大型天文望遠(yuǎn)鏡中星像傳輸光纖的設(shè)計(jì).pdf

1、近年來，天文領(lǐng)域逐漸掀起了大樣本光譜巡天的研究熱潮，這使得多目標(biāo)光纖光譜觀測成為研究熱點(diǎn)。本文主要針對我國的大天區(qū)多目標(biāo)光纖光譜天文望遠(yuǎn)鏡（LAMOST）所使用的星像傳輸光纖進(jìn)行研究。設(shè)計(jì)了一種新型五芯特種星像傳輸光纖，使其在滿足傳統(tǒng)天文光纖功能的同時具有星像對準(zhǔn)功能，以提高LAMOST的光譜獲取效率。本文的主要工作內(nèi)容及成果如下：
　　利用光纖模式耦合理論計(jì)算了用于光譜傳輸?shù)闹餍竞陀糜谳o助對準(zhǔn)的導(dǎo)星芯之間的能量串?dāng)_。主芯基模和導(dǎo)

2、星芯基模間的能量最大耦合效率為4.6×10-14％。主芯中LP152模和導(dǎo)星芯中LP11模之間的最大能量耦合效率為1.4×10-8%，其它模式間的最大耦合效率更低。兩纖芯間的串?dāng)_不會對天文觀測產(chǎn)生不利影響，滿足天文應(yīng)用要求。
　　根據(jù)模式耦合理論計(jì)算了五芯特種星像傳輸光纖的導(dǎo)星芯分別與階躍折射率和漸變折射率分離光纖連接時的激勵情況，得到了激勵系數(shù)與兩光纖間橫向偏移量之間的關(guān)系曲線。與階躍折射率光纖進(jìn)行連接時，激勵系數(shù)最大可達(dá)90.

3、94%。
　　仿真計(jì)算了LAMOST系統(tǒng)光斑落在五芯特種星像傳輸光纖端面的情況，得到了各芯中基模激勵系數(shù)與光斑沿徑向偏移量之間的關(guān)系曲線，證明該光纖在光斑沿徑向偏移100~349μm范圍內(nèi)時有偏移反饋信號。
　　利用插管法制備了五芯特種星像傳輸光纖探頭樣品，并用He-Ne激光作為光源測試其對準(zhǔn)能力，得到各纖芯出射光強(qiáng)灰度值與光斑徑向偏移量之間的關(guān)系曲線。當(dāng)五芯特種星像傳輸光纖探頭在光斑徑向偏移量在-305~-155μm和10