光纤光谱仪望远镜效率优化关键技术方法的研究

The optical fiber has been widely applied to astronomical telescopes, the various factors affecting fiber spectrograph telescope observing efficiency, including the telescope, the fiber positioning, the focal instrumentation, and the site condition, especially seeing and fiber positioning accuracy.This project aims to develop the couple system with gradient index lens to improve the coupling efficiency of source and fiber, and develop the micro focal-ratio zoom system with gradient index lens to match the spectrograph. These research can help us to improve the throughout of the telescope caused by telescope dome seeing, optical fiber positioning error.

自上世纪80年代以来光纤已被广泛应用于天文望远镜中，光纤光谱仪望远镜的星像和光纤的耦合效率易受到视宁度、光纤定位精度等因素的影响。本项目致力于进行提高光纤光谱仪望远镜星像和光纤耦合效率方法的研究，在光纤入射端胶结梯度折射率透镜以增加光纤接收星像的面积，同时在出射端配置微型焦比变换系统，修正由于光纤引入梯度折射率透镜导致的焦比退化。该方法的研究有助于改善由于圆顶视宁度、光纤定位偏差导致的效率损失。项目研究拟在国内光纤光谱仪望远镜上进行测试，结合目前国内望远镜的台址视宁度、光纤光谱仪的光纤芯径计算，研究成果有望将目前光纤光谱仪望远镜的通光效率提高50%或更高。

项目研究按计划书执行，围绕提高光纤光谱仪望远镜通光效率的研究计划，开展了提高望远镜星像和光纤耦合方法的研究，模拟分析了视宁度变化对光纤光谱仪望远镜通光效率的影响，并开展了提高望远镜星像－光纤耦合方法的研究，开展了光纤和梯度折射率透镜胶结工艺方法的研究，设计并加工了可适应用于天文观测的微透镜，并完成了光纤－微透镜胶结，并在实验室搭建了望远镜模拟系统，进行了光纤－微透镜的性能测试，通过性能测试该系统可应用于望远镜实际性能测试。