用于天体光谱观测的多模光纤滤波器研究

在天文望远镜中所用的传能多模光纤内集成滤波器，实现带通或带阻滤波，可以达到单色光谱直接探测或剔除天体光谱中不需要发射线的目的。该器件将能有效的降低光谱噪声，降低对后端大型光谱仪的要求，提高光谱探测准确度，提高天文望远镜的集成度。有鉴于此，本项目拟开展在天文望远镜系统中的传能多模光纤内构造滤波器的研究。方法是首先将传能多模光纤中熔接插入一段特种多芯光纤，使得多模光纤多种模式高效的耦合到特种多芯光纤纤芯内形成具有单模特性的超模传输状态；接着利用在特种多芯光纤内写入光纤光栅或构造F-B腔方式；最终实现在多模光纤内集成滤波器的目的。本项目所提方案将有效克服无法在多模光纤内直接构造有效滤波器的困难。深入研究这种技术，可获得具有自主知识产权的天文观测所需光纤器件，对于促进我国天文观测技术的发展具有重要意义。

光谱观测是天文观测中极为重要的内容，是天文学家了解天体的不可替代的手段之一。光纤由于其极佳的集成能力和传光能力，在天文观测中逐步被应用，如南京天光所研制的我国新型4.2米口径天文望远镜LAMOST中有4000根光纤，同时可以观测三千多个星体的光谱。但在天文观测中，光纤仅仅作为一种传输手段，大部分在光纤通讯和光纤传感领域新发展的光纤技术在其中没有得到有效转化和应用。其中光纤内集成滤波器技术就是其中之一。在天文所用的传输光纤内集成滤波器实现带通或带阻滤波器，可以实现单色光谱探测，或是剔除天文光谱中不需要发射线，降低对所需光谱测试的干扰，从而有效的提高光谱探测精度，降低对后端大型光谱分析仪的要求，进一步提高天文望远镜的集成度。本项目将开展在传能多模光纤内构造低插入损耗的滤波器的研究。开展研究涉及到多个方面。第一部分：多模光纤和单模光纤耦合滤波研究。第二部分：多模光纤光栅滤波研究。第三部分：光纤掺杂实现滤波研究。取得成果如下：发表SCI、EI检索论文10篇，获得发明专利4项，培养研究生2名，参加国际会议3次。