【摘要】：積分視場(chǎng)光譜分析已經(jīng)成為現(xiàn)代天文物理觀測(cè)的一項(xiàng)重要技術(shù),通過(guò)對(duì)采樣到的天文光譜進(jìn)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(chǎng)單元(IFU)作為天體三維觀測(cè)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(shí)進(jìn)行圖像采集和光譜采集。目前比較常見(jiàn)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(duì)陣列光纖進(jìn)行加工處理以及性能測(cè)評(píng)是IFU制作工藝中不可或缺的幾個(gè)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(zhǔn)定位。并對(duì)定位完畢的光纖進(jìn)行定位精準(zhǔn)度和光纖性能的檢測(cè)。本文以階躍型多模光纖傳輸光波導(dǎo)理論為前提,通過(guò)對(duì)IFU模型進(jìn)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(gè)參數(shù)。從而為陣列光纖定位加工提出了要求和目標(biāo),并提供了理論依據(jù)。針對(duì)陣列光纖需要在IFU微透鏡端和贗狹縫端兩端進(jìn)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(cuò)位雙排狹縫的排列方式,并對(duì)定位好的光纖進(jìn)行了整體拋磨。然后對(duì)準(zhǔn)并粘合了石英微孔基板和微透鏡陣列。成功完成了對(duì)陣列光纖的精準(zhǔn)定位。對(duì)光纖效率、光纖整體焦比進(jìn)行了檢測(cè)。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(jì)算得出)為88.7%,達(dá)到了望遠(yuǎn)鏡正常工作的指標(biāo);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(huì)增大光纖出射角度降低效率,其性能也足以達(dá)到正常工作的標(biāo)準(zhǔn);用光斑標(biāo)線法測(cè)得兩個(gè)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(cè)得2號(hào)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(cè)量結(jié)果均顯示IFU出射焦比退化能夠達(dá)到正常工作需求。對(duì)光纖排列精度進(jìn)行了檢測(cè),用CCD拍出光纖整體圖像再利用圖像處理的方法計(jì)算出每個(gè)光纖的坐標(biāo),并用均方根(RMS)代表光斑偏移量的有效值。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的RMS值均不大于5μm,達(dá)到了FASOT望遠(yuǎn)鏡的正常工作指標(biāo)范圍。故根據(jù)結(jié)果可以定論IFU陣列光纖排列精度達(dá)到了IFU正常使用需求。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P111;TN929.11
【圖文】：

圖 1.1 不同波長(zhǎng)下的太陽(yáng)耀斑圖像，我國(guó)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(biāo)光纖光譜望遠(yuǎn)鏡(Large Sky Area Multiic Telescope, LAMOST)，又稱郭守敬望遠(yuǎn)鏡，圖 1.2 為 LAMOST界上獲取光譜效率最高的望遠(yuǎn)鏡，為了配合其大視場(chǎng)兼大口徑置了 4000 根天文光纖，并以此作為傳光介質(zhì)。通過(guò)“可控式光纖實(shí)現(xiàn)雙回轉(zhuǎn)光纖定位單元方案，指向一個(gè)個(gè)獨(dú)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(yuǎn)鏡焦面LAMOST 望遠(yuǎn)鏡中，每根光纖對(duì)應(yīng)的是獨(dú)立的星體，且由于分對(duì)不同距離、尺寸和形態(tài)的星系進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)致的觀測(cè)。因此，分組成以及演化過(guò)程，需要有一個(gè)能同時(shí)觀測(cè)三維光譜(二維空測(cè)能力的天文觀測(cè)器件，即積分視場(chǎng)單元(Integrated Field Unit

圖 1.1 不同波長(zhǎng)下的太陽(yáng)耀斑圖像國(guó)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(biāo)光纖光譜望遠(yuǎn)鏡(Large Sky Area Mlescope, LAMOST)，又稱郭守敬望遠(yuǎn)鏡，圖 1.2 為 LAM獲取光譜效率最高的望遠(yuǎn)鏡，為了配合其大視場(chǎng)兼大 4000 根天文光纖，并以此作為傳光介質(zhì)。通過(guò)“可控式雙回轉(zhuǎn)光纖定位單元方案，指向一個(gè)個(gè)獨(dú)立的星體，從中，然后得到其光譜[23-25]，圖 1.3 為 LAMOST 望遠(yuǎn)鏡OST 望遠(yuǎn)鏡中，每根光纖對(duì)應(yīng)的是獨(dú)立的星體，且由同距離、尺寸和形態(tài)的星系進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)致的觀測(cè)。因成以及演化過(guò)程，需要有一個(gè)能同時(shí)觀測(cè)三維光譜(二力的天文觀測(cè)器件，即積分視場(chǎng)單元(Integrated Field

圖 1.3 LAMOST 望遠(yuǎn)鏡焦面視場(chǎng)單元的發(fā)展及國(guó)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(zhǎng)單色光組成的光譜。而積分視場(chǎng)光譜)能同時(shí)提供擴(kuò)展 2D 場(chǎng)上每個(gè)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(hào)：2781422