【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,可探測大氣范圍大等優(yōu)點,是大型地基式望遠鏡發(fā)展不可或缺的工具,近些年得到快速的發(fā)展。鈉導(dǎo)星的亮度一直以來是人們最為關(guān)心的問題,如何提高鈉導(dǎo)星的亮度,成為了當(dāng)下熱門的研究課題。針對全球大型地基式望遠鏡的發(fā)展趨勢,探究如何產(chǎn)生更加明亮的鈉導(dǎo)星勢在必行。本文針對鈉導(dǎo)星熒光強度,進行了相關(guān)的理論和實驗的研究,主要內(nèi)容如下:1、求解包含鈉原子24塞曼能級光學(xué)Bloch密度矩陣方程,分別討論了連續(xù)光條件下磁場強度、方向,激光光強、線寬以及再泵浦對鈉導(dǎo)星亮度的影響,本文參考了2010世界地磁模型(World Magnetic Model WMM),對北京、南京和昆明三地天文臺的不同地磁環(huán)境進行鈉導(dǎo)星回波光子數(shù)效率進行數(shù)值模擬。通過模擬發(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的增加并不是線性增強;地磁場的大小和方向?qū)︹c導(dǎo)星的亮度有顯著的影響,以光束指向為基準(zhǔn),磁場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)的天文臺具有一定的優(yōu)勢。2、搭建實驗室真空鈉蒸氣池共振散射熒光系統(tǒng),測量了光強在10-1000W/m2鈉原子共振散射熒光相對強度的變化,觀測到熒光相對強度的增加與激光光強的增加并不是成線性關(guān)系,實驗證實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,對激光進行再泵浦作用,通過測量調(diào)制器開啟前后鈉蒸氣池共振散射熒光強度的大小,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,在實驗中證實了再泵浦作用對于有效提高鈉原子共振散射熒光效率的結(jié)論,對于鈉導(dǎo)星亮度的提高具有一定的參考意義;簡易觀察了鈉原子共振散射熒光的亮度受到磁場的影響,為提高鈉導(dǎo)星亮度提供一個新的思路。文章中理論模擬與實驗結(jié)果相一致,為鈉導(dǎo)星研究提供了較好的理論和實驗基礎(chǔ),有望在實際的鈉導(dǎo)星系統(tǒng)中進一步驗證和推廣。
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：P111

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本文編號：2557289