Bringing new life to Laser Guide Star
Portant nouvelle vie à étoile Guide Laser
Lun, 09/06/2014 - 10:54
par Breanna évêque, Lawrence Livermore National Laboratory
Laser Guide Star de l'Observatoire Lick forme un faisceau d'ions de sodium atmosphérique rougeoyante. Cela aide le compte d'astronomes aux distorsions causées par l'atmosphère de la terre afin qu'ils puissent voir plus loin et plus clairement dans l'espace. Image : Laurie Hatch/lauriehatch.com
Laser Guide Star de l'Observatoire Lick forme un faisceau d'ions de sodium atmosphérique rougeoyante. Cela aide le compte d'astronomes aux distorsions causées par l'atmosphère de la terre afin qu'ils puissent voir plus loin et plus clairement dans l'espace. Image : Laurie Hatch/lauriehatch.com
Plus tôt cette année, le Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ingénierie technique associé Pam Danforth appliquée à 30 ans de laser d'expérience à un problème de dehors-de-ce-monde, apportant la nouvelle vie à Lick Observatory Laser Guide Star l'Université de Californie du.
Laser Guide Star de l'Observatoire Lick est vital pour les astronomes car une étoile guide naturel n'est pas toujours près d'un objet qu'ils veulent observer. En formant le faisceau étoile guide dans le ciel près de ce type d'objet, une étoile guide artificiel d'ions de sodium atmosphérique rougeoyante est créée, permettant l'étoile guide laser de fonctionner comme une étoile guide naturel et fournir la mise au point correcte pour l'objet qu'ils veulent observer.
L'étoile Guide Laser est une technologie dérivée du programme de séparation isotopique des Laser vapeur atomique (Silva) du LLNL, un projet Danforth travaillé pendant près de 20 ans. Sa spécialité était oscillateur maître de colorant du programme. L'oscillateur maître colorant fournit la fréquence laser précis et la durée d'impulsion pour les amplificateurs de colorant.
En outre, Danforth faisait partie de l'équipe de conception pour les deux systèmes Laser Guide Star qui servent à l'Observatoire Lick et Hawaï Keck Observatory. Elle faisait également partie de l'équipe qui a installé le système à Keck et préparé le système pour une utilisation par le personnel de l'Observatoire Lick.
"J'ai toujours été enthousiaste d'aider les astronomes à voir plus loin et plus clairement dans l'espace. J'ai bien aimé faire partie de cet effort de développement depuis de nombreuses années,"a déclaré Danforth. « Pour être en mesure d'avoir un impact dramatique sur le monde de l'astronomie était très excitant. »
C'est cette expertise combinée qui fait Danforth la bonne personne pour aider à ramener l'étoile Guide Laser au pic en état de fonctionnement. Selon le directeur de l'Observatoire de Lick Kostas Chloros, ce travail était nécessaire car les performances et l'efficacité du système étaient dégradé, un impact sur les programmes de recherche qui nécessitent l'utilisation de l'étoile guide laser.
« Pam et le reste de l'équipe sont des experts sur ce système de laser », a déclaré Chloros. "Leur travail de plus de dix ans produit un système très fiable, robuste et stable, qui fait des opérations sans heurts au cours des années. Mais un bon, précise mise au point était due. "
Le problème de faible puissance s'est avéré proviennent du maître oscillateur et une cellule de colorant brûlés. Lorsque Danforth évalué le pâturage oscillateur maître colorant en incidence (GIDMO) à le qu'elle trouvait avait deux brûlures significatives. Elle a été en mesure de localiser un autre poste en amont viable. Cette nouvelle position de cellule de teinture tenus un démontage majeur et le réalignement de la GIDMO.
Danforth a pu replacer la grille et réaligner la GIDMO jusqu'au sommet du signal sodique. Elle a également identifié plusieurs facteurs externes qui contribuent à la faible puissance hors de la GIDMO et la basse efficacité de conversion dans les amplificateurs.
