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激光导星(LGS)有望成为大型天文望远镜标配 我国商业化开发空间广阔

2025-08-11 17:33      责任编辑:王昭    来源:www.newsijie.com    点击:
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激光导星(LGS)有望成为大型天文望远镜标配 我国商业化开发空间广阔

  激光导星(LGS)是一种人造导星光源,也是现代大型天文望远镜自适应光学系统(AO)的重要组成部分,通过向天空投射激光产生激光导星来纠正天文观测中由于大气扰动而造成的光学扭曲(视宁度)。

  自适应光学系统是实现高质量显微成像的关键,主要包括波前探测和波前校正两个组成部分。自适应光学系统诞生于天文领域,需要波前参考源(导星光源)来校正大气造成的光学扭曲,但在实际天文观测中,符合要求的自然导星光源天空覆盖率较低,限制了自适应光学系统的应用。激光导星作为人造导星光源,可以放置在待观测目标附近任意位置,有助于扩大自适应光学系统的观测范围。

  目前激光导星主要分为瑞利激光导星(瑞利导星)、钠激光导星(钠导星)两种,两者在激光光源、大气高度等方面存在不同。瑞利导星是利用激光与15km高度以下的底层大气中气体分子与激光之间的瑞利散射作为导星源,钠导星是利用特定波长激光激发地球上空90-100千米大气钠原子层产生的散射光作为为导星源。

  根据新思界产业研究中心发布的《中国激光导星(LGS)产业发展及“十五五规划”建议报告》显示,激光导星于上世纪80年代被实现,早期主要应用在军事领域,近年来,其应用逐渐向天文观测、大气科学研究、空间目标探测、空间激光通信等领域扩展。激光导星主要作用为补偿大气扰动对地基天文望远镜成像的干扰,随着天文望远镜大型化、大口径化发展,激光导星重要性正日益凸显。

  在全球范围内,激光导星研发单位包括欧洲南方天文台(ESO)、德国Toptica公司、美国空军研究实验室、中国工程物理研究院应用电子学研究所、中科院上海光机所、中科院光电技术研究所、长春光机所等。
 
  激光器是激光导星的核心光源,性能直接影响着激光导星的亮度、稳定性及自适应光学系统的校正精度。激光导星研发和生产成本较高,近年来,我国激光器技术发展迅速,核心激光器性能已达到国际领先水平,这为国产激光导星发展和应用奠定了基础。

  新思界行业分析人士表示,大口径化是天文望远镜重要发展方向,随着天文望远镜口径扩大,激光导星重要性正日益凸显,未来其有望成为大型天文望远镜主流配置。激光导星研发和生产成本较高,我国激光导星已实现从基础研究到工程应用的跨越,但目前激光导星市场规模有限、商业化动力不足,主要应用在国家级科研项目及大型天文观测系统中,尚未出现完全专注于该技术的独立商业化品牌。

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