天文探测中,要求类地行星探测中视向速度的测量精度达到10 cm/s.圆形光纤扰模引起的谱线漂移成为影响视向速度测量精度的一个主要因素.提出了圆形结合多边形光纤的分段式光纤传输系统,以改善圆形光纤的扰模特性.利用搭建的测试光纤远近场光斑质量的光学系统,评价光纤出射场的光斑质量;分别研究了圆形光纤、圆形结合正方形光纤、圆形结合八边形光纤的分段式光纤传输系统在不同耦合条件下的远近场分布;分析了系统的扰模增益及能量变化.结果表明,圆形结合多边形光纤的分段式光纤传输系统提高了系统的扰模特性和稳定性.当多边形光纤芯径小于圆形光纤时,较大的入射偏移量引起耦合能量损失;当多边形光纤芯径大于圆形光纤芯径时,能量守恒.圆形结合八边形光纤传输系统的近场质心偏移较小,扰模系数较高,可有效减小耦合误差引起的谱线漂移,从而提高视向速度的测量精度.
光纤光学 视向速度测量 扰模特性 分段式光纤传输系统 谱线漂移