【摘要】：積分視場光譜分析已經(jīng)成為現(xiàn)代天文物理觀測的一項重要技術(shù),通過對采樣到的天文光譜進行分析,可以得到關(guān)于天體各種特性的豐富信息。積分視場單元(IFU)作為天體三維觀測技術(shù)的重要器件,能夠得到二維焦平面上的三維光譜信息,并且可以同時進行圖像采集和光譜采集。目前比較常見的IFU結(jié)構(gòu)為微透鏡陣列加陣列光纖的組合,陣列光纖作為IFU上的光傳輸媒介,直接關(guān)系到其性能表現(xiàn)的好壞。因此對陣列光纖進行加工處理以及性能測評是IFU制作工藝中不可或缺的幾個重要環(huán)節(jié)。本文圍繞如何在不影響陣列光纖性能的情況下,將其精準定位。并對定位完畢的光纖進行定位精準度和光纖性能的檢測。本文以階躍型多模光纖傳輸光波導(dǎo)理論為前提,通過對IFU模型進行分析,并結(jié)合焦比退化理論,闡述了與光纖出射光斑相關(guān)的幾個參數(shù)。從而為陣列光纖定位加工提出了要求和目標,并提供了理論依據(jù)。針對陣列光纖需要在IFU微透鏡端和贗狹縫端兩端進行加工,分別討論了其加工方式。在微透鏡端選取了微孔板排列法。在贗狹縫端選取了石英V槽定位方法,提出了光纖錯位雙排狹縫的排列方式,并對定位好的光纖進行了整體拋磨。然后對準并粘合了石英微孔基板和微透鏡陣列。成功完成了對陣列光纖的精準定位。對光纖效率、光纖整體焦比進行了檢測。在未裝上微透鏡陣列之前,光纖整體效率在86%~91%之間,其有效值(用均方根RMS計算得出)為88.7%,達到了望遠鏡正常工作的指標;在安裝上微透鏡陣列之后,其出射效率有效值下降了2.7%,但考慮到微透鏡反向打光會增大光纖出射角度降低效率,其性能也足以達到正常工作的標準;用光斑標線法測得兩個贗狹縫端的出射焦比F/#_(out1)=7.32、F/#_(out2)=7.23,線性度均為R~2=0.999;用光斑圖像整體處理法測得2號贗狹縫端出射焦比F/#_(out2)=6.94,線性度為R~2=0.997。兩種方法測量結(jié)果均顯示IFU出射焦比退化能夠達到正常工作需求。對光纖排列精度進行了檢測,用CCD拍出光纖整體圖像再利用圖像處理的方法計算出每個光纖的坐標,并用均方根(RMS)代表光斑偏移量的有效值。實驗測得的RMS值均不大于5μm,達到了FASOT望遠鏡的正常工作指標范圍。故根據(jù)結(jié)果可以定論IFU陣列光纖排列精度達到了IFU正常使用需求。
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P111;TN929.11
【圖文】：

圖 1.1 不同波長下的太陽耀斑圖像，我國大力發(fā)展光譜巡天領(lǐng)域的研究，目前水平已經(jīng)位于世界前大天區(qū)面積多目標光纖光譜望遠鏡(Large Sky Area Multiic Telescope, LAMOST)，又稱郭守敬望遠鏡，圖 1.2 為 LAMOST界上獲取光譜效率最高的望遠鏡，為了配合其大視場兼大口徑置了 4000 根天文光纖，并以此作為傳光介質(zhì)。通過“可控式光纖實現(xiàn)雙回轉(zhuǎn)光纖定位單元方案，指向一個個獨立的星體，從而將譜儀中，然后得到其光譜[23-25]，圖 1.3 為 LAMOST 望遠鏡焦面LAMOST 望遠鏡中，每根光纖對應(yīng)的是獨立的星體，且由于分對不同距離、尺寸和形態(tài)的星系進行進一步細致的觀測。因此，分組成以及演化過程，需要有一個能同時觀測三維光譜(二維空測能力的天文觀測器件，即積分視場單元(Integrated Field Unit

圖 1.1 不同波長下的太陽耀斑圖像國大力發(fā)展光譜巡天領(lǐng)域的研究，目前水平已經(jīng)位于世天區(qū)面積多目標光纖光譜望遠鏡(Large Sky Area Mlescope, LAMOST)，又稱郭守敬望遠鏡，圖 1.2 為 LAM獲取光譜效率最高的望遠鏡，為了配合其大視場兼大 4000 根天文光纖，并以此作為傳光介質(zhì)。通過“可控式雙回轉(zhuǎn)光纖定位單元方案，指向一個個獨立的星體，從中，然后得到其光譜[23-25]，圖 1.3 為 LAMOST 望遠鏡OST 望遠鏡中，每根光纖對應(yīng)的是獨立的星體，且由同距離、尺寸和形態(tài)的星系進行進一步細致的觀測。因成以及演化過程，需要有一個能同時觀測三維光譜(二力的天文觀測器件，即積分視場單元(Integrated Field

圖 1.3 LAMOST 望遠鏡焦面視場單元的發(fā)展及國內(nèi)外現(xiàn)狀關(guān)于恒星各種特性最豐富的信息。光譜儀是獲得光譜解為由各種波長單色光組成的光譜。而積分視場光譜)能同時提供擴展 2D 場上每個空間樣本的光譜，如圖意圖(該圖引用自 SDSS DR16 數(shù)據(jù)發(fā)布官網(wǎng))。

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本文編號：2781422