国家重大科技基础设施“空间环境地基综合监测网（子午工程二期）”重点设备阵列式大口径激光雷达通过工艺测试

国家重大科技基础设施是具备原始科技创新潜力的国之利器。即将完成建设的“空间环境地基综合监测网（子午工程二期）”是我国空间天气领域的国家重大科技基础设施。8月25日，由中国科学技术大学承担建设的子午工程二期重点设备阵列式大口径激光雷达顺利通过了由中国科学院条件保障与财务局组织的工艺测试，并稳定产出科学观测数据用于空间物理科学研究。

图1 阵列式大口径激光雷达望远镜

图2 阵列式大口径激光雷达激光器

阵列式大口径激光雷达，利用大气中的亚稳态氦原子作为示踪物，首先发射高能量脉冲，再激发大气原子的共振荧光，最后通过阵列式望远镜阵列接收单光子信号，从而实现地基的热层和散逸层探测。在子午工程二期项目工程指挥部的大力领导下，中国科学技术大学地空学院薛向辉团队，经过多年科研攻关，基于与多个课题组的交叉合作，解决了大能量1083nm脉冲激光器、近红外单光子灵敏探测等多项关键技术，成功自主研制出国际首台具有全季节观测能力的阵列式大口径激光雷达系统，能够实现200-1000km高度范围低至10^-3个/立方厘米的亚稳态氦密度的有效探测，系统性能优于目前国际已报道的最高水平。

阵列式大口径激光雷达部署在海南省子午工程儋州站，由中国科学技术大学承担建设，于2019年启动建设，建设周期4年。2023年上半年完成建设并进入试观测。经过2023年8月24-25日的工艺测试与讨论，评审专家一致认为阵列式大口径激光雷达满足国家发改委关于子午工程二期项目可行性研究报告批复的相关要求，各项技术指标达到或优于初步设计要求，具备长期稳定运行的科学运行能力，同意通过工艺测试。

阵列式大口径激光雷达作为自主研制的大型高精尖科学装置，不仅实现了国际领先的性能指标，也在建设过程中，通过多个科研团队间的交叉合作，带动和拓宽了多项国产核心器件的研发进展，培养了大批具有原始创新能力的研究生和青年科技人才，体现了中国科学技术大学以多学科交叉为驱动的科技创新模式。