上海光机所副所长陈卫标:未来空间激光器的发展方向为“三高一小”

时间:2019-09-11 09:51来源:科普中国作者:钟艳平 点击:
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摘要:1961年,我国第一台激光器诞生。1964年,我国首个为开拓激光科学技术而建立的专业研究所——中国科学院上海光学精密机械研究机所(以下简称上海光机所)成立。2007年10月,“嫦娥一号”卫星发射升空,同年11月28日,“嫦娥一号”卫星携带的星载激光高度计正式开启,发出第一束激光,并接收到第一回波。至此,经过数十年的不断研究,上海光机所的科研人员终于将我国研发的

关键字:激光,激光技术,空间激光器

  1961年,我国第一台激光器诞生。1964年,我国首个为开拓激光科学技术而建立的专业研究所——中国科学院上海光学精密机械研究机所(以下简称上海光机所)成立。2007年10月,“嫦娥一号”卫星发射升空,同年11月28日,“嫦娥一号”卫星携带的星载激光高度计正式开启,发出第一束激光,并接收到第一回波。至此,经过数十年的不断研究,上海光机所的科研人员终于将我国研发的激光器送上了太空。激光器在卫星中承担着什么重要任务?激光器进入太空后将面临哪些难题?日前,在上海市新闻出版局、上海市科学技术协会主办,上海科协大讲坛、科普中国-科技前沿大师谈、上海市激光学会、上海市科普作家协会等承办的“暑期院士专家系列讲坛”活动第二场讲座现场,中国科学院上海光学精密机械研究机所副所长陈卫标接受了新华网专访,对我国空间激光器发展现状、未来趋势等进行详细解读。

  新华网:您曾经承担了嫦娥系列卫星激光器与相关系统的研制工作,请您介绍一下这些激光器在卫星中承担着什么任务?

  陈卫标:我们团队主要承担了嫦娥一号、二号、三号、四号等卫星的激光器以及相关系统的研制。围绕探月工程一期、二期和三期任务,绕、落、回三个目标,激光器在不同卫星上承担着不同任务。

  在嫦娥一号卫星上,激光器主要承担了测量月球三维形貌的任务;在嫦娥二号卫星上,激光器通过精细测量,需要为着陆器找到一个合适的着陆点;嫦娥三号卫星上的激光器担当的任务相对更多,不仅要在着陆时测量着陆器相对月球表面高度,同时还要在着陆时测量月球的三维形貌,保证着陆器能安全、平稳地着陆在平坦的月球表面。

  新华网:与普通激光器相比,空间激光器进入太空以后会遇到哪些难题?

  陈卫标:相对地面的激光器,空间激光器面临的技术挑战复杂很多。卫星载荷不可维修,所以复杂的空间激光器必须具备高可靠性,要满足宇宙环境使用要求。

  主要会面临空间环境带来的问题。包括要承受火箭发射时的巨大冲击力,要工作在真空环境,要面临恶劣的高温、低温等;此外还要保证激光器在复杂的空间环境下能长期稳定、可靠地工作。

  新华网:目前,我国空间激光器有哪些应用方向?

  陈卫标:现在,我国空间激光器主要有三个应用方向。

  第一是深空探测领域,例如空间激光器已在嫦娥系列卫星上广泛应用,未来还将应用于火星或其他行星探测等未来空间科学研究;第二是对地观测领域,可用于测量全球地球高度、植被分布,大气/海洋环境参数和污染气体等;第三是激光通信领域,空间激光器作为信息载波,可实现星际、星间和星地通信等。

  新华网:我国空间激光器发展现状如何?

  陈卫标:空间激光器发展是根据国家需求、科学需求来推动的。

  例如,大家普遍关心大气污染问题,我们现在就承担着一项激光遥感工程,研发特定波长、满足特殊需求的空间激光器,以监测全球二氧化碳及其他大气染污分布状态。此外,近几年,在全球互联网态势的引导下,激光通信、高低轨通信、天地互联网发展非常迅速,这对激光器发展有很大推动作用。未来天地一体化信息领域的发展也会促进空间激光器进一步发展;导航卫星需要发展更高精度的原子钟,其中激光冷却的冷原子钟可以提供更高精度的时频信息。

  新华网:您觉得,未来空间激光器的发展方向是怎样的?

  陈卫标:未来空间激光器的发展应该要“三高一小”。

  高可靠、高功率、高的光束质量,但同时一定要小型化,满足航天环境要求,这也是目前研究人员对空间激光器发展的追求目标。

【光粒网综合报道】( 责任编辑:weixiang )
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