长春人造卫星观测站承担了中科院国家天文台南美站(阿根廷san Juan站)的KHz激光测距系统改造项目,san Juan站目前系统采用10Hz的重复频率,改造后的KHz系统将为ILRS提供更多的观测数据,该项目激光子系统中采用北京国科世纪激光技术有限公司的KHz全固态皮秒激光器。
2011年11月29日,该激光器在长春站进行试验,应用到我站的KHz测距系统中,与原有的激光器并行使用,截止目前已经试运行三个月,正在进行下一步的调试。
该激光器由被动锁模振荡器、再生放大器、功率放大器及倍频装置等几个主要部分组成,具有体积小,光束质量、稳定性好等优点,主要参数如下表。
表一. 国科皮秒激光器主要技术参数
波长 |
532nm |
单脉冲能量 |
1.5mJ |
重复频率 |
1KHz |
发散角 |
小于1mrad |
光束质量 |
M2<2 |
光斑尺寸 |
2mm |
图1.皮秒激光器图片
图2. 光束质量测试图
我站测距系统采用该激光器三个月期间,共获得观测数据将近3500圈,地靶精度为5mm左右,数据单次测距精度为10mm左右。图3是数据处理界面图,表二是使用国科激光器近三个月获得的观测数据量。
图3.数据处理界面图
表二. 近三个月的观测数据量
时间 |
观测数据量(圈) |
2011年12月 |
1325 |
2012年1月 |
942 |
2012年2月 |
1208 |
总数(圈) |
3467 |
从ILRS数据统计结果中(表三)可以看出,采用国科激光器进行测距的三个月期间,长春站观测数据量位列国际第二名,低轨卫星、高轨卫星及LAGEOS卫星观测数据量都是第二位。
表三. 近三个月ILRS测站数据统计表
(ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/reports/slrstatus/slrstatus.txt)
2011年12月,长春站SLR站单颗卫星激光测量,Lageos1和Lageos2卫星及近地卫星Starlette测量名列国际第一名,远地卫星Etalon2及近地卫星Ajisai、Stella的测量也名列国际前三名。
图4. 长春站单颗卫星激光测量情况
近三个月的观测,证明该激光器可以用于千赫兹卫星激光测距。