第35卷，第4期 2015年4月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
光纤转动引起光纤光谱效率变化与改正
Vol.35,No. 4 -pp1099-1102
April,2015
陈建军1,2，白仲瑞1.2，李广伟1，王淑清1，罗阿理1,2，赵永恒
1.中国科学院光学天文重点实验室（国家天文台），北京100012 2.申国科学院大学，北京100049
摘要光纤的焦比退化(focalratiodegradation)是光纤光谱效率损失的重要原因之一。光纤在安装和每次定位过程中，光纤的转动和扭曲会引起光纤焦比退化发生变化，从而改变光纤的传输效率，每根光纤由此造成的传输效率变化都会存在差异。而这样的效率差异无法用通常天文观测中使用的晨昏天光平场或者圆项平场改正。减天光是光纤光谱数据处理中决定光谱质量的重要环节。减天光处理要求对不同光纤的传输效率进行归一化处理，以扣除不同光纤之间传输效率差异导致的天光背景测量的误差。对于与天光背景亮度接近乃至更暗的观测目标而言，光纤传输效率的改正精度决定了减天光的精度。测试了LAMOST望远镜光纤转动对光纤传输效率的影响情况。在检查了光谱中天光发射线强度与光纤传输效率的关系，和验证了光纤效率变化与波长变化相对独立的基础上，提出并且证实了通过测量各光纤中天光发射线强度作为光纤相对效率变化量来改正光纤效率差异的方法是可行的。这种方法已经被应用到LAMOST二维光谱处理当中。
关键词光纤光谱；焦比退化；传输效率
中图分类号：TH73
引言
文献标识码：A
D0I: 10. 3964 /j. issn. 1000-0593 (2015 )04-1099-04
处理。这样的处理通过平场改正实现。平场通常是拍摄均匀照明的面光源来实现，如晨昏时的天光（twilight)或者圆顶内均匀照亮的漫反射幕布3。由于LAMOST望远镜的特殊
国家大科学工程LAMOST望远镜（largeskyArea Multi-Object Fiber Spectroscopy Telescope)经过一年的先导巡天观测，已经于2012年9月开始了正式巡天观测， LAMOST望远镜的焦面板上安装了4000根光纤，可以将接近4000个天体的光号人16台光谱仪同时获得它们的光谱，因而是目前世界上光谱获取率最高的望远镜。现在LAM-OST每年能观测和释放超过一百方条各类天体的光谱，提供给天文学家开展银河系结构与演化，宇宙大尺度结构等方面的科学研究]
在LAMOST每根光纤观测到的天体目标光谱中，都包含着目标和天光背景两种成分，因此减天光成为光纤光谱处理中重要的一个环节，减天光的精度更是对于暗目标观测的关键所在。在LAM0ST所有4000根光纤中，大约需要分配 10%的光纤对准天空背景，作为天光米样。每一根目标光纤获得的光谱都需要减去临近的天光采样光纤合成得到的天光光谱。由于光在每根光纤中的传输效率都存在差异，因此采样天光的合成以及对目标光谱的减天光处理都必须首先修正各根光纤的传输效率，即对每根光纤的传输效率进行归一化
收稿日期：2014-03-13，修订日期：2014-07-02
基金项目：国家自然科学基金青年基金项目（Y011161001)资助作者简介：陈建军，1973年生，中国科学院国家天文台副研究员
结构，圆顶内漫反射幕布对LAMOST不适用，一般采用在晨昏时分拍摄天顶附近的天空背景作为平场来改正光纤之间的传输效率。
另外一个方面，光纤光谱仪的焦比耦合情况也会影响光纤的传输效率。对于光谱仪而言，人射焦比（F/D)是固定的，而光纤的焦比退化会影响光纤的出射焦比4了，出射焦比的改变会改变的焦比耦合情况，从而改变光纤的传输效率。而 LAMOST的4000根光纤在每次变换观测天区时，都需要进行对4000根光纤进行重新定位，重定位过程中每根光纤都会转动不同的角度，每根光纤都会因为转动和扭曲情况的不同导致焦比退化发生不同的变化6」，造成光纤之间传输效率的二次改变。由于这样的情形发生在夜间观测过程中，原有的晨昏天光平场对这样的二次效率变化无效
和晨昏天光一样，夜天光也同样具有均勾性。在无月的晴夜，天顶角小于50°的1°视场范围内，天光强度的梯度变化小于1%。LAM0ST的视场虽然有5°，但是由于焦面板被平均分为16块区域，每块区域内的光纤连接到一台光谱仪，因此每台光谱仪对应的视场范围是1.25平方度，接近1
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