孙伟民 1,*陈旭东 1闫奇 1,2耿涛 1[ ... ]王鹏飞 1
作者单位
摘要
1 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院, 纤维集成光学教育部重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 哈尔滨工程大学烟台研究院, 山东 烟台 264006
3 青岛哈尔滨工程大学创新发展中心, 山东 青岛 266000
4 中国科学院云南天文台, 云南 昆明 650011
三维成谱成像技术是一种能够对观测视场中的所有展源目标进行实时光谱获取的技术, 它可以通过单次采样同时获得目标光谱域和二维空间域信息。 光纤积分视场单元(IFU)则是天文三维成谱成像技术的关键器件, 通过将接收的像面切分, 将像面信息细分到若干单元传递至光谱仪, 在此过程中二维的展源目标被重整为互不干扰的线性排列供光谱仪进行采样提取, 能有效提高天文观测的时间分辨率。 介绍一种具有242光纤单元的IFU, 该IFU目前应用于中科院云南天文台的光纤阵列太阳光学望远镜(型号FASOT-1B)系统。 为满足FASOT-1B的指标要求, 获得高传输效率、 高光谱分辨率和高时间分辨率观测效果, 该IFU采用微透镜阵列加光纤阵列的结构, 该微透镜为正六边形球面镜, 实现接近100%的空间填充率。 综合考虑光纤积分视场单元前置望远镜系统和后端光谱仪系统的设计参数, 优化设计了一对11×11的微透镜阵列, 相邻微透镜间距300 μm, 每个微透镜对应天区1.5″, 以焦比F/8.2将接收到的光汇入与其对应的光纤纤芯中。 系统分析光纤芯径与光谱仪光谱分辨率间的关系, 设计的光纤规格为: 35/105/125 μm, 该设计既能满足光纤接收微透镜所传递的全部光信息, 同样可以得到系统需求的光谱分辨率和相对短的狭缝宽度。 量化分析IFU阵列端光纤直径与微微孔深度对光纤实际入射焦比的影响, 选定的微孔尺寸直径130 μm, 深3 mm。 阵列端二维排布的光纤在赝狭缝端经过重整, 以线性排列将光信息导入光谱仪, 相邻光纤间距130 μm。 整个IFU的能量传输效率均值77.7%, 波动值RMS 1.6%; 所有光纤出射焦比EE90均慢于F/7。 IFU出射端(赝狭缝端)光纤横向(排列方向)偏移量RMS值小于2.7 μm, 纵向(垂直于排列方向)偏移量RMS值小于1.8 μm。 FASOT-1B系统安装IFU并调试后进行了验证性观测, 成功获取了太阳NOAA12738活动区MgI色球的斯托克斯光谱, 该IFU也成为国内首个自主研制并应用于科学观测的光纤加微透镜型IFU。
三维成谱成像 光纤阵列太阳光学望远镜 积分视场单元 太阳光谱 Three-dimensional spectral imaging Fiber array solar optical telescope IFU Solar spectrum 
光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1168
作者单位
摘要
1 哈尔滨工程大学, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 浙江工商大学信息与电子工程学院, 浙江 杭州 310018
介绍了一种特殊的天文光纤模式转换器,称之为光纤刷。研究了这种天文光纤模式转换器的制作技术及各纤芯之间的耦合特性。由于天文成像低色散的要求,研究了这种光纤刷的超模耦合特性,并且为了比较不同超模的发散情况,分别计算了光纤刷的近场超模和远场超模。通过远场超模发散半径的比较,发现同相超模具有最小的发散角和最好的光束质量。研究结果对类似光纤模式转换器件的研究具有启发意义。
光纤光学 天文 模式转换器 光纤刷 耦合 超模 
光学学报
2014, 34(s1): s106003
作者单位
摘要
哈尔滨工程大学物理系, 黑龙江 哈尔滨 150001
提出了一种基于大芯径塑料包层光纤的嵌入式微结构光纤器件,该结构的锥区末端具有均匀的折射率分布与光场分布。理论分析结果表明,耦合系数随着锥区直径的减小呈现指数形式增大,增大锥区的长度可以使器件的损耗减小。实验上采用固定式加热方法和移动式加热方法分别制作了这种器件,使用移动大热区拉锥系统可以使锥区的长度增大近5倍。利用波长632.8 nm的He-Ne激光,测试了该器件不同长度锥区的损耗,锥区长度为0.7 cm时损耗约为2.63 dB,而锥区长度为3.4 cm时损耗约为1.06 dB,锥区长度对器件损耗的影响与理论分析一致,可以通过改进器件的结构实现低损耗传输。
光纤光学 塑料包层光纤 拉锥 模式耦合 
中国激光
2013, 40(6): 0605002

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