建實(shí)驗(yàn)室真空鈉蒸氣池共振散射熒光系統(tǒng),測(cè)量了光強(qiáng)在10-1000W/m2鈉原子共振散射熒光相對(duì)強(qiáng)度的變化,觀測(cè)到熒光相對(duì)強(qiáng)度的增加與激光光強(qiáng)的增加并不是成線性關(guān)系,實(shí)驗(yàn)證實(shí)了鈉原子的吸收具有飽和性;利用電光相位調(diào)制器,產(chǎn)生1.7GHz頻率分量,對(duì)激光進(jìn)行再泵浦作用,通過(guò)測(cè)量調(diào)制器開啟前后鈉蒸氣池共振散射熒光強(qiáng)度的大小,發(fā)現(xiàn)再泵浦方法可以將其亮度提高至原有基礎(chǔ)的三倍以上,在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了再泵浦作用對(duì)于有效提高鈉原子共振散射熒光效率的結(jié)論,對(duì)于鈉導(dǎo)星亮度的提高具有一定的參考意義;簡(jiǎn)易觀察了鈉原子共振散射熒光的亮度受到磁場(chǎng)的影響,為提高鈉導(dǎo)星亮度提供一個(gè)新的思路。文章中理論模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致,為鈉導(dǎo)星研究提供了較好的理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),有望在實(shí)際的鈉導(dǎo)星系統(tǒng)中進(jìn)一步驗(yàn)證和推廣。
【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：P111

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本文編號(hào)：2557289