ستارههای راهنمای لیزری
ستارههای راهنمای لیزری، نشانگرهای مرجع مصنوعی هستند که با تاباندن لیزر به جو فوقانی ایجاد میشوند و منبع نقطهای روشنی را برای اپتیک تطبیقی فراهم میکنند، در مواقعی که ستاره طبیعی مناسبی در دسترس نیست.
Definition
ستاره راهنمای لیزری یک نقطه نور مصنوعی است که در ارتفاع بالا در جو توسط لیزر تولید میشود و به عنوان مرجع جبهه موج برای اپتیک تطبیقی در جهتهایی که ستارههای راهنمای طبیعی بسیار کمنور یا غایب هستند، استفاده میشود.
Scope
این موضوع شامل ستارههای راهنمای لایه سدیم است که اتمها را در ارتفاع حدود نود کیلومتری تحریک میکنند و نشانگرهای ریلی با ارتفاع کمتر، اثر مخروطی یا ناهمسانگردی کانونی که محدود میکند یک نشانگر واحد تا چه حد میتواند تلاطم را نمونهبرداری کند، نیاز به یک ستاره طبیعی برای حس کردن شیب کلی، و مسائل عملیاتی ایمنی لیزر و اجتناب از هواپیما و ماهوارهها.
Core questions
- چرا ستارههای راهنمای طبیعی اغلب ناکافی هستند؟
- چگونه یک ستاره مصنوعی در جو ایجاد میشود؟
- اثر مخروطی چیست و چرا عملکرد را محدود میکند؟
- چرا هنوز هم در کنار یک نشانگر لیزری به یک ستاره طبیعی نیاز است؟
Key theories
- نشانگرهای سدیم و ریلی
- یک لیزر تنظیم شده با انتقال سدیم باعث درخشش اتمها در لایهای در حدود نود کیلومتری میشود، در حالی که یک نشانگر ریلی از نور پراکنده شده توسط مولکولهای هوای پایینتر استفاده میکند که هر کدام یک ستاره مرجع مصنوعی تولید میکنند.
- ناهمسانگردی کانونی، اثر مخروطی
- از آنجا که نشانگر در ارتفاع محدودی قرار دارد، مخروط نوری که نمونهبرداری میکند، برخی از تلاطمهایی را که پرتو موازی یک ستاره دوردست از آن عبور میکند، از دست میدهد، که تصحیح را محدود کرده و نیاز به نشانگرهای متعدد را ایجاد میکند.
- عدم قطعیت شیب
- نور بازگشتی از یک نشانگر لیزری مسیر خروجی خود را بازمیگردد، بنابراین نمیتواند شیب کلی تصویر را اندازهگیری کند، که هنوز هم باید از یک ستاره طبیعی کمنور به دست آید.
Clinical relevance
ستارههای راهنمای لیزری بخش بزرگی از آسمان را که اپتیک تطبیقی میتواند در آن کار کند، گسترش میدهند، زیرا ستارههای راهنمای طبیعی مناسب نادر هستند، و برای سیستمهای اپتیک تطبیقی تلسکوپهای میدان دید وسیع و بسیار بزرگ که تلاطم را در سه بعد نقشهبرداری میکنند، ضروری هستند.
History
مفهوم ستاره راهنمای لیزری در دهه ۱۹۸۰ پیشنهاد شد، با نمایشهای اولیه که تا حدی از تحقیقات دفاعی طبقهبندی نشده نشأت میگرفت. نشانگرهای سدیم در حدود آغاز قرن در تلسکوپهای اصلی عملیاتی شدند، و سیستمهای چند نشانگر اکنون از اپتیک تطبیقی میدان دید وسیع پشتیبانی میکنند.
Key figures
- Laird Thompson
- Renaud Foy
- Antoine Labeyrie
Related topics
Seminal works
- hardy1998
- roddier1999
Frequently asked questions
- چرا به جای استفاده از یک ستاره واقعی، یک ستاره مصنوعی ایجاد کنیم؟
- اپتیک تطبیقی به یک مرجع روشن بسیار نزدیک به هدف در آسمان نیاز دارد، اما ستارههای طبیعی مناسب تنها در بخش کوچکی از جهات وجود دارند. یک لیزر میتواند یک نشانگر مصنوعی را تقریباً در هر مکانی قرار دهد و پوشش آسمان را که در آن تصویربرداری اپتیک تطبیقی واضح امکانپذیر است، به شدت افزایش دهد.
- چرا یک سیستم ستاره راهنمای لیزری هنوز به یک ستاره طبیعی نیاز دارد؟
- نور از یک نشانگر لیزری در طول مسیر یکسان بالا و پایین میرود، بنابراین هر شیب کلی که اندازهگیری کند، خنثی میشود. بنابراین، یک ستاره طبیعی کمنور هنوز برای حس کردن حرکت کلی تصویر مورد نیاز است، در حالی که نشانگر لیزری اعوجاجات ظریفتر و مرتبه بالاتر را مدیریت میکند.