GRAVITY的单模波导 II. 单模光纤与光纤控制单元
天体物理仪器与方法
2024-01-22 v1
摘要
第二代VLTI仪器GRAVITY是一台在1.97至2.43 m之间K波段工作的双视场红外干涉仪，可使用甚大望远镜（VLT）的四个8米或四个1.8米望远镜。望远镜收集的光束经自适应光学系统校正，并通过条纹跟踪系统稳定条纹。计量系统允许测量内部光程长度以实现高精度天体测量。高灵敏度和高干涉精度得益于：湍流相位的校正，低噪声探测器的使用，以及光度与相干通量的优化。光束合成和大部分光束传输是在真空和低温下通过单模波导进行的。在本文中，我们介绍了GRAVITY中弱双折射标准单模光纤系统所实现的功能和性能。光纤差分延迟线（FDDLs）用于动态补偿科学目标与参考目标之间高达6 mm的延迟。光纤偏振旋转器使我们能够对准仪器中的偏振，并使单模光束合成器接近偏振中性。单模光纤系统表现出极低的双折射（小于23度）、极低的衰减（K波段内3.6-7 dB/km）和优化的差分色散（FDDLs零延伸时小于2.04 rad cm2）。因此，对于约90%的光纤链路光度通量，单模光纤导致的典型条纹对比度损失在最低分辨率模式下为6%至10%，在仪器的中等和高分辨率模式下为5%。在任何其他K波段光束合成器中，都没有等效的光纤系统能够在控制延迟和偏振的同时进行光束路由和模态滤波。
引用
@article{arxiv.2401.10613,
title = {Single-mode waveguides for GRAVITY II. Single-mode fibers and Fiber Control Unit},
author = {G. Perrin and L. Jocou and K. Perraut and J. Ph. Berger and R. Dembet and P. Fédou and S. Lacour and F. Chapron and C. Collin and S. Poulain and V. Cardin and F. Joulain and F. Eisenhauer and X. Haubois and S. Gillessen and M. Haug and F. Hausmann and P. Kervella and P. Léna and M. Lippa and O. Pfuh and S. Rabien and A. Amorim and W. Brandner and C. Straubmeier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.10613},
year = {2024}
}
备注
14 pages including 2 appendices, 8 figures in the main text plus 2 figures in the appendices, final version published in A&A