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基于天文光子学的拼接主镜望远镜位相传感与对准

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宁波大学学报（理工版） 2024年第4期37卷 1-11页

作者：安其昌刘欣悦李洪文朱嘉康中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100039 吉林省智能波前传感与控制重点实验室吉林长春130033

系统孔径的增加可以有效提高测量观察的灵敏度和分辨率,从而得到高质量的深场测量数据.然而孔径的增加不仅给系统尤其是具有拼接主镜的巡天望远镜系统引入了新的影响因素,从而使其变得更复杂,而且改变了现有组件的操作模式和效果.在这... 详细信息

系统孔径的增加可以有效提高测量观察的灵敏度和分辨率,从而得到高质量的深场测量数据.然而孔径的增加不仅给系统尤其是具有拼接主镜的巡天望远镜系统引入了新的影响因素,从而使其变得更复杂,而且改变了现有组件的操作模式和效果.在这项研究中,我们将子孔径镜检测与曲率传感相结合,该策略可以利用焦平面前后的强度差异测量系统中的对齐倾斜和相位差,从而实现对齐调整和波前稳定性的维护.在子孔径之间使用波前信息来保持连续性,而在系统接口处使用条纹模式来调整对齐倾斜方向.最终实现了原始波前的相关系数大于0.8,子镜边缘区域的PV值减少了超过40%,并且实现了2″的共焦分辨率,以及在5μm范围内的0.08μm的共相位分辨率.此外,每个子镜的边缘干涉测量通道数量从6个减少到2个,吞吐量增加了3倍.为确保未来超大孔径拼接望远镜的最终条纹分辨率,必须有效地减小系统探测器的目标尺寸、体积和质量.而这种基于天文光子学器件的方法能够有效地增加系统的集成度,减少环境对地基系统的影响,降低天基系统的发射成本与风险.

关键词：大型望远镜主动光学单次曲率传感天文光子学

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密排光波导多目标光谱探测技术研究

光子学报 2023年第5期52卷 163-171页

作者：林栋朱壮壮冯吉军何晋平中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所太阳与空间仪器研究室南京210042 中国科学院天文光学技术重点实验室南京210042 中国科学院大学北京100049 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 中国科学院大学南京学院南京211135

利用密排波导光子芯片作为多目标输入机构,将多目标光谱仪同步探测能力提高至少4倍,且芯片光学效率大于90%。另外,由于各输入信道均被集成在芯片内,所有目标光谱在探测器上几无相对空间移动,有利于获取高光谱稳定性。本文研究有望为极... 详细信息

利用密排波导光子芯片作为多目标输入机构,将多目标光谱仪同步探测能力提高至少4倍,且芯片光学效率大于90%。另外,由于各输入信道均被集成在芯片内,所有目标光谱在探测器上几无相对空间移动,有利于获取高光谱稳定性。本文研究有望为极多目标观测,尤其是空间大规模光谱巡天或积分视场天文观测提供有竞争力的多目标输入机构解决方案。

关键词：多目标光谱密排波导多目标输入天文光子学光谱巡天

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光纤离轴抛物面反射准直器的准直误差特性分析

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光子学报 2023年第5期52卷 212-230页

作者：唐靓叶慧琪郝志博肖东中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所南京210042 中国科学院天文光学技术重点实验室南京天文光学技术研究所南京210042 中国科学院大学北京100049

为明确输入光纤及其定位误差对光纤离轴抛物面反射准直器出射光准直特性的影响,采用光线追迹法,针对不同光纤的实测输出,进行仿真研究。结果表明,同样的准直器参数下,输入光纤纤径越粗,对旋转定位误差越敏感,输入光纤纤径越细,对位移定... 详细信息

为明确输入光纤及其定位误差对光纤离轴抛物面反射准直器出射光准直特性的影响,采用光线追迹法,针对不同光纤的实测输出,进行仿真研究。结果表明,同样的准直器参数下,输入光纤纤径越粗,对旋转定位误差越敏感,输入光纤纤径越细,对位移定位误差越敏感。相同的反射焦距下,大离轴角、短母焦距准直器下出射光束指向更稳定;小离轴角、长母焦距准直器下出射光束的角度能量分布更稳定。研究结果为高精度法布里-珀罗定标源等角度能量分布敏感光学系统中的准直器参数设计和光机结构稳定性要求提供了参考。

关键词：光纤组件准直光谱仪天文光学天文光子学

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基于STM32的大芯径石英棒材拉锥装置的研制

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基于STM32的大芯径石英棒材拉锥装置的研制

作者：付洋哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

天文光子学是天文学与光子学相结合的学科,对天文学的发展有着非常重要的意义。光纤器件作为多目标观测系统的接收、传输的重要器件,其性能对多目标观测系统的实现具有决定性意义。与单模光纤器件相比,大芯径多模光纤器件可以同时接收... 详细信息

天文光子学是天文学与光子学相结合的学科,对天文学的发展有着非常重要的意义。光纤器件作为多目标观测系统的接收、传输的重要器件,其性能对多目标观测系统的实现具有决定性意义。与单模光纤器件相比,大芯径多模光纤器件可以同时接收更多的光信号,因此在天文上的应用更为广泛。目前制作光纤器件主要使用熔融拉锥的方法,而传统的光纤拉锥装置只能制作芯径较小的光纤器件,对于大芯径光纤器件的拉锥效果较不理想。为此,本文根据移动拉锥基本理论、模式耦合基本理论,研制了基于STM32的大芯径石英棒材拉锥装置。本文所研制的大芯径石英棒材拉锥装置由火焰燃烧系统、机电控制系统和上位机系统三部分组成。在优先考虑安全问题的前提下进行了火焰燃烧系统的结构设计,同时为了解决传统点热源受热不均的问题,提出了一种新颖的面热源加热方式,能够更好地控制光纤器件的加热过程。在机电控制系统中,设计了带有旋转平台的精密机械结构,有效避免了因重力作用引起的形变。为了提高拉锥器件的精准度,本文采用了STM32系列微控制器作为机电控制系统的主控芯片,步进电机作为动力单元,精准控制运动系统的运动状态。在上位机系统中,采用了 LabVIEW平台进行上位机软件开发,具有较好的人机交互性,在人机界面上可以对拉伸速度、旋转速度、火焰平移速度及距离等参数进行调整,较好地控制制成的光纤器件锥形。为了测试系统的有效性,将320μm的大芯径天文光纤嵌入内径500μm的外圆内方的玻璃预制棒内,进行了器件拉锥,并对拉锥后的光纤器件进行性能测试。测试结果表明,该拉锥装置可以较为精准地进行大芯径石英棒材的拉锥工作,并可以按照预定目标较好地控制光纤器件锥形。

关键词：天文光子学熔融拉锥光纤器件大芯径石英棒材 STM32微控制器