大型天文望遠鏡中星像傳輸光纖的設計.pdf

1、近年來，天文領域逐漸掀起了大樣本光譜巡天的研究熱潮，這使得多目標光纖光譜觀測成為研究熱點。本文主要針對我國的大天區(qū)多目標光纖光譜天文望遠鏡（LAMOST）所使用的星像傳輸光纖進行研究。設計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算了用于光譜傳輸?shù)闹餍竞陀糜谳o助對準的導星芯之間的能量串擾。主芯基模和導

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。兩纖芯間的串擾不會對天文觀測產(chǎn)生不利影響，滿足天文應用要求。
　　根據(jù)模式耦合理論計算了五芯特種星像傳輸光纖的導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系曲線。與階躍折射率光纖進行連接時，激勵系數(shù)最大可達90.

3、94%。
　　仿真計算了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能力，得到各纖芯出射光強灰度值與光斑徑向偏移量之間的關系曲線。當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