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积分视场光纤光谱仪光纤排布检测系统及其检测方法
常亮; 敦广涛; 程向明
申请(专利权)人中国科学院云南天文台
专利号ZL201610824209.9
申请号CN201610824209.9
2016-09-14
申请日期2016-09-14
公开(公告)号CN106197325A ; CN106197325B
公开日期2016-12-07
IPC 分类号G01B11/27
授权国家中国
专利类型发明
专利状态授权
授权日期2018-08-14
学科领域天文学
学科门类理学 ; 理学::天文学
产权排序1
摘要本发明公开了一种积分视场光纤光谱仪光纤排布检测系统及其检测方法,包括均匀光源发生器、分束器,消像差透镜组、探测器与计算机系统。计算机系统利用光学成像法检测光纤排布精度或者胶合微透镜阵列后光纤阵列与微透镜阵列光轴的同轴精度,根据成像系统放大率以及探测器像元尺寸,计算排布精度,其检测精度可达好于0.1微米量级,完全满足IFU光纤阵列排布精度的要求。
主权项1.积分视场光纤光谱仪光纤排布检测系统,其特征在于,包括: 均匀光源发生器(3),用于均匀照亮IFU微透镜端(1)或IFU狭缝端(7)的光纤阵列、微透 镜阵列; 分束器(2),用于透射均匀光源发生器(3)的光,以及将被照亮的光纤阵列或微透镜阵 列的光反射至成像系统; 消像差透镜组,用于把光纤阵列或微透镜阵列成像到探测器(6)上; 探测器(6),用于接收光纤阵列或微透镜阵列的像; 计算机系统,用于计算探测器(6)接收到的光纤阵列或微透镜阵列的像的质心位置,比 较每根光纤质心位置坐标,确定光纤阵列排布精度;或比较每个微透镜质心位置坐标,确定 微透镜排布精度。 2.根据权利要求1所述的积分视场光纤光谱仪光纤排布检测系统,其特征在于,所述消 像差透镜组包括准直透镜组(4)与成像透镜组(5),被所述分束器(2)反射的光依次通过准 直透镜组(4)、成像透镜组(5)。 3.根据权利要求1所述的积分视场光纤光谱仪光纤排布检测系统,其特征在于,所述分 束器(2)的反射率与透射率值之和为100%,反射率和透射率之比为1:1。 4.根据权利要求1所述的积分视场光纤光谱仪光纤排布检测系统,其特征在于,所述 IFU微透镜端(1)为光纤阵列胶合微透镜阵列进行光纤耦合。 5.根据权利要求1所述的积分视场光纤光谱仪光纤排布检测系统,其特征在于,所述探 测器(6)的靶面大小为B,IFU微透镜端(1)尺寸为A,则准直透镜组(4)和成像透镜组(5)的放 大率M=B/A,若已知准直透镜组(4)的焦距为f1,则成像透镜组(5)的焦距f2=f1*M。 6.一种如权利要求1-5任何一项所述的积分视场光纤光谱仪光纤排布检测的检测方 法,其特征在于,包括IFU微透镜端(1)的检测和IFU狭缝端(7)的检测, 所述IFU微透镜端(1)的检测具体按照以下步骤进行: 步骤1,均匀光源发生器(3)发光后透过分束器(2)把IFU微透镜端(1)照亮,被照亮的微 透镜阵列通过分束器(2)反射到准直透镜组(4)和成像透镜组(5)中,探测器(6)接收微透镜 阵列的像,通过计算机计算微透镜阵列中每个微透镜成像的质心位置坐标,计算得到微透 镜阵列的排布精度; 步骤2,关闭均匀光源发生器(3),从IFU狭缝端(7)入射均匀光,这时IFU微透镜端(1)的 光纤阵列会出射均匀光,微透镜的亮度会极大的降低,光纤阵列的每根光纤都会有较强的 均匀光出射,相当于IFU微透镜端(1)光纤阵列被照亮,被照亮的光纤阵列通过分束器(2)反 射到准直透镜组(4)和成像透镜组(5)中,探测器(6)接收光纤阵列的像,通过计算机计算光 纤阵列中每根光纤成像的质心位置坐标,计算得到光纤阵列的排布精度; 步骤3,通过步骤1计算得到微透镜阵列的排布精度与步骤2计算得到光纤阵列的排布 精度,比较对应的微透镜和光纤的质心位置,计算出每个微透镜和对应光纤的质心位置误 差,从而得到微透镜阵列和光纤阵列的共轴误差; 所述IFU狭缝端(7)的检测具体按照以下步骤进行: 从IFU微透镜端(1)入射均匀光,这时IFU狭缝端(7)的光纤阵列会出射均匀光,相当于 IFU狭缝端(7)被照亮,被照亮的光纤阵列通过分束器(2)反射到准直透镜组(4)和成像透镜 组(5)中,探测器(6)接收光纤列的像,通过计算机计算光纤阵列中每根光纤成像的质心位 置坐标,计算得到光纤的排布精度。 7.根据权利要求6所述的积分视场光纤光谱仪光纤排布检测的检测方法,其特征在于, 所述步骤1与所述步骤2中,每个微透镜成像的质心位置坐标或每根光纤成像的质心位置坐 标计算方法为: x = ΣI i · x i ΣI i , 其中,xi是光斑在x方向的位置,Ii是相应位置的强度;y方向同样用该方法计算。 8.根据权利要求6所述的积分视场光纤光谱仪光纤排布检测的检测方法,其特征在于, 所述步骤3中,微透镜阵列和光纤阵列的共轴误差的计算方法为: 假设光纤阵列的一根光纤的质心位置为(x1,y1),相应微透镜阵列的一个微透镜的质心 为(x2,y2),那么一根光纤对应相应的一个微透镜的质心误差为(△x,△y)=(x1-x2,y1-y2), 计算出全部单根光纤的质心位置与对应微透镜的质心位置后计算平均值,即可得到微透镜 阵列和光纤阵列的共轴误差。
语种中文
专利代理人谈杰
代理机构北京轻创知识产权代理有限公司
文献类型专利
条目标识符http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/12034
专题丽江天文观测站(南方基地)
作者单位中国科学院云南天文台,云南省昆明市官渡区羊方旺396号
第一作者单位中国科学院云南天文台
推荐引用方式
GB/T 7714
常亮,敦广涛,程向明. 积分视场光纤光谱仪光纤排布检测系统及其检测方法. ZL201610824209.9[P]. 2016-09-14.
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