YNAO OpenIR  > 抚仙湖太阳观测和研究基地
利用变形镜抑制光纤模态噪声
其他题名Suppression of fiber modal noise by using deformable mirror
王嘉琦1,2; 许良1; 常亮1,2,3
发表期刊红外与激光工程/Infrared and Laser Engineering
2022-10
卷号51期号:10页码:211-217
DOI10.3788/IRLA20210763
分类号P111
产权排序第1完成单位
收录类别EI ; CSCD ; 核心
关键词激光散斑 视向速度 变形镜 光谱仪
摘要

光纤模态噪声限制了下一代高精度视向速度光谱仪的测量精度。特别是当使用相干光源进行波长定标时,模态噪声会引起视向速度测量误差,降低视向速度测量精度。为了抑制光纤模态噪声,提出了一种基于变形镜的动态改变散斑花样的技术方法,该方法是在单次曝光时间内通过动态改变变形镜的面型,平滑光纤引起的散斑花样,提高定标光谱的质心稳定性,从而保证视向速度的测量精度。通过实验,利用632.8 nm氦氖激光器作为定标光源,验证了该方法的有效性。实验结果表明,单次曝光图像包含约10~5个变形镜形变模式时,可以有效抑制光纤模态噪声。针对分辨率R=100 000的光谱仪,单根定标谱线的情况下,光纤模态噪声引起的视向速度定标误差约为19.8 cm/s,与国际上其他技术方法的精度持平,该方法不仅可以提高能量利用率,且不影响光纤的使用寿命。 

其他摘要

The modal noise in optical fiber limits the measurement accuracy of the next generation of high precision radial velocity spectrograph. Especially when using coherent light sources for wavelength calibration, modal noise can induce radial velocity errors that reduce the accuracy of radial velocity measurement. In order to suppress optical fiber modal noise, a technical method based on deformable mirror to dynamically change speckle pattern is proposed. The method smoothes the speckle pattern caused by optical fiber and improves the centroid stability of calibration spectrum by dynamically changing the shape of deformable mirror in one single exposure time, so as to ensure the measurement accuracy of radial velocity. A 632. 8 nm He-Ne laser is used as a coherent calibration light source to verify the effectiveness of the device. Experimental results show that the optical fiber modal noise can be effectively suppressed when a single exposure image contains about 105 speckle patterns. For the spectrograph with resolution R=100 000, the radial velocity calibration error caused by optical fiber modal noise is about 19. 8 cm/s in use of one single calibration line, which is similar to the effect of other suppression methods in the world. And this method can not only improve the energy utilization rate but also not affect the service life of optical fiber.

资助项目国家自然科学基金[11803087] ; 国家自然科学基金[11973089] ; 云南省科技厅重点研发计划[202003 AD150019] ; 中德科学基金[M-0086]
项目资助者国家自然科学基金[11803087, 11973089] ; 云南省科技厅重点研发计划[202003 AD150019] ; 中德科学基金[M-0086]
语种中文
学科领域机械工程 ; 仪器仪表技术 ; 光学技术与仪器 ; 天文仪器 ; 电子、通信与自动控制技术 ; 光电子学与激光技术
ISSN1007-2276
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CSCD记录号CSCD:7341471
EI入藏号20224613126795
EI主题词Calibration
EI分类号525.3 Energy Utilization - 741.1 Light/Optics - 741.1.2 Fiber Optics - 741.3 Optical Devices and Systems - 744.7 Laser Components - 744.8 Laser Beam Interactions
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文献类型期刊论文
版本出版稿
条目标识符http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/24758
专题抚仙湖太阳观测和研究基地
南方基地
通讯作者常亮
作者单位1.中国科学院云南天文台;
2.中国科学院大学;
3.中国科学院国家天文台
第一作者单位中国科学院云南天文台
通讯作者单位中国科学院云南天文台
推荐引用方式
GB/T 7714
王嘉琦,许良,常亮. 利用变形镜抑制光纤模态噪声[J]. 红外与激光工程/Infrared and Laser Engineering,2022,51(10):211-217.
APA 王嘉琦,许良,&常亮.(2022).利用变形镜抑制光纤模态噪声.红外与激光工程/Infrared and Laser Engineering,51(10),211-217.
MLA 王嘉琦,et al."利用变形镜抑制光纤模态噪声".红外与激光工程/Infrared and Laser Engineering 51.10(2022):211-217.
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