Selon Chloros, ce travail le pouvoir de la seule fréquence de l'oscillateur maître très fortement augmenté, ce qui permet une puissance supérieure et une impulsion plus large être livré aux amplificateurs. Puissance de sortie de l'ensemble du laser système était 2 à 3 fois plus élevé.
« En conséquence, la plus brillante étoile guide de sodium produit un signal de bonne référence pour le système d'optique adaptative de Shane nouvellement développé, et il a bénéficié d'autres groupes de recherche et leurs projets, mais aussi nouveau développement de l'instrument qui a lieu à lécher, » dit-il.
"J'ai vraiment apprécié du FNI me donner l'occasion de mettre ce système en ligne," Danforth a déclaré. « Depuis 10 ans j'ai travaillé avec ce système de laser, et pour pouvoir monter à l'Observatoire Lick et prendre la GIDMO de presque non fonctionnel à près de sa pleine capacité de fonctionnement a été très satisfaisant. »
Source : Laboratoire National de Lawrence Livermore
Mon, 06/09/2014 - 10:54am
Breanna Bishop, Lawrence Livermore National Laboratory
The Lick Observatory's Laser Guide Star forms a beam of glowing atmospheric sodium ions. This helps astronomers account for distortions caused by the Earth's atmosphere so they can see further and more clearly into space. Image: Laurie Hatch/lauriehatch.com
Earlier this year, Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) engineering technical associate Pam Danforth applied 30 years of laser experience to an out-of-this-world problem—bringing new life to the Univ. of California's Lick Observatory Laser Guide Star.
The Lick Observatory's Laser Guide Star is vital to astronomers because a natural guide star isn't always near an object they want to observe. By training the guide star beam into the sky near such an object, an artificial guide star of glowing atmospheric sodium ions is created, allowing the laser guide star to function like a natural guide star and provide correct focus for the object they want to observe.
The Laser Guide Star was a spin-off technology from LLNL's Atomic Vapor Laser Isotope Separation (AVLIS) program, a project Danforth worked on for nearly 20 years. Her specialty was the program's dye master oscillator. The dye master oscillator provides precise laser frequency and pulse length for the dye amplifiers.
In addition, Danforth was part of the design team for the two Laser Guide Star systems that are used at both the Lick Observatory and Hawaii's Keck Observatory. She also was part of the team that installed the system at Keck and prepared the system for use by Lick Observatory staff.
"I have always been enthusiastic about helping astronomers see further and more clearly into space. I enjoyed being part of this developmental effort for many years," Danforth said. "To be able to make a dramatic impact on the world of astronomy was very exciting."
It was this combined expertise that made Danforth the right person to help bring the Laser Guide Star back to peak operating condition. According to Lick Observatory Superintendent Kostas Chloros, this work was needed as the system's performance and efficiency had degraded, impacting the research programs that require the use of a laser guide star.
"Pam and the rest of the team are experts on this laser system," Chloros said. "Their work from over a decade ago produced a very reliable, robust and stable system, which made operations go smoothly over the years. But a good, precise tune-up was due."
The low power problem was found to originate at the master oscillator and a burned dye cell. When Danforth evaluated the grazing incidence dye master oscillator (GIDMO) she found it had two significant burns. She was able to locate another viable upstream position. This new dye cell position required a major disassembly and realignment of the GIDMO.
Danforth was able to reposition the grating and realign the GIDMO to the peak of the sodium signal. She also identified several external factors contributing to the low power out of the GIDMO and lower conversion efficiency in the amplifiers.
According to Chloros, this work increased the single frequency power out of the master oscillator dramatically, enabling a higher power and a broader pulse to be delivered to the amplifiers. The overall output power of the laser system was 2 to 3 times higher.
"As a result, the brighter sodium guide star produces a good reference signal for the newly-developed Shane Adaptive Optics system, and it has benefited other research groups and their projects, as well as new instrument development that takes place at Lick," he said.
"I really appreciated NIF giving me the opportunity bring this system back online," Danforth said. "It has been 10 years since I worked with this laser system, and to be able to go up to Lick observatory and take the GIDMO from almost non-functional to operating near its peak capacity was very satisfying."
Source: Lawrence Livermore National Laboratory
