Los investigadores de la Universidad Macquarie han desarrollado un sistema láser mejorado que ayudará a los grandes telescopios ópticos a recopilar datos más precisos.

Los telescopios ópticos terrestres de gran diámetro ahora utilizan habitualmente estrellas guía artificiales generadas por rayos láser, creado en los niveles más altos de la atmósfera. Estas estrellas artificiales permiten a los usuarios corregir las aberraciones atmosféricas de la luz que pasa hacia y desde el espacio, utilizando óptica adaptativa. Son cruciales para la transmisión de datos de alta fidelidad para aplicaciones en comunicaciones ópticas de espacio libre y tierra a tierra. en imágenes y rastreo de desechos espaciales, y para la astronomía.

El principio implica el uso de un láser sintonizado con precisión para energizar los átomos en la capa de sodio que se encuentra naturalmente en la mesosfera. a una altitud de unos 90 km. Estos átomos reemiten la luz láser, creando temporalmente una estrella artificial brillante. Se han desarrollado varias tecnologías para hacer esto, pero generar esa longitud de onda específica ha sido un desafío notorio que hasta ahora ha necesitado enfoques poco prácticos.

Ahora, los investigadores del Centro de Investigación de Fotónica MQ de la Universidad de Macquarie han demostrado que los láseres Raman de diamante son una forma altamente eficiente de generar la salida precisa necesaria. Han demostrado por primera vez un láser de diamante de onda continua de 589 nm para aplicaciones guidestar. Descrito en Letras de óptica , el láser entregó mayor potencia y eficiencia que los anteriores sistemas láser de estrella guía de este tipo.

Estas características ya son competitivas con otros enfoques, pero el significado real del resultado es que la tecnología se puede desarrollar aún más para aumentar la calidad de las futuras estrellas guía. El diamante puede disipar el calor rápidamente, y es menos propenso a las distorsiones ópticas no deseadas. Esta combinación proporciona un camino hacia la producción de rayos de estrellas guía más potentes. Los investigadores predicen que sus flexibilidades adicionales, como entregar la potencia del láser como una serie de pulsos ópticos de microsegundos, también será un beneficio para los sistemas ópticos adaptativos. Además de la escala de potencia, El concepto de láser de sodio y diamante es prometedor para generar una salida pulsada de duración de microsegundos con una potencia pico alta y una potencia media simultáneas. para permitir que se generen más estrellas puntuales a través de sistemas ópticos adaptativos, junto con otras mejoras.

"Las aplicaciones necesitan estrellas guía más brillantes con un alargamiento de estrellas y ruido de fondo reducidos, y estos son aspectos que nuestro enfoque de láser de diamante parece poder abordar, "dice el Dr. Xuezong Yang, experimentalista principal del proyecto. "Nuestro enfoque también es muy práctico, porque como las propiedades de ganancia intrínsecas del elemento de diamante significan que se encuentra que el láser funciona en una sola frecuencia estrecha. Esto mantiene nuestro diseño simple, y el dispositivo potencialmente robusto y de bajo costo ".

El láser de diamante pertenece a la clase de láseres llamados láseres Raman, y funciona mediante la dispersión estimulada en lugar de la emisión estimulada. Los investigadores han descubierto que esta diferencia central permite que el láser funcione de manera más estable en una sola frecuencia pura.

Los autores creen que pronto veremos láseres de diamante en telescopios y en niveles más altos. "Creemos que el enfoque del diamante proporcionará un sistema interesante para expandir en gran medida el brillo y la calidad de las futuras estrellas guía. La interacción luz-átomo en la capa de sodio resulta ser extremadamente compleja". pero esto brinda oportunidades interesantes para adaptar los láseres para mejorar el rendimiento de los sistemas ópticos adaptativos de la Tierra al espacio ", dice el profesor Rich Mildren, el líder de investigación para este trabajo.