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《哈尔滨工程大学》 2016年
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大型天文望远镜中星像传输光纤的设计

杨菁  
【摘要】:近年来,天文领域逐渐掀起了大样本光谱巡天的研究热潮,这使得多目标光纤光谱观测成为研究热点。本文主要针对我国的大天区多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOSt)所使用的星像传输光纤进行研究。设计了一种新型五芯特种星像传输光纤,使其在满足传统天文光纤功能的同时具有星像对准功能,以提高LAMOST的光谱获取效率。本文的主要工作内容及成果如下:利用光纤模式耦合理论计算了用于光谱传输的主芯和用于辅助对准的导星芯之间的能量串扰。主芯基模和导星芯基模间的能量最大耦合效率为4.6×10-14%。主芯中LP152模和导星芯中LP11模之间的最大能量耦合效率为1.4×10-8%,其它模式间的最大耦合效率更低。两纤芯间的串扰不会对天文观测产生不利影响,满足天文应用要求。根据模式耦合理论计算了五芯特种星像传输光纤的导星芯分别与阶跃折射率和渐变折射率分离光纤连接时的激励情况,得到了激励系数与两光纤间横向偏移量之间的关系曲线。与阶跃折射率光纤进行连接时,激励系数最大可达90.94%。仿真计算了 LAMOST系统光斑落在五芯特种星像传输光纤端面的情况,得到了各芯中基模激励系数与光斑沿径向偏移量之间的关系曲线,证明该光纤在光斑沿径向偏移100~349μm范围内时有偏移反馈信号。利用插管法制备了五芯特种星像传输光纤探头样品,并用He-Ne激光作为光源测试其对准能力,得到各纤芯出射光强灰度值与光斑径向偏移量之间的关系曲线。当五芯特种星像传输光纤探头在光斑径向偏移量在-305~-155μm和105~270μm范围内时,导星芯有偏移反馈信号。在考虑光斑质量的情况下,实验结果与理论计算基本相符。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TH751;TN253

【参考文献】
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5 王建华;光纤钠导星激光器若干关键技术研究[D];国防科学技术大学;2013年
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