自适应光学技术广泛应用于大型地基光学望远镜，以校正大气扰动造成的波前畸变，使望远镜达到近衍射极限分辨率，实现对观测目标的清晰成像。激光钠导引星作为自适应光学校正的信标源，是自适应光学望远镜的核心技术之一。介绍了589nm光抽运垂直外腔面发射半导体钠导引星激光器和掺Dy3+晶体作为增益介质直接发射589nm激光的固体激光器的最新研究进展。这些方案因其具有体积小、效率高、可靠性高、成本低、易维护等优势，被认为是新一代钠导引星激光器有潜力的发展方向。

钠信标激光器与钠原子间的耦合效率是其性能评价的核心指标之一, 为对钠信标激光器的激发效率实现精确测量, 在云南丽江1.8 m望远镜上搭建了一套完整的激光钠信标测光系统, 该系统由钠信标激光器、激光中继光路和激光发射望远镜、钠信标接收望远镜、钠原子激光雷达、大气视宁度测量仪等组成。自2011年以来利用该系统对中国科学院理化技术研究所20 W级百微秒脉冲激光器所产生的钠信标进行了相应的测量标定, 成功得到了半高全宽最小为3′(对应到90 km高度处为1.3 m)的钠信标图像, 并测量了在不同的出光功率、偏振状态和中心波长下钠信标的回光结果。实验中分析了滤光片、CCD量子效率曲线等在对钠信标测光时的影响, 对所产生的钠信标回波光子数进行了精确标定, 并提出了一种钠信标V星等的计算方法; 在19 W出光功率, 圆偏光状态下获得了最亮的钠信标, 其在大气层上空的光子数流量为9.55×106 photons·s-1·m-2, 对应7.4 V星等。

为了实现高功率、高光束质量的激光输出,采用脉冲激光同步延时控制技术,将多束脉冲激光按时序合成一束脉冲激光,可用于产生大功率激光源。利用所设计的激光脉冲同步延时控制器,控制各个激光脉冲的时序,使按时序输出的多路激光脉冲依次通过光束合成装置,在空间合成为一束。在实验中将3束脉冲激光束合成,合成效率达到95.8%。结果表明,合束后的脉冲激光功率基本等于各束光相加的总和,同时保持了较好的光束质量。

采用Nd:YAG 1064与1319 nm激光在非线性晶体LBO中和频，获得了高功率、高光束质量、窄线宽的准连续微秒脉冲钠信标激光。该钠信标激光平均输出功率为33 W，光束质量因子M2 = 1.25，线宽小于0.4 GHz，波长为589 nm，并可精确调控到钠原子D2谱线，稳定性优于±0.3 GHz，重复频率为500 Hz，脉冲宽度约为120 μs。与连续波钠信标激光相比，准连续微秒脉冲钠信标激光提供了门脉冲选通机制，可消除大气瑞利散射干扰和减小钠导引星像斑拉长现象，从而使自适应光学系统能够实现更好的校正效果，被称为第二代纳信标激光。基于此第二代钠信标激光器，在云南1.8 m口径望远镜上进行了外场试验，观测到激光钠导引星。