大氣湍流是大氣中的一種重要運動形式，它的存在使大氣中的動量、熱量、水氣和污染物的垂直和水平交換作用明顯增強，遠大于分子運動的交換強度。大氣湍流的存在同時對光波、聲波和電磁波在大氣中的傳播產(chǎn)生一定的干擾作用。當光線通過大氣層時，波前會發(fā)生畸變，使得地面的大型天文望遠鏡不能達到預期的分辨率。

天文觀測，星地激光通信、空間碎片激光跟蹤與清理等都受大氣湍流的制約，需要鈉導星自適應光學技術來補償波前畸變。

中科院上海光機所采用基于窄線寬拉曼光纖放大器和諧振倍頻的技術方案，實現(xiàn)了高功率、運轉(zhuǎn)模式與光譜特性靈活的結(jié)構(gòu)緊湊的鈉導星激光器。基于光纖的鈉導星激光器，因其運轉(zhuǎn)方式與光譜特性的靈活性，以及光纖激光器高效率、小體積和魯棒性的優(yōu)勢，是理想的天文用鈉導星激光器。

鈉導星激光器

采用基于窄線寬拉曼光纖放大器和諧振倍頻的技術方案，實現(xiàn)了高功率、運轉(zhuǎn)模式與光譜特性靈活、結(jié)構(gòu)緊湊的鈉導星激光器。采用自適應光學技術來補償大氣湍流引起的波前畸變，實現(xiàn)高分辨成像。鈉導星激光器在自適應光學系統(tǒng)中的應用價值，經(jīng)歷了染料激光器、固體激光器、光纖激光器三個發(fā)展歷程。染料鈉導星激光器是最早獲得工程應用的激光器，但由于體積較大、穩(wěn)定性及可靠性較差等缺點逐漸遭到淘汰。固體鈉導星激光器又分為和頻(SFG)、受激拉曼散射(SRS)及光參量放大器(OPA)3種類型，其中和頻方式應用最為廣泛。光纖鈉導星激光器是近幾年迅猛發(fā)展起來的一類新型激光器，尤其是基于拉曼光纖放大器倍頻的連續(xù)單頻鈉導星激光器，輸出功率已突破了50 W。高功率拉曼光纖激光器、高功率窄線寬光纖放大器、高效率諧振腔倍頻等核心關鍵技術。光纖鈉導星激光器國際最高水平，光束質(zhì)量近衍射極限。

拉曼光纖放大器

是利用強激光在光纖中傳輸時的三階非線性效應—受激拉曼散射效應來工作的。如果一個弱信號光與一個強泵浦光同時在一根光纖中傳輸，并且弱信號光的波長在泵浦光的拉曼增益帶寬內(nèi)，則強泵浦光的能量通過SRS耦合到光纖硅材料的振蕩模中，然后又以較長的波長發(fā)射，該波長就是信號光的波長，從而使弱信號光得到放大，獲得拉曼增益。