[发明专利]一种快速调节LAMOST-LRS光纤出射端姿态的方法

说明书

本发明公开了一种快速调节LAMOST‑LRS光纤出射端姿态的方法，先对LAMOST‑LRS光学系统进行光学元件及设备的安装；再通过对反射回的激光器斑点情况进行光纤出射端姿态的调节：通过观察光斑偏离光屏中心情况，调节光纤卡子姿态使得光斑均位于光屏中心，以消除系统的偏心误差；通过观察光斑的能量集中度情况，调整光纤卡子位置使光斑最小能量集中度最高，以消除系统的离焦。本发明简化了光纤卡子出射端姿态的调节过程，减少了因人为因素造成的调节误差，通过使用电脑连接10倍CCD显微镜实时测量光斑即提高了调节精度，也提高了调节速度，使高精度光学系统装调与日常维护更为方便。

技术领域

本发明属于光学装调技术领域，具体涉及一种快速调节LAMOST-LRS光纤出射端姿态的方法。

背景技术

LAMOST是一台兼备大口径和大视场的多目标光纤光谱望远镜，为了充分获取大量天体的光谱信息，LAMOST配置16台多目标低色散光纤光谱仪，每台光谱仪器安插250根光纤，焦面接收光线经由光纤传导进入光谱仪。光纤排列在144mm高的狭缝上，由10个光纤卡子固定，狭缝为圆弧，曲率半径691mm。准直镜焦比为F/4，对于狭缝采用Schmidt系统，其像差由Schmidt改正板改正。准直光路中放置分色镜，将整个波段分为红区、蓝区。采用VPH光栅，照相机为Schmidt系统。

LAMOST的科学目标对终端仪器的成像质量提出了严格的要求。光学系统的设计基础是在一条对称轴线(光轴)，即光学系统中起作用的透镜表面曲率中心都应该在这条理想的轴线上。但在加工过程与装调条件的限制下，会产生偏心误差与离焦，破坏了光学系统的共轴性，导致系统产生慧差、像散、畸变，降低了成像质量。所以校正光纤出射端姿态，解决中心偏差与离焦成为了高精度光学系统装调与日常维护的关键环节。

发明内容

针对现有技术中存在的光学元件加工过程中产生的偏心误差与离焦现象，本发明提供一种快速调节LAMOST-LRS光纤出射端姿态的方法，利用电脑连接显微镜进行实时测量，在系统中搭建自准直光路，通过观察光斑偏离光屏中心情况来进行光纤卡子姿态的调节；通过观察反射回的光斑的大小来进行光纤卡子焦距的调节；通过二者的调节即可完成光纤出射端姿态的快速调节。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种快速调节LAMOST-LRS光纤出射端姿态的方法，包括以下步骤：

(1)先对LAMOST-LRS光学系统进行光学元件及设备的安装：

(1-1)在光路中放置平面反射镜，平面反射镜位于准直镜改正镜前方且与准直镜改正镜保持平行，使从准直镜改正镜经过的光线在被平面反射镜反射后可以原路返回；

(1-2)将激光器由激光器夹持架固定，对准焦面板；激光由焦面板待校准光谱仪中心光纤入射；在平面反射镜前平行安装光屏；

(2)再通过对反射回的激光器斑点情况进行光纤出射端姿态的调节：

(2-1)观察光斑偏离光屏中心情况，调节光纤卡子姿态使得光斑均位于光屏中心，以消除系统的偏心误差；

(2-2)撤去光屏，观察光斑的能量集中度情况，调整光纤卡子位置使光斑最小能量集中度最高，以消除系统的离焦。

优选地，步骤(2-1)所述调节光纤卡子姿态的过程如下：实时测量激光器光斑在光屏处偏离中心情况，调整光纤卡子姿态；使光斑中心与光屏中心重合；之后移动激光器使激光依次由待测光谱仪上端、下端光纤入射，调节卡子姿态使得光斑均位于光屏中心，此时光纤卡子姿态校准完成。

优选地，步骤(2-2)所述调整光纤卡子位置的过程如下：实时测量光纤出射端光斑，调整光纤卡子位置，直至光斑最小；移动激光器依次对准焦面待校准光谱上端光纤、下端光纤；重复调节直至光纤卡子上中下部激光光斑最小，此时光纤卡子焦距校准完成。