[发明专利]一种用于天文光纤瞄准的像切分装置

权利要求书

1.一种用于天文光纤瞄准的像切分装置，包括异型微透镜阵列和光纤束，其特征在于：异型微透镜阵列由一块中心圆形平板和周围多块扇形微透镜构成，光纤束中心为用于接收星体像斑的科学主光纤，科学主光纤周围排列着侧光纤；所述异型微透镜阵列与光纤束一端连接，科学主光纤一端对准异型微透镜阵列的中心圆形平板，另一端连接光谱仪，侧光纤一端与扇形微透镜一一对准，另一端各连接一个光电探测器；通过分析各光电探测器光信号，确定科学主光纤与星体像斑的相对位置，作为调整像切分装置位置的反馈信号，使像斑通过中心圆形平板全部耦合进入科学主光纤纤芯；中心圆形平板和多个扇形微透镜的厚度h相等，为了保证目标星体像斑全部落入科学主光纤的纤芯中时，对应光线全部经过中心圆形平板区域，中心圆形平板的直径D₀与其厚度h、折射率n、科学主光纤纤芯直径d₀和望远镜出射焦比F存在数学关系：

2.根据权利要求1所述的一种用于天文光纤瞄准的像切分装置，其特征在于，所述异型微透镜阵列的中心圆形平板的直径与其厚度、折射率、入射光线锥角、光纤束科学主光纤纤芯直径成一定数学关系，保证像斑全部进入科学主光纤纤芯内时，则对应光线全部进入中心圆形平板区域。

3.根据权利要求1所述的一种用于天文光纤瞄准的像切分装置，其特征在于，所述异型微透镜阵列的扇形微透镜部分按照其外接圆对应的圆形透镜设计加工，以实现最小像差，保证微透镜各个区域集光能力一致，其厚度与中心圆形平板厚度一致。

4.根据权利要求1所述的一种用于天文光纤瞄准的像切分装置，其特征在于，所述异型微透镜阵列表面镀有工作波段增透膜，减小元件表面反射带来的光损耗。

5.根据权利要求1所述的一种用于天文光纤瞄准的像切分装置，其特征在于，所述光纤束中的侧光纤纤芯直径大于扇形微透镜对望远镜孔径光阑成像大小，侧光纤数值孔径大于扇形微透镜对望远镜孔径光阑成像的像方数值孔径，以确保侧光纤可以接收全部的偏离科学主光纤的光线。

6.根据权利要求1所述的一种用于天文光纤瞄准的像切分装置，其特征在于，所述光纤束采用石英微孔板法定位，在实现高精度定位的同时，防止因材料热膨胀系数差异导致光纤受应力作用，影响传输特性。

7.根据权利要求1所述的一种用于天文光纤瞄准的像切分装置，其特征在于，所述光纤束中加入用于监控光纤状态的传感器件，实时监测光纤的状态，防止光纤受到外界应力作用，影响传输性能。