LAMOST光纖焦比退化與擾模研究.pdf

1、天文學(xué)是一門觀測科學(xué)，現(xiàn)代天文學(xué)朝著大視場，多目標(biāo)，更深探測深度的方向發(fā)展，將光纖引入天文望遠(yuǎn)鏡中很好的切合了天文觀測的需要，推動了天文學(xué)的發(fā)展。我國LAMOST望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)中就裝備了4000根芯徑320μm的大芯徑多模光纖作為星光傳輸介質(zhì)，成為世界上光譜觀測效率最高的天文望遠(yuǎn)鏡。本文也主要圍繞LAMOST系統(tǒng)中采用的光纖焦比退化（FRD）以及激光散斑擾模和抑制環(huán)形斑等問題進(jìn)行探索研究。
　　文章利用幾何光學(xué)原理對光線在光纖中傳播的

2、方式以及需要滿足的條件進(jìn)行了理論分析和重要參數(shù)與計算方法的推導(dǎo)，并通過模式理論給出了光纖激光散斑與環(huán)形斑的形成原因，為光纖振動擾模去散斑和軸向扭轉(zhuǎn)法抑制環(huán)形斑提供了理論參考。
　　針對LAMOST系統(tǒng)的實(shí)際使用情況，我們對光纖粘合劑、固定基板和光纖受力情況等因素對焦比退化的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探索，發(fā)現(xiàn)使用353ND光纖粘合劑按照其說明進(jìn)行粘接固化和光纖受力均勻時，光纖出射焦比變化不大，可以正常使用；當(dāng)光纖受力不均，局部應(yīng)力形變比較嚴(yán)重

3、時，光纖焦比退化也更嚴(yán)重。
　　采用激光作為激勵光源，可以很好的實(shí)現(xiàn)點(diǎn)光源或者線光源入射，能夠更好的控制入射方向，同時，激光的高相干性也導(dǎo)致光纖出射產(chǎn)生散斑，利用光纖振動擾模裝置對芯徑分別為10μm、125μm和320μm的LAMOST光纖進(jìn)行擾模，在70Hz頻率擾?？梢杂行p弱光纖激光散斑，LAMOST光纖的散斑襯比度降到了最低達(dá)0.277，擾模效果良好。同時利用激光光源方向良好的可控性，在模擬環(huán)形斑出射的情況下，采用光纖軸向扭