LAMOST 瑞利激光星系统的研制

       大天区面积多目标光纤光谱望远镜LAMOST是一架中星仪式的大口径主动反射施密特望远镜，望远镜的有效口径3.6-4.9米（按天区平均4.5米），焦距20m，可以观测到的天区范围为-10°≤δ≤90°，最大观测视场为5°。其光学系统分别由反射式施密特改正镜MA、球面反射主镜MB和焦面板组成。LAMOST焦面板上装有4000根光纤，跟踪时焦面板要旋转、倾斜。LAMOST的光纤定位系统能保证焦面上4000根光纤按由巡天战略系统所决定的观测对象及相应的天体在天球上的坐标，快速精确地把光纤对准各自观测目标。每次观测的步骤是先进行拼接主镜MB的共焦检测和校正，然后利用焦面的波前检测S-H进行系统闭环校正，包括系统共焦检测校正和面形检测校正，消除系统的低频误差，最后再通过开环或闭环校正模式跟踪待观测目标，获得大视场多目标的光谱。

       在LAMOST进行主动光学校正时，需要在中心视场有一颗亮星作为信标（中央星），通过焦面波前传感器对信标的波前进行采样，获得MA的面型并将数据传递给MA促动器进行校正，在闭环模式中，需要再次进行波前采样，反复迭代多次校正MA面型。信标的亮度和天气对波前采样的效率有极大影响，从而也是决定LAMOST观测效率的重要因素。

       LAMOST焦面波前传感器能探测的极限星等为10等。根据技术报告，LAMOST采用9等星，S-H测试可以全天覆盖，但只能保证在5度视场内有1颗9等星，在实际运行中，信标需位于视场中心，或者稍偏离视场中心位置，因此采用9等星有时需要偏置才能工作，这降低了校正精度并增加了采样时间，对亮于9等的信标，覆盖率不能达到100%，更不能保证其一定位于中心视场，因此，如果能生成1颗7等左右亮度的人工信标，不但可以确保信标位于中心视场内，还可以大幅度缩短主动光学的校正时间，提高LAMOST的巡天效率。

       激光星分为钠星和瑞利激光星，目前，配备了能够常规运行的钠激光星系统的望远镜及天文台有VLT，Keck望远镜、 Lick 、Palomar天文台；已经常规运行的瑞利激光星系统有：SOAR的激光星、WHT望远镜等。世界上大多数主要望远镜和计划中的极大望远镜项目，如TMT、ELT等也在极力推动激光星技术的发展。

      我们根据LAMOST的实际调试和观测需要出发，将研制用于主动光学的单个激光星系统，可以满足LAMOST的目前阶段的需要，在12公里附近产生一颗7等左右的激光星，从而大大提高LAMOST的观测效率。也可以对这个系统进一步升级改造使之可以用于近地层自适应光学的校正，这将为我国发展用于极大望远镜的自适应光学系统中的激光星技术提供必需的技术储备。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      LAMOST激光器系统和发射系统图                                                  LAMOST激光引导星效果图