基于梯度折射率透鏡法的望遠(yuǎn)鏡星象和焦面上光纖耦合效率優(yōu)化


1.45萬字 30頁 原創(chuàng)作品，通過查重系統(tǒng)


摘 要
提高天文望遠(yuǎn)鏡的運(yùn)行效率和通光效率一直是天文學(xué)家努力追求的目標(biāo)。將光纖引入望遠(yuǎn)鏡的星像傳輸過程中，光纖的耦合效率是提高望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)效率的關(guān)鍵。而將梯度折射率透鏡引入到耦合系統(tǒng)，是一個新型的研究課題。本課題以光學(xué)仿真軟件Zemax為平臺，設(shè)計(jì)了一組應(yīng)用在望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的光纖耦合透鏡組，并且設(shè)置入射光束為He-Ne激光器產(chǎn)生的高斯光束，為進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)打下了基礎(chǔ)。本文對透鏡的分析以耦合效率為主，并且同時(shí)考察成像質(zhì)量，使得耦合系統(tǒng)有較高的耦合效率的同時(shí)，成像質(zhì)量也有一定的保證。經(jīng)過設(shè)計(jì)和優(yōu)化，得出如下結(jié)論：
1.設(shè)計(jì)了一個組合長度為3.957mm的雙梯度折射透鏡；2.透鏡組的耦合效率高達(dá)97%，且系統(tǒng)的像差小、無球差；3.出射光的60%的能量集中在62μm內(nèi)，能量較集中，且系統(tǒng)的分辨率極限為25μm。此透鏡組有如下特點(diǎn)：波長較低的出射光較集中，波長長的較分散；對于不同波長的光，系統(tǒng)的耦合效率不同。



關(guān)鍵詞：星象觀測 梯度折射率透鏡 光纖耦合效率 Zemax